JPH0917588A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents

無電極放電灯点灯装置

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JPH0917588A
JPH0917588A JP16546495A JP16546495A JPH0917588A JP H0917588 A JPH0917588 A JP H0917588A JP 16546495 A JP16546495 A JP 16546495A JP 16546495 A JP16546495 A JP 16546495A JP H0917588 A JPH0917588 A JP H0917588A
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JP
Japan
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discharge lamp
switching element
electrodeless discharge
lighting device
lamp lighting
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JP16546495A
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English (en)
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Futoshi Okamoto
太志 岡本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成が簡単で、スイッチング素子の性能
劣化、及びスイッチングロスの低減が可能である無電極
放電灯点灯装置を提供することである。 【構成】 無電極放電灯Laと、高周波電流を通電する
ことにより無電極放電灯Laに高周波電力を供給する高
周波電力供給用コイル1と、スイッチング素子Q1,Q
2を含むと共に、直流電源Eの出力を交流の高周波電力
に変換して高周波電力供給用コイル1に供給する高周波
発生回路2とを備え、スイッチング素子Q1はトランス
T1の2次巻線n2に発生する2次電圧により自励動作
を行い、スイッチング素子Q2は、制御信号e1より発
生器18、電力増幅器16を介して他励動作を行う。 【効果】 回路構成が簡単で、スイッチング素子の性能
劣化防止、及びスイッチングロスの低減が可能な無電極
放電灯点灯装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無電極放電灯点灯装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の無電極放電灯点灯装置は、図7に
示す様に、ガラスバルブ内に放電ガスを封入した無電極
放電灯Laと、無電極放電灯Laに沿って近接配置され
た、もしくは2重管構成のバルブ内管に配置された高周
波電力供給用コイル(以下、誘導コイルと呼ぶ。)1
と、直流電源Eを交流の高周波電力に変換して誘導コイ
ル1に供給する高周波発生回路2と、誘導コイル1及び
高周波発生回路2の両方のインピーダンス整合をとるマ
ッチング回路3とから構成される。そして、高周波発生
回路2よりマッチング回路3を介して誘導コイル1に高
周波電流を通電することにより高周波磁界を発生させ、
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。
【0003】高周波発生回路2としては、例えば特開平
4ー159804号公報に示したものがあり、その回路
図を図8に示す。(第1従来例) 本回路は、正弦波信号発生器(以下、発生器と呼ぶ。)
18と、単駆動スイッチング素子(以下、スイッチング
素子と呼ぶ。)Q3を含むと共に、発生器18から信号
を供給されるE級電力増幅器(以下、電力増幅器と呼
ぶ。)16と、スイッチング素子Q3のドレインに接続
された直列共振回路とから構成され、直列共振回路は、
インダクタンス素子L1と負荷に接続された容量、すな
わちD級電力増幅器(以下、電力増幅器と呼ぶ。)10
aとを含んでなる。電力増幅器10aの出力端にマッチ
ング回路3を介して誘導コイル1が接続される。そし
て、発生器18からの出力を間欠出力させる、もしくは
発振周波数を変化させることにより、高周波発生回路2
の出力を容易に変化させて無電極放電灯Laの出力を容
易に変化させることができる。
【0004】また、本発明に係る第2従来例として特公
平2ー43432号公報に示したものがあり、その回路
図を図9に示す。
【0005】本回路は、負荷回路の共振信号を、2次巻
線を有するトランスT2により帰還してスイッチング素
子Q4,Q5を交互にオンオフするする、所謂自励式の
ハーフブリッジインバータ回路であり、負荷として無電
極放電灯Laを用いている。また、抵抗R1,コンデン
サC6〜C8,トリガ素子Q6により起動回路を構成し
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第1従来
例に於ては、以下に示す様な第1の問題点が生じる。
【0007】図9に示す回路では、電力増幅器10aを
構成するスイッチング素子Q1,Q2は、1つの信号を
トランスT1によって絶縁された相対する信号で交互に
オンオフされる。この為に、スイッチング素子Q1,Q
2の駆動周波数が比較的低い場合は問題なく動作する
が、無電極放電灯Laを負荷とした場合に使用される周
波数(例えば0.5MHz以上)では、トランスT1の
