JPH0917583A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents
無電極放電灯点灯装置Info
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- JPH0917583A JPH0917583A JP16216395A JP16216395A JPH0917583A JP H0917583 A JPH0917583 A JP H0917583A JP 16216395 A JP16216395 A JP 16216395A JP 16216395 A JP16216395 A JP 16216395A JP H0917583 A JPH0917583 A JP H0917583A
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Abstract
の向上、及び無電極放電灯の安定点灯が可能な無電極放
電灯点灯装置を提供する。 【構成】 交流電源VacをスイッチSWを介して整流
器DB,電解コンデンサCoで整流平滑して直流電圧E
を得、起動回路4aを介し、スイッチング素子Q1,Q
2からなる自励式でハーフブリッジ式のインバータ回路
INV1で交流の高周波電力に変換し、第2の共振回路
2,コンデンサC4,抵抗R5,第3の共振回路3を介
して無電極放電灯Laに電力供給する。 【効果】 回路素子にかかるストレスの低減、回路効率
の向上、及び無電極放電灯の安定点灯が可能な無電極放
電灯点灯装置を提供できる。
Description
関する。
す。
を介して整流器DB,電解コンデンサCoで整流平滑し
て直流電圧Eを得、起動回路4aを介し、スイッチング
素子Q1,Q2からなる自励式でハーフブリッジ式のイ
ンバータ回路INV1で交流の高周波電力に変換し、第
2の共振回路2(以下、共振回路2と呼ぶ。),コンデ
ンサC4,抵抗R5,第3の共振回路3(以下、共振回
路2と呼ぶ。)を介して無電極放電灯Laに電力供給す
るものである。なお、抵抗R5はインバータ回路INV
1起動時の起動を補助する為のものである。
タ回路INV1つまりスイッチング素子Q1を起動する
為の起動回路4aが接続されている。起動回路4aは、
電解コンデンサCoの両端に接続された抵抗R1,R2
の直列接続と、抵抗R1,R2の接続点A1及びダイオ
ードD1を介してスイッチング素子Q1のゲート間に挿
入されたトリガ素子Q3(例えばダイアック)と、接続
点A及びスイッチング素子Q1,Q2の接続点A2の間
に挿入されたコンデンサC1と、コンデンサC1の両端
に並列接続された抵抗R3,ダイオードD2の直列接続
とから構成される。
レイン・ソース間に接続されたインダクタンス素子L
1,コンデンサC3,2次巻線n2,n3を有するトラ
ンスT1の1次巻線n1の直列回路からなり、共振回路
3は、共振回路2を介してスイッチング素子Q2のドレ
イン・ソース間に接続されたコンデンサC5,コイル6
の並列回路からなる。コイル6は無電極放電灯La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(以
下、誘導コイルと呼ぶ。)である。
グ素子Q1,Q2は、起動後は駆動回路5により駆動さ
れ、駆動回路5は、トランスT1の2次巻線n2,n3
と、トランスT1の2次巻線n3及びトランスT1の2
次巻線n3の両端に接続された可変インダクタンス素子
L3,コンデンサC2と、トランスT1の2次巻線n2
の一端及びスイッチング素子Q1のゲート端子間に接続
された抵抗R4とから構成される。
ランスT1の2次巻線n3の両端に接続された可変イン
ダクタンス素子L3及びコンデンサC2と、スイッチン
グ素子Q2のゲート入力容量Ciss(図示せず)とか
ら第1の共振回路1(以下、共振回路2と呼ぶ。)を構
成する。なお抵抗R4は、スイッチング素子Q1のゲー
ト・ソース間に印加される電圧の振幅及び幅を大きくし
てインバータ回路INV1つまりスイッチング素子Q1
の起動を確実に行うためのものである。
をオンして電源を投入すると、上述の様にして直流電圧
Eを得、電解コンデンサCo→抵抗R1→コンデンサC
1→インダクタンス素子L1→抵抗R5→誘導コイル6
→電解コンデンサCoからなる閉ループに電流が流れて
コンデンサC1が充電される。コンデンサC1の両端電
圧(以下、電圧と呼ぶ。)Vc1は徐々に上昇し、電圧
Vc1がトリガ素子Q3のブレークオーバー電圧に達す
るとトリガ素子Q3がオンし、コンデンサC1→トリガ
素子Q3→ダイオードD1→抵抗R4→トランスT1の
