JPH10134980A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インダクタンス素子間の相互誘導を小さくし
て、安定した回路動作が得られるようにする。 【解決手段】 不活性ガスと金属蒸気を含む放電ガスを
ガラスバルブ内に封入した無電極放電灯１に近接配設さ
れた高周波電力供給コイル２と、高周波電流の流れる少
なくとも３個以上のインダクタンス素子Ｌ５６，Ｌ５
８，Ｌ５９を含んで構成され前記高周波電力供給コイル
２の両端に接続される高周波電源回路３と、この高周波
電源回路３と前記高周波電力供給コイル２との間に接続
されてインピーダンス整合を行うマッチング回路４とを
備えてなる無電極放電灯点灯装置において、前記インピ
ーダンス素子Ｌ５６，Ｌ５８，Ｌ５９を、発生する磁束
密度の差が隣接するインピーダンス素子間のそれぞれで
小さくなるように、一方から磁束密度の大きさ順に配置
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電灯点灯
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３及び図４は、従来の無電極放電灯点
灯装置を示すものであり、図３は要部の回路構成要素の
配置図を、図４は回路構成図を示すものであって、この
無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯１に近接配置さ
れた高周波電力供給コイル２と、高周波電源回路３、及
びマッチング回路４とを備えて構成されている。

【０００３】高周波電力供給コイル２は、球状のガラス
バルブ内に不活性ガス、金属蒸気等の放電ガスを封入し
た無電極放電灯１に近接するように、例えば球状の外周
に沿って巻回されてなり、高周波電源回路３の出力側に
接続されて高周波電圧が印加されるようにされている。
また、高周波電源回路２と高周波電力供給コイル２の間
には、インピーダンス整合をとり反射を少なくさせるマ
ッチング回路４が接続されており、高周波電力供給コイ
ル２に、数１００kHz から数１００MHz の高周波電流を
流すことにより、高周波電力供給コイル２に高周波電磁
界を発生させて無電極放電灯１に高周波電力を供給さ
せ、無電極放電灯１内に高周波プラズマを発生させて紫
外線もしくは可視光を発生させるようにされている。

【０００４】高周波電源回路３は、発振回路３１と、発
振回路３１の信号を受けて増幅された高周波電力を出力
する第１の増幅回路３２と、第２の増幅回路３３、メイ
ン増幅回路３４、及びフィルター回路３５とから構成さ
れている。発振回路３１は、水晶振動子Ｘを用いた発振
回路であり、スイッチング素子（トランジスタ）Ｑ５
１、コンデンサＣ５２乃至Ｃ５５、及び抵抗Ｒ５１乃至
Ｒ５５とにより構成されている。第１の増幅回路３２
は、発振回路３１の発振出力を増幅させるものであり、
スイッチング素子（トランジスタ）Ｑ５２と、インダク
タンス素子５４、コンデンサＣ５７、抵抗Ｒ５６、Ｒ５
７により構成されている。第２の増幅回路３３は、第１
の増幅回路３２の出力を受け電力増幅させるものであっ
て、スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ５３、インダクタン
ス素子Ｌ５６、コンデンサＣ５７、及び抵抗Ｒ５８で構
成されている。メイン増幅回路３４は、第２の増幅回路
３３の出力を受けさらに電力増幅させるものであって、
スイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ５３と、２つのインダン
ス素子Ｌ５８、Ｌ５９を備えて構成されたＥ級増幅回路
とされている。そして、メイン増幅回路３４の出力端
は、コンデンサＣ６４、Ｃ６６で構成されるマッチング
回路４を介して、高周波電力供給コイル２に接続されて
いる。なお、図においては、コンデンサＣ５９、Ｃ６０
とインダクタＬ５５、及びインダクタＬ６０とコンデン
サＣ６７とがフィルター回路３５を構成している。

【０００５】そして、インダクタンス素子Ｌ５６、Ｌ５
８、及びＬ５９には、数１００kHzから数１００MHz の
高周波電流が流れ、回路動作時に発生する磁束密度をそ
れぞれＢ５６，Ｂ５８，Ｂ５９とすると、Ｂ５６＜Ｂ５
８＜Ｂ５９の関係があるが、それらは配線パターン上の
スイッチング素子Ｑ５３、Ｑ５４周辺に比較的近接して
配置されるようにされている。また、このとき、３つの
インダクタンス素子Ｌ５６、Ｌ５８、及びＬ５９は、イ
ンダクタンス素子Ｌ５６を真ん中にして、インダクタン
ス素子Ｌ５８、Ｌ５６とが、その磁束の発生方向が平行
となるように、また、インダクタンス素子Ｌ５６に略隣
接してインダクタンス素子Ｌ５９が、その磁束の発生方
向がＬ５６と略直交するように配置されている。つま
り、３つのインダクタンス素子Ｌ５６、Ｌ５８、及びＬ
５９は、一方側からＬ５８，Ｌ５６，Ｌ５９の順に隣接
配置されているのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、複数のインダ
クタンス素子が使用された無電極放電灯点灯装置では、
その動作周波数が数１００kHz から数１００MHz と高周
波領域であるために、低周波領域の場合と比較して、イ
ンダクタンス素子で発生して外部にもれる磁束により、
他の回路素子やパターンに影響を与え易くなり、回路動
作に影響を与えるおそれが生ずる。特に、インダクタン
ス素子同士が、配線パターンの制約等により比較的近接
配置される場合であって、隣接するインダクタンス素子
同士が回路動作時に発生する磁束密度の差が大きい場
合、小さい方のインダクタンス素子が他方からの相互誘
導による影響を顕著に受けるおそれがある。