1次側と2次側との間に存在する浮遊容量、及び2つの
2次巻線の実装上の違いなどによって、スイッチング素
子Q1,Q2を同一条件で駆動させることが困難になっ
てしまう。その結果、スイッチング素子Q1,Q2の同
時オンなどによるスイッチング素子Q1,Q2の性能劣
化、及びスイッチングロスの増大などを招きやすくな
る。 また上記第2従来例に於ても、スイッチング素子
Q4,Q5に関して上述の様な第1の問題点が生じると
共に、以下に示す様な第2の問題点が生じる。
【0008】本回路は自励動作を行なうが、間欠発振な
どによる調光制御を行なう場合、前記起動回路は、発振
開始毎に動作しなければならない。ここで起動回路は、
抵抗R1を介してコンデンサC8を充電し、コンデンサ
C8の両端電圧が一定値を越えるとトリガ素子Q6がオ
ンしてスイッチング素子Q5を起動させるものである
が、スイッチング素子Q5を起動させるまでの時間が必
要であり、よって、間欠動作の周期の設定には下限が生
じてしまう。
【0009】本発明は、上記第1,第2の問題点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、回路構成
が簡単で、スイッチング素子の性能劣化、及びスイッチ
ングロスの低減が可能であると共に、高周波動作に於て
も調光制御可能な無電極放電灯点灯装置を提供すること
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、無電極放電灯と、
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
電力を供給する高周波電力供給用コイルと、少なくとも
1対のスイッチング素子を含むと共に、直流電源出力を
交流の高周波電力に変換して高周波電力供給用コイルに
供給する高周波発生回路とを備えた無電極放電灯点灯装
置に於て、スイッチング素子の一方は自励動作を行い、
他方は他励動作を行うことを特徴とする。
【0011】請求項2記載の発明によれば、スイッチン
グ素子の一方は、1次巻線及び2次巻線を有するトラン
スの2次巻線に発生する2次電圧により自励動作を行う
ことを特徴とする。
【0012】請求項3記載の発明によれば、1次巻線の
一端は、直流電源の負極側に接続されたことを特徴とす
る。
【0013】請求項4記載の発明によれば、2次巻線
は、自励動作を行うスイッチング素子の制御端子間に近
接配置されたことを特徴とする。
【0014】請求項5記載の発明によれば、少なくとも
正弦波信号発生器からなる制御回路を設け、制御回路に
より一方のスイッチング素子を他励動作させることを特
徴とする。
【0015】請求項6記載の発明によれば、一方のスイ
ッチング素子のオン時間を設定するタイマー回路からな
る制御回路を設け、制御回路によりオン時間が設定され
るスイッチング素子を他励動作させることを特徴とす
る。
【0016】請求項7記載の発明によれば、タイマー回
路は、一方のスイッチング素子のオフを検出して、他方
のスイッチング素子を一定時間オンするものであること
を特徴とする。
【0017】請求項8記載の発明によれば、他励動作を
行うスイッチング素子の周波数、もしくはオンデューテ
ィの少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明によれば、自励動作を行う
スイッチング素子と、他励動作を行うスイッチング素子
とを交互にオンオフして、直流電源出力を交流の高周波
電力に変換し、誘導コイル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。
【0019】請求項2記載の発明によれば、トランスの
2次巻線に発生する2次電圧により自励動作を行うスイ
ッチング素子と、他励動作を行うスイッチング素子とを
交互にオンオフして、直流電源出力を交流の高周波電力
に変換し、誘導コイル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。
【0020】請求項3記載の発明によれば、トランスの
1次巻線を主回路から分流した構成とする。
【0021】請求項4記載の発明によれば、トランスの
2次巻線と自励動作を行うスイッチング素子の制御端子
間との実装距離を短くする。
【0022】請求項5記載の発明によれば、自励動作を
行うスイッチング素子と、制御回路により他励動作を行
うスイッチング素子とを交互にオンオフして、直流電源
出力を交流の高周波電力に変換し、誘導コイルに高周波
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。
【0023】請求項6記載の発明によれば、制御回路に
より他励動作を行うスイッチング素子のオン時間を設定
すると共に、自励動作を行うスイッチング素子と、制御
回路により他励動作を行うスイッチング素子とを交互に
オンオフして、直流電源出力を交流の高周波電力に変換
し、誘導コイル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。
【0024】請求項7記載の発明によれば、制御回路に
より、自励動作を行うスイッチング素子のオフを検出
し、自励動作を行うスイッチング素子がオフした時より
一定時間、他励動作を行うスイッチング素子をオンす
る。
【0025】請求項8記載の発明によれば、他励動作を
行うスイッチング素子の周波数、あるいはオンデューテ
ィの少なくとも一方を変えることにより、誘導コイルの
両端電圧を変化し、誘導コイルに通電される高周波電流
を変化して、無電極放電灯を調光制御する。
【0026】
【実施例】
(実施例1)本発明に係る第1実施例の回路図を図1に