2次巻線n2→コンデンサC1からなる閉ループに電流
が流れ、スイッチング素子Q1のゲート・ソース間に電
圧が発生してスイッチング素子Q1がオンする。スイッ
チング素子Q1がオンすると、電解コンデンサCo→ス
イッチング素子Q1→インダクタンス素子L1→コンデ
ンサC3→トランスT1の1次巻線n1→電解コンデン
サCoの閉ループで電流が流れる。この電流によりトラ
ンスT1の2次巻線n2,n3に2次電圧が発生するの
で、以後スイッチング素子Q1,Q2は交互にオンオフ
を繰り返す。
ンバータ回路INV1が自励発振をし、高周波電力を発
生する。そして、インバータ回路INV1から誘導コイ
ル6に数MHzから数百MHzの高周波電流を流すこと
により誘導コイル6に高周波電磁界を発生させ、無電極
放電灯Laに高周波電力を供給し、無電極放電灯La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
光を発生させる。
と、スイッチング素子Q1がオンしたときに電解コンデ
ンサCo→スイッチング素子Q1→ダイオードD2→抵
抗R3→抵抗R2→電解コンデンサCoの閉ループに電
流が流れるので起動回路4aは停止する。
於ては以下の様な問題点が生じる。
f2,f3とし、インバータ回路INV1の発振周波数
をfとすると、周波数f1,f2,f3,fの大小関係
によっては、インバータ回路INV1に進相電流が流れ
ることにより回路を構成する素子にストレスがかかって
回路損失が増加してしまう。
係によっては、スイッチング素子Q1,Q2が同時オン
するモードが発生し、スイッチング素子Q1,Q2に大
きなストレスがかかってしまう。
関係によっては、インバータ回路INV1と無電極放電
灯Laとの間で反射が生じ、無電極放電灯Laの始動が
困難になったり、回路効率の低下を招いたりしてしま
う。
ので、その目的とするところは、回路素子にかかるスト
レスの低減、回路効率の向上、及び無電極放電灯の安定
点灯が可能な無電極放電灯点灯装置を提供することであ
る。
めに、請求項1記載の発明によれば、無電極放電灯と、
前記無電極放電灯に近接配置されると共に、高周波電流
を通電することにより無電極放電灯に高周波電力を供給
する誘導コイルと、少なくとも1つのスイッチング素子
を有すると共に、直流電源を交流の高周波電力に変換し
て誘導コイルに供給するインバータ回路と、第1の共振
回路を含むと共に、インバータ回路を駆動する駆動回路
と、インバータ回路の出力端に接続された第2の共振回
路と、誘導コイルを含んでなる第3の共振回路とから構
成される無電極放電灯点灯装置に於て、第1の共振回路
の共振周波数f1と、第2の共振回路の共振周波数f2
と、第2の共振回路の共振周波数f3と、インバータ回
路の発振周波数fとの関係を、 f2<f,f2<f3,f<f1,f3<f1 としたことを特徴とする。
回路の共振周波数f3と、前記インバータ回路の発振周
波数fとの関係を、 f3≒f としたことを特徴とする。
例と同様に図1に示す通りであり、従来例と異なる点
は、周波数f1,f2,f3,fの関係を f2<f,f2<f3,f<f1,f3<f1 ・・・・・・・・・・(1) としたことであり、その他の同一構成には同一符号を付
すことにより説明を省略する。 ここで、図1の回路に
於て、以下の表1に示す様な代表的な4つの条件(条件
1〜4)に周波数f1,f2,f3,fを設定して、ス
イッチング素子Q2のドレイン・ソース間電圧Vds
と、スイッチング素子Q2のドレイン電流Id2との波
形を測定した。
3と周波数fとを略等しくした場合であり、f1=3.
0(MHz),f2=1.8(MHz),f3=2.5
(MHz),f=2.5(MHz)した。この場合、ス
イッチング素子Q2のドレイン・ソース間電圧Vdsと
スイッチング素子Q2のドレイン電流Id2との波形
は、図2に示す様にインバータ回路特有のものになり、
図1に示す回路が正常に動作していることがわかる。
2.9(MHz),f3=2.7(MHz),f=2.
8(MHz)とした。この場合、スイッチング素子Q2
のドレイン・ソース間電圧Vdsと、スイッチング素子
Q1のドレイン電流Id1と、スイッチング素子Q2の
ドレイン電流Id2との波形は図3に示す様になる。
グ素子Q2の立ち上がり時及び立ち下がり時に、同時に
サージ状の電流が流れている。これは、この期間にスイ
ッチング素子Q1とスイッチング素子Q2とが同時オン
していることを示しており、この為にスイッチング素子
Q1,Q2に過電流が流れ、スイッチング素子Q1,Q
2にかかるストレスの増大、及びロスの増大を招いてし
まう。
1.8(MHz),f3=4.2(MHz),f=2.
