JPH08102387A - 無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高価なＰＬＬ回路及び直流安定化電源回路を
用いないコストの低い制御回路を構成することにより、
脈流を主電源とした場合でも、安定した動作が得られる
と共に、良好にランプを始動させる。 【構成】 交流電源１からの交流を整流回路２により、
生成された脈流（直流）は直流・高周波変換回路によ
り、高周波交流に変換され、マッチング回路６を介して
励起コイル７に供給され放電灯８が始動する。検出回路
１３により検出された励起コイル７の両端の電圧の検出
結果をピーク検出保持回路に供給し、ピーク値を保持す
る。ピーク値は誤差増幅器１１により基準値と比較さ
れ、ＶＣＯ１２は比較結果に基づいて発振周波数を変え
て直流・高周波変換回路４により周波数制御を行う。こ
れによりピーク値を一定するように周波数制御を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、励起コイルを用いてラ
ンプを点灯させる誘導結合形放電灯点灯装置（以下、無
電極放電灯点灯装置と称す）に係り、特に点灯制御回路
の回路構成を大型化にせずコストの低減を可能にすると
共に、ランプの始動時における信頼性を向上するのに好
適の無電極放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、交流電源を用いて励起コイルに１
３．５６ＭＨＺ程度で交番する磁界を発生させ、この磁
界による電界を利用して、発光部質及び希ガスなどの放
電材が封入された球状の（楕円形）ランプを点灯させる
無電極放電灯点灯装置が開発されている。

【０００３】無電極放電灯点灯装置は、電界エネルギー
を発生してランプを放電させるための励起コイルと、こ
の励起コイルの負荷の力率を改善し、且つインピーダン
ス整合させるためのマッチング回路とが備えられ、共振
回路を形成している。したがって、この共振を制動する
負荷であるランプが点灯する前、すなわち始動時には、
共振のＱが著しく高くなる性質が一般にある。このた
め、ランプの始動時には、回路素子値のわずかな変化
（経時変化或いは温度変化）に対し電気特性が大きく変
化するため、始動するために必要に励起コイル電流も大
きく変換し易く、つまり、信頼性のある始動を行うこと
が困難である。

【０００４】そこで、従来の無電極放電灯点灯装置で
は、直流電圧を高周波に変換する直流・高周波変換回路
の出力電圧と、この変換回路の出力の電流との位相差を
検出し、これを一定値に保持するように動作周波数を制
御するＰＬＬ回路を用いる方法が提案されている。

【０００５】図４にこのようなＰＬＬ回路を備えた従来
における無電極放電灯点灯装置のブロック図を示す。

【０００６】図４において、無電極放電灯点灯装置の主
電源には、上述したように交流電源１が用いられてい
る。交流電源１は整流回路２に接続され、交流電圧を整
流回路２に供給する。整流回路２は供給された交流電圧
を直流電圧に整流して変換し、変換した直流電圧を直流
安定化電源回路３に供給する。このとき、整流回路は交
流の１サイクル全部を整流する全波整流を行って脈流を
生成し出力する。

【０００７】直流安定化電源回路３は、直流電圧を加減
することが可能であると共に、出力直流電圧を安定化さ
せ、更に整流したのみの脈流を平滑直流に変換する平滑
作用を有しており、供給された直流電圧の脈流を平滑し
て直流・高周波変換回路４に供給する。

【０００８】直流・高周波変換回路４は、例えば電界ト
ランジスタを用いて構成されたハートブリッジ回路であ
って、供給された直流電圧を高周波に変換して出力す
る。この直流・高周波変換回路４の出力は、電流検出用
トランス５を介してマッチング回路６に供給される。電
流検出用トランス５は他方の巻線側が接地され、主回路
に流れる電流に対応した電圧を２次側に発生させる、い
わゆるカレントトランスであり、検出した電圧を出力す
る。

【０００９】マッチング回路６には、前記直流・高周波
変換回路４により変換された高周波の電流が供給されて
おり、マッチング回路６は励起コイル７を用いてランプ
８を効率良く点灯するために、インピーダンス変換を行
うと共に、励起コイル７による負荷の力率を改善すると
いう作用を有している。

【００１０】例えば、励起コイル７は空芯のコイルであ
ることから、流れる電流に対して有効電流分が少なく、
無効電流分が大きくなる。この場合に、マッチング回路
６はコンデンサなどの回路を用いて、励起コイル７の無
効電流をキャンセルし、いわゆる力率の向上を図るよう
にしている。