【０００７】しかしながら、従来の無電極放電灯点灯装
置においては、隣接配置された高周波電流の流れる３つ
のインダクタンス素子Ｌ５６、Ｌ５８、及びＬ５９が、
回路動作時に発生する磁束密度をそれぞれＢ５６，Ｂ５
８，Ｂ５９とすると、Ｂ５６＜Ｂ５８＜Ｂ５９の関係が
あるにもかかわらず、磁束密度の最も小さいインダクタ
ンス素子Ｌ５６が、磁束密度の大きなインダクタンス素
子Ｌ５８、Ｌ５９に挟まれるように配置されているた
め、隣接配置されたインダクタンス素子間の磁束密度の
差が大きくなって、磁束密度の小さいインダクタンス素
子Ｌ５６が、相互誘導により顕著な影響を受けて、回路
動作が不安定になったり誤動作を起こすおそれが生ずる
という問題点があった。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされもの
で、その目的とするところは、インダクタンス素子間の
相互誘導を小さくして、安定した回路動作が得られる無
電極放電灯点灯装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、不活性
ガスと金属蒸気を含む放電ガスをガラスバルブ内に封入
した無電極放電灯に近接配設された高周波電力供給コイ
ルと、高周波電流の流れる少なくとも３個以上のインダ
クタンス素子を含んで構成され前記高周波電力供給コイ
ルの両端に接続される高周波電源回路と、この高周波電
源回路と前記高周波電力供給コイルとの間に接続されて
インピーダンス整合を行うマッチング回路とを備えてな
る無電極放電灯点灯装置において、前記インピーダンス
素子を、発生する磁束密度の差が隣接するインピーダン
ス素子間のそれぞれで小さくなるように、一方から磁束
密度の大きさ順に配置したことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の無電極放電灯点灯装置において、前記高周波電源
回路が、高周波電力を発生させる発振回路と、少なくと
も１つのスイッチング素子を含み前記発振回路からの出
力を増幅するメイン増幅回路とを備えて構成されると共
に、前記メイン増幅回路が少なくとも２つの前記インダ
クタンス素子を含むＥ級増幅回路であることを特徴とす
る。

【００１１】請求項３記載の発明にあっては、請求項１
記載の無電極放電灯点灯装置において、前記高周波電源
回路が、高周波電力を発生させる発振回路と、少なくと
も１つのスイッチング素子を含み前記発振回路からの出
力を増幅するメイン増幅回路とを備えて構成されると共
に、前記メイン増幅回路が少なくとも１つの前記インダ
クタンス素子を含むＣ級増幅回路であることを特徴とす
る。

【００１２】請求項４記載の発明にあっては、請求項
１、乃至請求項３のうち１つの請求項記載の無電極放電
灯点灯装置において、前記マッチング回路が、前記イン
ダクタンス素子を少なくとも１個含んで構成されたこと
を特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明にあっては、請求項
１、乃至請求項４のうち１つの請求項記載の無電極放電
灯点灯装置において、前記インダクタンス素子に流れる
高周波電流の周波数が、数１００kHz から数１００MHz
であることを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明にあっては、請求項
１、乃至請求項５のうち１つの請求項記載の無電極放電
灯点灯装置において、前記インダクタンス素子を、隣接
配置されるインダクタンス素子間で磁束発生方向が略直
交するように配置したことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の無電極放電灯点
灯装置の第１の実施の形態に係る要部の回路構成要素の
配置図を示すものであり、この無電極放電灯点灯装置の
回路構成は、従来例に示した回路構成と同様であるた
め、従来例と共通部分には同じ符号を付して重複した説
明を省略する。