示す。
【0027】図8に示した第1従来例と異なる点は、ス
イッチング素子Q2の両端にコンデンサC1,2次巻線
n2を有するトランスT3の1次巻線n1の直列回路を
並列接続し、共振回路の共振電圧の一部をトランスT3
により帰還してスイッチング素子Q1を自励動作させ、
電力増幅器16によりスイッチング素子Q2を他励動作
させる様にしたことであり、その他の第1従来例と同一
構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0028】ここで、トランスT3の1次巻線n1の一
端はEの負極側と接続されているので、トランスT3の
1次巻線n1に発生する1次電圧は他からの誘導、及び
ノイズなどの影響を受けにくく、スイッチング素子Q1
は安定した動作を行なう。また、インダクタンス素子L
o,コンデンサCo,マッチング回路3,誘導コイル
1,無電極放電灯Laを含む負荷回路の共振周波数と発
生器18との同期は、負荷回路の共振信号を発生器18
へと帰還することにより可能となる。
【0029】図2,図3に本回路の制御方法を示す。こ
こで、図2は無電極放電灯Laの全点灯時に於ける、制
御信号e1と発生器18の出力電圧e2と誘導コイル1
の両端電圧e3との関係を示す。図2(a)に示す様に
制御信号e1がロー(L)レベルの時に、図2(b)に
示す様に発生器18が動作して出力電圧e2を得、電力
増幅器16,電力増幅器10bを動作する。そして、図
2(c)に示す様な誘導コイル1の両端電圧e3を得て
無電極放電灯Laが全点灯となる。
【0030】また、図3は無電極放電灯Laの調光制御
時に於ける、制御信号e1と発生器18の出力電圧e2
と誘導コイル1の両端電圧e3との関係を示す。図3
(a)に示す様に制御信号e1がハイ(H)レベルの時
に、図3(b)に示す様に発生器18を停止し、電力増
幅器16,電力増幅器10bを停止し、図3(c)に示
す様なLレベルの誘導コイル1の両端電圧e3を得て無
電極放電灯Laが不点灯となる。制御信号e1がLレベ
ルの時は上述の様にして無電極放電灯Laが全点灯す
る。つまり制御信号e1の交互のHレベルとLレベルと
の繰り返しによりLレベルの誘導コイル1の両端電圧e
3が間欠的になり、制御信号e1の周波数、及びオンデ
ューティの少なくとも一方を変えることにより誘導コイ
ル1の両端電圧e3を変化させ、誘導コイル1に通電さ
れる高周波電流を変化させ、無電極放電灯Laを調光制
御することができる。
【0031】なお、本実施例に於て、インダクタンス素
子Lo,コンデンサCoと直列的にトランスT3の1次
巻線n1を接続する様に構成してもよいが、トランスT
3の1次巻線n1を共振回路から分流した構成とするこ
とによって、スイッチング素子Q1のスイッチング位相
の調整、及びスイッチング素子Q1とスイッチング素子
Q2との同期をとることなどが容易に行える、という特
徴が生じる。
【0032】(実施例2)本発明に係る第2実施例の回
路図を図4に示す。
【0033】図1に示した第1実施例と異なる点は、電
力増幅器16,発生器18の代わりに、抵抗R21,R
22の直列回路からなると共に、スイッチング素子Q1
のオンからオフになった時刻を検知する検出回路4と、
検出回路4からの信号を受けてトリガ出力を行うトリガ
回路5と、トリガ回路5からのトリガ出力を受けてスイ
ッチング素子Q2をオンすると共に、そのオン時間を決
定するタイマー回路6と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。
【0034】本実施例では、スイッチング素子Q1がオ
ンからオフになった時刻を検知する為に、インダクタン
ス素子Lo,コンデンサCoを流れる電流がスイッチン
グ素子Q2の逆方向電流として流れ始めたことを検出回
路4で検知し、トリガ回路5,タイマー回路6を介して
スイッチング素子Q2をその時刻より一定時間オンし、
その後オフする。
【0035】(実施例3)本発明に係る第3実施例の回
路図を図5に示す。
【0036】図1に示した第1実施例と異なる点は、発
生器18から電力増幅器16,トランスT4を介してス
イッチング素子Q1を他励動作させ、トランスT3の2
次巻線n2に発生する2次電圧によりスイッチング素子
Q1を自励動作させる様に構成したことであり、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。
【0037】(実施例4)本発明に係る第4実施例の回
路図を図6に示す。
【0038】図1に示した第1実施例と異なる点は、ト
ランスT3の1次巻線n1の一端をインダクタンス素子
Lo,コンデンサCoに直列接続する様に構成したこと
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。
【0039】本実施例では、トランスT3の1次巻線n
1はEの負極側には接続されていないが、トランスT3
の2次巻線n2とスイッチング素子Q1のゲート・ソー
ス間との実装距離を短くできるので、トランスT3の1
次巻線n1に発生する1次電圧は他からの誘導、及びノ
イズなどの影響を受けにくく、スイッチング素子Q1は
安定した動作を行なう。
【0040】また本実施例に於ては、電力増幅器16を
介して発生器18によりスイッチング素子Q1を他励動
作させ、トランスT3の2次巻線n2に発生する2次電
圧によりスイッチング素子Q2を自励動作させる様に構
成してもよく、また、トランスT3の代わりにインダク
タンス素子Loに2次巻線を設けた構成にしてもよい。
更に、スイッチング素子Q2の両端に接続された負荷回
路は、スイッチング素子Q1の両端に接続される様に構
成してもよい。