【００１１】一方、前記直流・高周波変換回路４の出力
側には、当該直流・高周波変換回路４の出力電圧を検出
するためのコンデンサ分圧回路９が配置されており、検
出した電圧値を位相比較器１０の一方の入力端に供給す
る。また、前記検出トランス５によって検出された電圧
は、この位相比較器１０の他の入力端に供給される。

【００１２】位相比較起１０は供給された直流・高周波
変換回路４の出力電圧と、前記検出トランス５により検
出された電圧との位相差を検出し、検出結果を誤差増幅
器１１の一方の入力端に供給する。誤差増幅器１１の他
方の入力端子には、基準電圧が印加されており、誤差増
幅器１１は供給された検出結果と基準電圧との比較を行
い、比較結果をＶＣＯ１２に供給する。ＶＣＯ１２は電
圧制御による発振器であり、供給された比較結果に基づ
き出力発振周波数を変化させて直流・高周波変換回路４
を駆動させる。

【００１３】このようにＰＬＬ回路を用いた無電極放電
灯点灯装置では、素子値が変化して回路の共振周波数が
変化した場合においても、この変化に伴い追尾するよう
に動作周波数が制御されることになる。このため、ラン
プを始動するための励起コイル７の電流もこれに応じて
制御される。したがって、ランプ８の始動時の信頼性の
向上が期待できる。また、このような制御方法は、始動
回路により回路が制動され、且つ動作周波数が回路の共
振周波数に近接して設定する場合には、特に有効な方法
である。

【００１４】しかしながら、図４に示すように無電極放
電灯点灯装置に用いられるＰＬＬ回路は、位相比較器１
０が比較的複雑な回路構成であり、また波形成形回路が
必須であることから、全体的に高価となってしまう問題
点がある。つまり、図４に示す直流安定化電源回路３は
ランプを点灯させる全電力を電力変換するので、この場
合大型でしかも非常にコストが高いものとなってしま
う。そこで、簡単に考えて直流安定化電源回路３を用い
ずに、制御回路を構成すれば良いが、この場合、平滑整
流した脈流を図４に示すように、直流・高周波変換回路
４を用いて高周波に変換すると、電源の周期に応じて周
期的に電流の振幅がゼロになってしまい、検出電圧を検
出することができず、位相比較が行えないことになり、
結果としてＰＬＬ回路は正常に動作せず、誤動作してし
まうという不都合がある。したがって、無電極放電灯点
灯装置のコストを低減し、且つ脈流を入力電圧として可
能な制御回路を備えた無電極放電灯点灯装置が望ましい
が、改善がなされていないのが現状である。

【００１５】ところで、無電極放電灯点灯装置では、ラ
ンプの点灯時において励起コイルのＱが極めて高いこと
は、上述した通りである。そこで、上記とは異なるラン
プの始動時における励起コイル電流の制御方法の一例を
図５に示す。

【００１６】図５は従来における無電極放電灯点灯装置
の他の一例を示すブロック図である。

【００１７】なお、図４に示す装置と同様な構成要素に
は同一符号を付している。

【００１８】図５において、符号１６はインバータ回路
としてのＲＦアンプであり、このＲＦアンプ１６には直
流電圧ＶDC が供給されている。ＲＦアンプ１６は直流
電圧を高周波に変換してマッチング回路６に供給する。
マッチング回路６は、例えば直列コンデンサＣｓと、並
列コンデンサＣｐとで構成されており、ランプ始動時に
励起コイル７（コイルＬｃ）に電流を供給するためのイ
ンピーダンス変換を行う作用を有している。

【００１９】一方、マッチング回路６の他端は、ランプ
始動時に高圧を発生させるための高圧発生回路１８に接
続されている。高圧発生回路１８はコンデンサＣｓｔ
と、共振するためのコイルＬｓｔと、負荷抵抗Ｒｓｔと
を備えており、コンデンサＣｓｔとコイルＬｓｔとの間
には始動ブローブ８ａを介してランプ８が接続されてい
る。

【００２０】また、ランプを始動するためには、始動ブ
ローブ７ａに印加する電圧Ｖｓｔ以上の電圧と、励起コ
イル７に流れる電流Ｉｓｔ以上の電流とを印加するよう
にすれば良いことが、実験的にも確認されている。更
に、ランプ点灯以前は、点灯装置が無負荷状態で動作す
ることになるから、ＲＦアンプを構成するスイッチング
素子等の破壊につながる虞れがある。つまり、このＲＦ
アンプを構成するスイッチ素子を保護するためには、ラ
ンプ点灯以前に、ランプ８の負荷抵抗に相当する抵抗値
の負荷抵抗Ｒｓｔを配置しなければならず、また必須な
条件でもある。