0(MHz)とした。この場合、インバータ回路INV
1は動作したが、無電極放電灯Laを始動点灯すること
はできなかった。(波形図は図示しない) 条件4は、
式(1)を満たすと共に、f3≠fである場合であり、
f1=2.9(MHz),f2=1.8(MHz),f
3=2.3(MHz),f=2.6(MHz)とした。
この場合、スイッチング素子Q2のドレイン・ソース間
電圧Vdsと、スイッチング素子Q2のドレイン電流I
d2との波形は図4に示す様になる。ここでスイッチン
グ素子Q2のドレイン電流Id2は、図4のB3部,B
4部に示す様に2つのピーク値を交互に持つ波形となっ
ており、これはインバータ回路INV1の発振が不安定
であることを示す。この為にインバータ回路INV1か
らの出力電力が効率よく無電極放電灯Laに伝達されに
くくなってしまう。
等しくなることが望ましく、 f2<f≒f3<f1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) の関係がみたされると、更に無電極放電灯Laの安定し
た点灯をおこなうことができる。
している為に、周波数fが周波数f2より大きい場合、
インバータ回路INV1の回路動作が誘導性となり、イ
ンバータ回路INV1の電流位相がインバータ回路IN
V1の出力電圧位相に比べて遅れる。よって f2<f ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5) を満足することによりロスの少ないインバータ回路IN
V1の発振動作を行うことができる。
ている為に、周波数fが周波数f1より小さい場合、共
振回路1の動作が誘導性となり、共振回路1の電流位相
がスイッチング素子Q2のゲート・ソース間電圧位相に
比べて遅れる。よって f<f1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6) を満足することによりロスの少ないインバータ回路IN
V1の発振動作を行うことができる。
路図を図5に示す。
ータ回路INV1の代わりに所謂1石式インバータ回路
インバータ回路INV2を設けると共に、起動回路4a
の代わりに起動回路4bを設けたことであり、その他の
第1実施例と同一構成には同一符号を付すことにより説
明を省略する。
ンデンサCoの両端に接続された、コンデンサC6,イ
ンダクタンス素子L2の並列回路とスイッチング素子Q
2との直列接続からなるものである。また起動回路4b
は、電界コンデンサCoの両端に接続された、抵抗R
1,R4,コンデンサC7の直列回路と、ダイオードD
3を介して抵抗R4,コンデンサC7の接続点A3及び
コンデンサC3,トランスT1の1次巻線n1の接続点
A4間に接続されたトリガ素子Q4(例えばダイアッ
ク)とから構成される。
(4)を満たすことにより、無電極放電灯Laの安定し
た点灯を行うことができる。
にかかるストレスの低減、回路効率の向上、及び無電極
放電灯の安定点灯が可能な無電極放電灯点灯装置を提供
できる。
かかるストレスの低減、回路効率の向上、無電極放電灯
の安定点灯が可能であると共に、無電極放電灯へ効率よ
く電力を供給可能な無電極放電灯点灯装置を提供でき
る。
ン・ソース間電圧波形と、スイッチング素子Q2のドレ
イン電流波形を示す。
ン・ソース間電圧波形と、スイッチング素子Q1,Q2
のドレイン電流波形を示す。
ン・ソース間電圧波形と、スイッチング素子Q2のドレ
イン電流波形を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 無電極放電灯と、前記無電極放電灯に近
接配置されると共に、高周波電流を通電することにより
前記無電極放電灯に高周波電力を供給する誘導コイル
と、少なくとも1つのスイッチング素子を有すると共
に、直流電源を交流の高周波電力に変換して前記誘導コ
イルに供給するインバータ回路と、第1の共振回路を含
むと共に、前記インバータ回路を駆動する駆動回路と、
前記インバータ回路の出力端に接続された第2の共振回
路と、前記誘導コイルを含んでなる第3の共振回路とか
ら構成される無電極放電灯点灯装置に於て、 前記第1の共振回路の共振周波数f1と、前記第2の共
振回路の共振周波数f2と、前記第2の共振回路の共振
周波数f3と、前記インバータ回路の発振周波数fとの
関係を、 f2<f,f2<f3,f<f1,f3<f1 としたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 - 【請求項2】 前記第2の共振回路の共振周波数f3
と、前記インバータ回路の発振周波数fとの関係を、 f3≒f とした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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16216395A JP3385803B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 無電極放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16216395A JP3385803B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 無電極放電灯点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0917583A true JPH0917583A (ja) | 1997-01-17 |
JP3385803B2 JP3385803B2 (ja) | 2003-03-10 |
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ID=15749233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16216395A Expired - Fee Related JP3385803B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 無電極放電灯点灯装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3385803B2 (ja) |
-
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