【0041】更にまた、上記全ての実施例に於ては、例
えばフルブリッジ式インバータ回路の様な他のインバー
タ回路を用いてもよい。
【0042】
【発明の効果】請求項1、請求項2、及び請求項5から
請求項7に記載の発明によれば、回路構成が簡単で、ス
イッチング素子の性能劣化防止、及びスイッチングロス
の低減が可能な無電極放電灯点灯装置を提供できる。
【0043】請求項3記載の発明によれば、自励動作を
行うスイッチング素子を安定動作させることが可能で、
自励動作を行うスイッチング素子のスイッチング位相の
調整、及び他励動作を行うスイッチング素子との同期を
とることが容易になると共に、回路構成が簡単で、スイ
ッチング素子の性能劣化防止、及びスイッチングロスの
低減が可能な無電極放電灯点灯装置を提供できる。
【0044】請求項4記載の発明によれば、自励動作を
行うスイッチング素子を安定動作させることが可能であ
ると共に、回路構成が簡単で、スイッチング素子の性能
劣化防止、及びスイッチングロスの低減が可能な無電極
放電灯点灯装置を提供できる。
【0045】請求項8記載の発明によれば、回路構成が
簡単で、スイッチング素子の性能劣化防止、及びスイッ
チングロスの低減が可能であると共に、高周波動作に於
ても調光制御可能な無電極放電灯点灯装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例を示す回路図である。
【図2】上記実施例に於ける全点灯時の動作波形図であ
る。
【図3】上記実施例に於ける調光制御時の動作波形図で
ある。
【図4】本発明に係る第2実施例を示す回路図である。
【図5】本発明に係る第3実施例を示す回路図である。
【図6】本発明に係る第4実施例を示す回路図である。
【図7】無電極放電灯点灯装置の基本構成を示す図であ
る。
【図8】本発明に係る第1従来例を示す回路図である。
【図9】本発明に係る第2従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 誘導コイル 2 高周波発生回路 6 タイマー回路 18 発生器 E 直流電源 La 無電極放電灯 n 巻線 Q スイッチング素子 T トランス

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無電極放電灯と、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高
    周波電力供給用コイルと、少なくとも1対のスイッチン
    グ素子を含むと共に、直流電源出力を交流の高周波電力
    に変換して前記高周波電力供給用コイルに供給する高周
    波発生回路とを備えた無電極放電灯点灯装置に於て、 前記スイッチング素子の一方は自励動作を行い、他方は
    他励動作を行うことを特徴とする無電極放電灯点灯装
    置。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング素子の一方は、1次巻
    線及び2次巻線を有するトランスの2次巻線に発生する
    2次電圧により自励動作を行う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。
  3. 【請求項3】 前記1次巻線の一端は、前記直流電源の
    負極側に接続されたことを特徴とする請求項2記載の無
    電極放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 前記2次巻線は、前記自励動作を行うス
    イッチング素子の制御端子間に近接配置されたことを特
    徴とする請求項2または請求項3に記載の無電極放電灯
    点灯装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも正弦波信号発生器からなる制
    御回路を設け、前記制御回路により前記一方のスイッチ
    ング素子を他励動作させることを特徴とする請求項1か
    ら請求項4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
  6. 【請求項6】 前記一方のスイッチング素子のオン時間
    を設定するタイマー回路からなる制御回路を設け、前記
    制御回路により前記オン時間が設定されるスイッチング
    素子を他励動作させることを特徴とする請求項1から請
    求項4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
  7. 【請求項7】 前記タイマー回路は、前記一方のスイッ
    チング素子のオフを検出して、前記他方のスイッチング
    素子を一定時間オンするものであることを特徴とする請
    求項6記載の無電極放電灯点灯装置。
  8. 【請求項8】 前記他励動作を行うスイッチング素子の
    周波数、もしくはオンデューティの少なくとも一方を制
    御することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれ
    かに記載の無電極放電灯点灯装置。
JP16546495A 1995-06-30 1995-06-30 無電極放電灯点灯装置 Withdrawn JPH0917588A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030064093A (ko) * 2002-01-25 2003-07-31 엘지전자 주식회사 마이크로 웨이브 조명장치 및 방법

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