【００２１】しかしながら、ランプ始動以前の短時間で
あっても、ランプ８の負荷抵抗の変わりに、同様な負荷
抵抗値で抵抗Ｒｓｔに動作させることは、抵抗Ｒｓｔに
とって、かなりの負担となる。また、このような負担を
解決すべく、複数の抵抗を並列に接続して前記負荷抵抗
Ｒｓｔによる負担を軽減しようとすると、回路構成が大
型化となってしまう他、寄生容量等の問題が生じてしま
うという問題点もあった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来にお
ける無電極放電灯点灯装置では、ランプ始動時におい
て、経時変化や温度変化の影響によって、回路素子値が
わずかに変化する場合がある。このため、電気特性が大
きく変化することになるが、この場合に従来技術におい
ては、信頼性のあるランプ始動動作を得るためにＰＬＬ
回路を用いて励起コイルに供給する共振周波数を変化さ
せるように制御していたが、このＰＬＬ回路は高価であ
り、また直流安定化電源回路もまた高価であることか
ら、全体的にコストが高価となってしまう。そこでコス
ト低減を図るためには、前記直流安定化電源回路を用い
ずに回路を構成すれば良いが、この場合、交流が整流さ
れたのみの脈流が入力主電源として供給されることか
ら、ＰＬＬ回路は正常に動作せず、安定した動作が得ら
れないという問題点がある。

【００２３】また、ランプ始動時にＲＦアンプを構成す
るスイッチ素子を保護するためには、ランプと直列に接
続される負荷抵抗をランプの負荷抵抗値に相当するもの
にすることが必須であるが、この場合負荷抵抗はかなり
の負担がかかり、これを解決しようとすると、回路構成
の大型化または寄生容量などの問題点がある。

【００２４】そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされ
たもので、高価なＰＬＬ回路及び直流安定化電源回路を
使用しないで制御回路を構成することにより、コストの
低減を可能とし、脈流を主電源として供給した場合に
も、安定した動作が得られると共に、良好にランプを始
動するのに好適の無電極放電灯点灯装置及び照明装置の
提供を目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
よる無電極放電灯点灯装置は、交流電源と、前記交流電
源からの交流を直流に整流して脈流電流を生成する整流
回路と、前記整流回路からの脈流電流を高周波交流に変
換する高周波変換回路と、放電灯を備え、この放電灯の
周囲に介在するものであって、前記高周波変換回路から
の高周波出力を利用して、前記放電灯を点灯させるため
の励起コイルと、前記高周波変換回路と励起コイルとの
間に接続され、放電灯始動時または点灯時に、供給され
る高周波出力に応じてインピーダンス変換を行うマッチ
ング回路と、前記励起コイルに印加される電圧に応じた
電圧値を検出し、検出結果を出力する検出手段と、前記
検出手段による検出結果からピーク値を検出し、このピ
ーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路を周
波数制御する周波数制御手段と、を具備したものであ
る。

【００２６】請求項２記載の本発明による無電極放電灯
点灯装置は、交流電源と、前記交流電源からの交流を直
流に整流して脈流電流を生成する整流回路と、前記整流
回路からの脈流電流を高周波交流に変換する高周波変換
回路と、放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するも
のであって、前記高周波変換回路からの高周波出力を利
用して、前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、
前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放
電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応
じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、前記
励起コイルに流れる電流に応じた電流値を検出し、検出
結果を出力する検出手段と、前記検出手段による検出結
果からピーク値を検出し、このピーク値を一定に保持す
るように前記高周波変換回路を周波数制御する周波数制
御手段と、を具備したものである。

【００２７】請求項３記載の本発明による無電極放電灯
点灯装置は、請求項１に記載の無電極放電灯点灯装置で
あって、前記検出手段は、コンデンサを用いたコンデン
サ分圧回路で構成されたものであり、コンデンサ分圧回
路は前記励起コイルの両端の電圧値を検出して出力する
ことを特徴とするものである。

【００２８】請求項４記載の本発明による無電極放電灯
点灯装置は、請求項２に記載の無電極放電灯点灯装置で
あって、前記検出手段は、コンデンサを用いたコンデン
サ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ分圧
回路は前記励起コイルの両端の電流値を検出して出力す
ることを特徴とするものである。

【００２９】請求項５記載の本発明による無電極放電灯
点灯装置は、請求項１または請求項２に記載の無電極放
電灯点灯装置において、前記周波数制御手段は、前記検
出手段からの検出結果からピーク値を検出し、これを保
持するピーク検出保持回路と、このピーク検出保持回路
からの出力と、基準値とを比較し、比較結果を出力する
誤差増幅器と、この誤差増幅器からの比較結果に基づ
き、発振周波数を変えて前記高周波変換回路に供給する
ことで、当該高周波変換回路の周波数制御を行う可変周
波発振器と、で構成したことを特徴とするものである。

【００３０】請求項６記載の本発明による照明装置は、
請求項１〜５のいずれか一記載の無電極放電灯点灯装置
と、無電極放電灯点灯装置により付勢される無電極放電
灯と、無電極放電灯が放射する光を制御する制光手段
と、無電極放電灯点灯装置及び制光手段を収容する装置
本体と、を具備したものである。

【００３１】

【作用】請求項１に記載の本発明によれば、交流電源か
らの交流を整流回路により、直流に整流して脈流を生成
し、この脈流が高周波変換回路に供給される。高周波変
換回路は脈流（直流）を高周波交流に変換し、励起コイ
ルに供給する。すると、励起コイルは放電灯点灯させる
ために、例えば磁界を発生することで電界が生じ、この
電界により放電灯が放電し、点灯する。このとき、検出
手段は、励起コイルの両端に印加される電圧に応じた電
圧を検出し、検出結果を周波数数制御手段に供給する。
その後、周波数制御手段は供給された検出結果からピー
ク値を検出し、これを保持すると共に、このピーク値
（電圧）と基準値とを比較し、比較結果に基づく周波数
に変えて前記高周波変換回路に発振し、当該高周波変換
回路による周波数制御を行う。これにより、基準値が変
動した場合でも、ピーク値は一定するように周波数制御
を行うことができる。よって、高価なＰＬＬ回路の制御
回路を用いずに回路構成を行うことができることから、
全体的なコストを低減することができ、またこの場合、
脈流を入力主電源とする場合でも、良好な放電灯始動を
行うことができる。

【００３２】請求項２記載の本発明によれば、前記検出
回路により、励起コイルに流れる電流に応じた電流値を
検出し、この検出結果から周波数制御手段を用いてピー
ク値を検出した場合においても、良好に高周波変換回路
の周波数制御を行うことができる。よって、高価なＰＬ
Ｌ回路を用いずに、回路構成を行うことができることか
ら、コスト低減を可能にし、また脈流が供給された場合
でも、良好な放電灯始動を行うことができる。

【００３３】請求項３及び４記載の本発明によれば、検
出手段にコンデンサ分圧回路を用いることにより、簡単
な構成で且つ容易に励起コイルの両端の電圧値または電
流値を検出することができる利点がある。これにより、
正確な励起コイルの両端の電圧値または電流値を検出す
ることができることから、放電灯始動時において、周波
数制御手段による高周波変換回路の制御を良好に行うこ
とができる効果を有する。

【００３４】請求項５に記載の本発明によれば、周波数
制御手段を検出手段と、ピーク検出保持回路と、誤差増
幅器と、可変周波発振器とで構成することにより、放電
灯始動時に励起コイルに供給される高周波交流のピーク
値を、一定にすることができる。これにより、基準値が
変動した場合においても、ピーク値を一定にすることが
できることから、安定した放電灯始動動作を得ることが
できる。よって、ＰＬＬ回路を使用せずとも制御回路を
構成することができ、コストを低減することができるこ
とは勿論のこと、脈流が供給された場合においても、良
好に放電灯の始動を良好に行うことができる効果を有す
る。

【００３５】請求項６に記載の本発明によれば、上述の
無電極放電灯点灯装置と同様の作用を行う。

【００３６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の一実施例を示
すブロック図である。 尚、図１に装置は図４に示す装
置の同様の構成要素には同一符号を付している。 図１
において、無電極放電灯装置の主電源には、従来技術と
同様に交流電源１が用いられている。交流電源１は整流
回路２に接続され、交流電圧を整流回路２に供給する。
整流回路２は供給された交流電圧を直流電圧に整流して
変換し、変換した直流電圧を直流・高周波変換回路４に
供給する。このとき、整流回路は交流の１サイクル全部
を整流する全波整流を行って脈流を生成し出力する。つ
まり、本実施例では、従来技術の問題点となる高価な直
流安定化電源回路（図４参照）を用いず、しかも整流回
路２によって整流された脈流をそのまま直流・高周波変
換回路４に供給するように構成されているものである。

【００３７】直流・高周波変換回路４は、例えば電界ト
ランジスタを用いて構成されたハートブリッジ方式の回
路であって、供給された脈流の直流電圧を高周波に変換
して出力する。この直流・高周波変換回路４の出力は、
マッチング回路６に供給される。

【００３８】マッチング回路６は励起コイル７を用いて
ランプ８を効率良く点灯するために、インピーダンス変
換を行うと共に、励起コイル７による負荷の力率を改善
するという作用を有している。

【００３９】例えば、励起コイル７は空芯のコイルであ
ることから、流れる電流に対して有効電流分が少なく、
無効電流分が大きくなる。この場合に、マッチング回路
６はコンデンサなどの回路を用いて、励起コイル７の無
効電流をキャンセルし、いわゆる力率の向上を図るよう
にしている。

【００４０】一方、前記マッチング回路６の出力側に
は、励起コイル７の両端の電圧値を検出するための検出
回路１３が配置されている。検出回路１３は例えばコン
デンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ
分圧回路は励起コイル７の両端の電圧を検出し、検出し
た電圧値をピーク検出保持回路１４に供給する。なお、
本実施例では、検出回路１３によって励起コイル７に流
れる励起コイル電流の値を検出するようにしても良い。

【００４１】ピーク検出保持回路１４は、供給された検
出結果からピーク値を検出し、更にこのピーク値を保持
するよう動作してこのときのピーク電圧を出力する。こ
のピーク検出保持回路１４の出力は誤差増幅器１１の一
方の入力端に供給される。

【００４２】誤差増幅器１１の他方の入力端子には、基
準電圧が印加されており、誤差増幅器１１は前記ピーク
検出保持回路１４からのピーク電圧と、基準電圧との比
較を行い、比較結果をＶＣＯ１２に供給する。ＶＣＯ１
２は電圧制御による可変周波発振器であり、供給された
比較結果に基づき出力発振周波数を変化させて直流・高
周波変換回路４を駆動させる。

【００４３】次に、このような構成の無電極放電灯点灯
装置の動作を詳細に説明する。

【００４４】いま、ランプ８を始動するために、高圧の
交流電源１をオンしたものとする。すると、整流回路２
は供給された交流電圧を直流に整流し、脈流の直流電圧
を直流・高周波変換回路４に供給する。つまり、本例で
は、整流したのみの脈流が入力主電源となる。そして、
脈流は直流・高周波変換回路４によって、高周波に変換
され、マッチング回路６に供給される。マッチング回路
６はランプ始動を効率良く行うために、インピーダンス
変換及び励起コイルにおける負荷抵抗の力率改善を行
い、高周波を励起コイル７の両端に供給する。この場
合、ランプ始動時には、通常励起コイル７における負荷
抵抗のＱが非常に高いことから、マッチング回路６によ
るインピーダンス変換は基より、負荷抵抗の力率改善を
行うことが必須となる。

【００４５】こうして、高周波の直流電圧が励起コイル
７に供給されると、励起コイル７に励起コイル電流が流
れ、励起コイル７は磁界を発生し、ランプ８と励起コイ
ルとの間に電界が生じることになり、結果、この電界に
よる影響により、ランプ８が放電を開始し点灯すること
になる。このとき、検出回路１３によって前記励起コイ
ル７の両端の電圧が検出される。この検出された電圧は
ピーク検出保持回路１４に供給され、供給された検出電
圧のピーク値を検出し、更にこのピーク値を保持して誤
差増幅器１１に供給される。そして、供給されたピーク
電圧は誤差増幅器１１により基準値（目標値）と比較さ
れ、この比較結果はＶＣＯ１２に供給される。その後、
ＶＣＯ１２は供給された比較結果に基づき発振周波数を
変化させて直流・高周波変換回路４に供給する。このた
め、直流・高周波変換回路４はＶＣＯ１２から供給され
た発振周波数に基づいて駆動するように動作する。つま
り、上述したような検出回路１３、ピーク検出保持回路
１４、誤差増幅器１１、ＶＣＯ１２及び直流・高周波変
換回路４を介するループによって、励起コイル７の両端
電圧のピーク値を一定に保持するように周波数制御する
ことができ、すなわちランプ始動時において、安定した
動作状態を得ることができる。よって、脈流が入力主電
源である場合においても、良好に制御動作することがで
きる効果を有する。

【００４６】したがって本実施例によれば、高価なＰＬ
Ｌ回路、直流安定化電源回路を使用せずとも、制御回路
の回路構成を構成することができることにより、全体的
なコストを低減することができる。更に、前記直流安定
化電源回路を使用しないと脈流が入力主電源となるが、
この場合においても、ピーク検出保持回路１４などの制
御回路により安定した周波数制御動作を得ることができ
る効果を有する。よって、良好にランプの始動を行うこ
とができることは明かである。

【００４７】尚、本発明においては、上述した制御方法
はランプの始動時において、負荷抵抗のＱが高い場合に
ついて特に有効な制御方法であるが、ランプ点灯時にお
いても適用することができる。例えばランプが安定に点
灯した後に、励起コイルに供給する周波数を一定した周
波数を供給するように発振器を切り換えるように構成し
ても良く、この場合、規定のＩＳＭ帯（工業用・科学用
及び医事用周波数）の周波数を保持するように行えば良
い。

【００４８】また、本発明の制御方法は、主となる励起
コイルの他に、ランプの始動補助のための高圧発生回路
が設けてある場合においても、容易に実施できると共
に、前記実施例と同様に効果を得ることができる。ま
た、マッチング回路によって、ランプ始動時とランプ点
灯時とのマッチングを切り換える場合、または切り換え
ない場合についても、同様に効果を有するものである。

【００４９】また、本発明の制御方法は、ランプ始動時
において励起コイルを含む回路のＱが非常に高くなるこ
とから、負荷抵抗を励起コイルに設けて回路のＱを低く
抑えるように設けても良いが、この場合においも適用す
ることができ、同様に効果を得ることができる。特に、
始動時のＱが点灯時のＱと比べて、比較的高い場合に適
用する方がより効果的である。

【００５０】更に、本発明に用いられる検出回路は、励
起コイルの両端の電圧を検出する方法について説明した
が、例えば励起コイルに流れる励起コイル電流を検出す
るようにしても良く、また他の共振用コイル電流または
共振用コイル電圧などの電気量を検出するようにして、
周波数制御を行うようにしても良い。

【００５１】ところで、無電極放電灯点灯装置では、一
般にランプ始動時において回路のＱが非常に高くなるこ
とから、これを如何に低くすることに関して従来より提
案がなされている。例えば、前記実施例に示したように
励起コイルの両端に負荷抵抗（コンデンサ分圧回路）を
設けて、ランプ始動時のインピーダンスを変換して回路
のＱを抑制するものがある。また、これとは別に、図５
の従来技術における回路構成で説明したように、励起コ
イルに負荷抵抗を接続するのではなく、ランプと直列に
負荷抵抗を接続し、更にこの負荷抵抗の抵抗値をランプ
の負荷抵抗に相当する値に設けて、ランプ始動時の回路
のＱを抑制するようにしてものもある。

【００５２】しかし、この場合、高圧の高周波が用いら
れていることから、ＲＦアンプを構成するスイッチ素子
を破壊する虞れがあり、これを解決しようとすると、複
数の並列抵抗が必要となるため、回路構成の大型化及び
寄生容量などの問題点がある。 そこで、本例では、ラ
ンプと接続される負荷抵抗を無くし、更に励起コイルの
抵抗値をランプ始動時のランプ抵抗値と相当する抵抗値
を有したもので構成することにより、ＲＦアンプの破壊
を防止すると共に、回路のＱを抑制することのできるよ
うにしたものである。

【００５３】図２にこのような無電極放電灯点灯装置の
一例を示す。

【００５４】図２は無電極放電灯点灯装置の他の一例を
示すブロック図であり、図２に示す装置は図５に示す装
置と同様な構成要素には同一の符号を付すと共に、構成
用件、動作の説明の省略し、異なる部分のみ説明する。

【００５５】図２において、無電極放電灯装置は直流電
圧を高周波に変換して出力するＲＦアンプ１６と、この
ＲＦアンプ１６の出力をインピーダンス変換及び負荷の
力率を改善するマッチング回路６と、マッチング回路の
出力電圧で磁界を発生し且つ電界を発生させてランプ８
を点灯するための励起コイル手段１７と、ランプの始動
時に高圧を発生させてランプ８に印加するための高圧発
生回路１８と、で構成されている。

【００５６】したがって、本例の無電極放電灯点灯装置
では、図１に示す無電極放電灯点灯装置と同様な回路構
成となっているが、上述したように先ず、高圧発生回路
１８において、ランプ８に直列に接続される負荷抵抗Ｒ
ｓｔを無くし、励起コイル７の等価的直列抵抗を従来よ
り大きくしたことが異なる点である。この場合、励起コ
イル手段１７（励起コイル７と抵抗Ｒｃとの抵抗値）の
抵抗値は、例えばランプ始動時におけるランプの抵抗値
に相当するような大きな値のものとなっている。

【００５７】そこで、如何に励起コイル手段１７の抵抗
値を大きくするかというと、具体的には、励起コイル７
に用いられるコイル材料に抵抗率大の材料を用いること
が考えられる。この場合、容易に励起コイル７の抵抗値
をランプ始動のランプの負荷抵抗値に設定することがで
きる。また、励起コイル７のターン数を減らすように設
定する場合もある。ターン数とは、ランプの周囲を巻回
した距離を１ターンとすると、本例における励起コイル
７のターン数を１ターン未満にすれば、上述したように
ランプ始動時のランプの抵抗値に相当する大きな抵抗値
に設定することができる。

【００５８】次に、このような励起コイルのターン数
と、コイル損失との関係を説明する。

【００５９】例えば、図２に示す励起コイル７に、φ３
３．４ｍｍのＡｌ板金コイルを用いたとする。この場
合、Ａｌ板金コイルのランプに対するターン数をｎと
し、Ａｌ板金コイルのインダクタンスをＬｃ（ｎＨ）、
抵抗値をＲｃ（ｍΩ）とすると、ターン数とＬｃ及びＲ
ｃとの関係は、下記の表に示すものとなる。

【００６０】

【表１】 また、ランプ８の始動時における最小必要な励起コイル
電流Ｉｓｔを、例えば９０（Ａ）とすると、励起コイル
手段１７のコイル損失Ｐｃは、上記の表に示すように、
ターン数の減少に伴い、増大することが解る。

【００６１】したがって、上述したように励起コイル７
のターン数を１ターン未満にすることによって、励起コ
イル自身の抵抗値を増大することができ、すなわちラン
プ始動時におけるランプの抵抗値に相当する値に設定す
ることができる。よって、従来技術における負荷抵抗Ｒ
ｓｔ（図４参照）を不要にすることができる。

【００６２】以上、説明したように、本例の無電極放電
灯装置によれば、励起コイル自身の抵抗値を、ランプ始
動時におけるランプの抵抗値に相当する値に設定するこ
とにより、ＲＦアンプ１６を構成するスイッチ素子を保
護すると共に、回路のＱを抑制することができることか
ら、ランプの始動性の向上を図ることができる。また、
ランプ始動に不可欠な負荷抵抗Ｒｓｔ（図４参照）を無
くすことができることにより、ランプ始動回路の回路構
成を簡素化することができ、よって、従来技術における
問題点を解消することができることは明かである。

【００６３】尚、本例においては、励起コイルのターン
数を１ターン未満にして、励起コイル自身の抵抗値を増
大することについて説明したが、本発明ではこれに限定
することなく、例えば励起コイルに用いられるコイル材
料の表面をアルマイト処理を施すようにして抵抗値を増
大するようにしても良い。この場合、励起コイルの表面
は、アルマイト処理を施すことによって、材料の表面が
アルミ及び複数の穴が配置されることから、極めて電流
が流れにくくなり、ターン数の場合と同様の効果を得る
ことができる。

【００６４】次に、本発明に係る無電極放電灯照明装置
の一実施例を図３を用いて説明する。

【００６５】図３は無電極放電灯照明装置の主要部を模
式的に示す概略図であり、無電極放電灯５には支持用細
管１１が一体的に取着されている。この支持用細管１１
を支持固定するソケット１２は、内面が反射面を呈する
反射笠１３の端部付近に配置されている。また、その反
射笠１３の開口部を覆うように、プリズムカバーガラス
１４が配設されている。ここで、プリズムカバーガラス
１４は、電磁波が外部に漏れることを防止するために、
金属メッシュ（図示せず）が埋め込まれている。これら
反射笠１３及びプリズムカバーガラス１４により制光手
段を構成している。尚、励起コイル４の両端部は、反射
笠１３の上面を絶縁被覆処理されて貫通し、椀状のアル
ミニウム板１５と接続し、図示しないが上述の実施例で
例示したマッチング回路を介してこの装置全体に収容さ
れた高周波電力発生手段と電気的に接続している。

【００６６】以上のように構成された無電極放電灯照明
装置は、前述の実施例と同様に作用し、また制光手段に
よって無電極放電灯５から放射された光が同図中矢印で
図示するように制御される。

【００６７】また、上記において、無電極放電灯が放射
する光を制御する制光手段とは、例えば所望の配光を得
るために放電灯から発せられた光を反射させる反射板や
ルーバー等の反射部材や、分光特性を変化させる光フィ
ルタや光学的干渉部材、及び分光特性の変化を伴わず光
を実質的に全透過させる透光性部材などを総称してい
う。

【００６８】

【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、無
電極放電灯点灯装置において、高価なＰＬＬ回路を用い
ることなく、制御回路を構成することができることによ
り、全体的なコストを低減することができる。この場
合、入力電源として脈流が供給されることになるが、検
出回路及びピーク検出保持回路などの制御回路を用いる
ことにより、脈流が供給された場合においても、ランプ
始動時の周波数制御を良好に行うことができ、ランプ始
動時の信頼性の向上をことができる効果を有する。

【００６９】また、励起コイル手段の抵抗値をランプ始
動時のランプに相当する抵抗値のものにすることによ
り、回路のＱを小さくすることができると共に、ランプ
始動回路を大型化することなく、良好にランプ始動を行
うことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の一
実施例を示すブロック図。

【図２】図２は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の他
の一例を示すブロック図。

【図３】図３は本発明に係る無電極放電等照明装置の概
略構成を示す構成図。

【図４】図４は従来における無電極放電灯点灯装置を示
し、ＰＬＬ回路を用いた回路構成図。

【図５】図５は従来における無電極放電灯点灯装置の他
の一例を示し、ランプ始動回路に負荷抵抗を用いた回路
構成図。

【符号の説明】

１…交流電源、２…整流回路、３…直流安定化電源回
路、４…直流・高周波変換回路、５…電流検出用トラン
ス、６…マッチング回路、７…励起コイル（Ｌｃ）、８
…ランプ（Ｌ）、８ａ…始動ブローブ、９…コンデンサ
分圧回路、１１…誤差増幅器、１２…ＶＣＯ（可変周波
発振器）、１３…検出回路、１４…ピーク検出保持回
路、 １６…ＲＦアンプ、１７…励起コイル手段、１８
…高圧発生回路、Ｃｓ…直列コンデンサ、Ｃｐ…並列コ
ンデンサ、Ｒｃ…負荷抵抗、ＶDC…直流電圧、Ｉｓｔ…
励起コイル電流。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 安部 総一郎 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源と、 前記交流電源からの交流を直流に整流して脈流電流を生
   成する整流回路と、 前記整流回路からの脈流電流を高周波交流に変換する高
   周波変換回路と、 放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するものであっ
   て、前記高周波変換回路からの高周波出力を利用して、
   前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、 前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放
   電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応
   じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、 前記励起コイルの両端に印加される電圧に応じた電圧値
   を検出し、検出結果を出力する検出手段と、 前記検出手段による検出結果からピーク値を検出し、こ
   のピーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路
   を周波数制御する周波数制御手段と、 を具備したことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】交流電源と、 前記交流電源からの交流を直流に整流して脈流電流を生
   成する整流回路と、 前記整流回路からの脈流電流を高周波交流に変換する高
   周波変換回路と、 放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するものであっ
   て、前記高周波変換回路からの高周波出力を利用して、
   前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、 前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放
   電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応
   じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、 前記励起コイルに流れる電流に応じた電流値を検出し、
   検出結果を出力する検出手段と、 前記検出手段による検出結果からピーク値を検出し、こ
   のピーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路
   を周波数制御する周波数制御手段と、 を具備したことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】前記検出手段は、コンデンサを用いたコン
   デンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ
   分圧回路は前記励起コイルの両端の電圧値を検出して出
   力することを特徴とする請求項１に記載の無電極放電灯
   点灯装置。
4. 【請求項４】前記検出手段は、コンデンサを用いたコン
   デンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ
   分圧回路は前記励起コイルの両端の電流値を検出して出
   力することを特徴とする請求項２に記載の無電極放電灯
   点灯装置。
5. 【請求項５】前記周波数制御手段は、 前記検出手段からの検出結果からピーク値を検出し、こ
   れを保持するピーク検出保持回路と、 このピーク検出保持回路からの出力と、基準値とを比較
   し、比較結果を出力する誤差増幅器と、 この誤差増幅器からの比較結果に基づき、発振周波数を
   変えて前記高周波変換回路に供給することで、当該高周
   波変換回路の周波数制御を行う可変周波発振器と、で構
   成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の無電極放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか一記載の無電極放
   電灯点灯装置と、 無電極放電灯点灯装置により付勢される無電極放電灯
   と、 無電極放電灯が放射する光を制御する制光手段と、 無電極放電灯点灯装置及び制光手段を収容する装置本体
   と、 を具備していることを特徴とする照明装置。