【００１６】同図は、第２の増幅回路３３を構成するス
イッチング素子Ｑ５３と、メイン増幅回路３４を構成す
るスイッチング素子Ｑ５４周辺の配線パターンへの回路
構成要素の配置状態を示しており、高周波電流の流れる
３つのインダクタンス素子Ｌ５６、Ｌ５８、及びＬ５９
は、それらの回路動作時に発生する磁束密度の大きさに
応じて、大きさの小さい順に一方側から他方側にインダ
クタンス素子Ｌ５６、Ｌ５８、Ｌ５９の順で並ぶように
配置されている。つまり、３つのインダクタンス素子Ｌ
５６、Ｌ５８、及びＬ５９は、回路動作時に発生する磁
束密度をそれぞれＢ５６，Ｂ５８，Ｂ５９とすると、Ｂ
５６＜Ｂ５８＜Ｂ５９の関係があるため、磁束密度の最
も小さいインダクタンス素子Ｌ５６と、磁束密度の最も
大きなインダクタンス素子Ｌ５９とが隣接しないよう
に、インダクタンス素子Ｌ５６とインダクタンス素子Ｌ
５８を隣接させ、インダクタンス素子Ｌ５８にインダク
タンス素子Ｌ５９を隣接配置させている。このように配
置させることで、隣接するインダクタンス素子間の磁束
密度の差は、それぞれＢ５８−Ｂ５６，Ｂ５９−Ｂ５８
となって、従来例における磁束密度の差Ｂ５９−Ｂ５６
よりも小さくなる。

【００１７】このように構成されているため、本実施の
形態における無電極放電灯点灯装置においては、高周波
電流の流れるインダクタンス素子が、隣接配置されたイ
ンダクタンス素子間で回路動作時に発生する磁束密度の
差が小さくなるように配置されるため、相互誘導が小さ
くできて安定した回路動作が得られ、インダクタンス素
子のインピーダンスが変化して流れる電流が変化したり
印加される電圧が変化したりすることによって生ずる、
負荷に流れる電流が所定値以上になったり、トランジス
タに流れる電流が所定値以上になったりするという誤動
作を起こしにくくなる。

【００１８】図２は、本発明の無電極放電灯点灯装置の
第２の実施の形態に係る要部の回路構成要素の配置図を
示すものであり、前記第１の実施の形態と異なる点は、
３つのインダクタンス素子Ｌ５６、Ｌ５８、及びＬ５９
を、配線パターン上で隣接配置されるインダクタンス素
子が、回路動作時の磁束発生方向が互いに略直交するよ
うに、つまり、磁束密度の最も小さいインダクタンス素
子Ｌ５６と、磁束密度の最も大きいインダクタンス素子
Ｌ５９を、その磁束発生方向が略一直線上に並ぶように
配置させ、その間に磁束密度が２つの間のインダクタン
ス素子Ｌ５８を、磁束発生方向が略直交するように配置
して、平面視で略十字状をなすようにさせた点であり、
他は前記第１の実施の形態と同様に構成されている。

【００１９】このように構成されているため、本実施の
形態における無電極放電灯点灯装置においては、前記第
１の実施の形態の効果に加えて、隣接配置されたインダ
クタンス素子が互いの磁束発生方向が略直交するように
されているため、互いの磁束が結合しにくくなって、さ
らに相互誘導が小さくでき、さらに安定した回路動作が
得られる。

【００２０】なお、前記各実施の形態においては、メイ
ン増幅回路３４を２つのインダクタンス素子Ｌ５８，Ｌ
５９を備えたＥ級増幅回路として説明を行ったが、本発
明はこれに限らず、１つ以上のインダクタンス素子を備
えたＣ級増幅回路であっても良い。また、前記各実施の
形態においては、マッチング回路４を、コンデンサＣ６
４，Ｃ６６のみを組み合わせて構成したものを例示した
が、本発明はこれに限らず、高周波電流の流れるインダ
クタンス素子を少なくとも１つ含んで構成したものであ
っても良い。さらには、前記各実施の形態においては、
近接配置される高周波電流の流れるインダクタンス素子
が３つである場合を例示したが、本発明はこれに限ら
ず、４つ以上のインダクタンス素子を含んで構成された
ものであっても良い。

【００２１】

【発明の効果】このように構成されているため本発明
は、請求項１、乃至請求項５記載の発明にあっては、高
周波電流の流れるインダクタンス素子が、隣接配置され
たインダクタンス素子間で回路動作時に発生する磁束密
度の差が小さくなるように配置されるため、相互誘導が
小さくできて安定した回路動作が得られ、インダクタン
ス素子のインピーダンスが変化して流れる電流が変化し
たり印加される電圧が変化したりすることによって生ず
る、負荷に流れる電流が所定値以上になったり、トラン
ジスタに流れる電流が所定値以上になったりするという
誤動作を起こしにくくなる。

【００２２】請求項６記載の発明にあっては、請求項
１、乃至請求項５のうち１つの請求項記載の発明の効果
に加えて、隣接配置されたインダクタンス素子が互いの
磁束発生方向が略直交するようにされているため、互い
の磁束が結合しにくくなって、さらに相互誘導が小さく
でき、さらに安定した回路動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無電極放電灯点灯装置の第１の実施の
形態に係る要部の回路構成要素の配置図を示すものであ
る。

【図２】本発明の無電極放電灯点灯装置の第２の実施の
形態に係る要部の回路構成要素の配置図を示すものであ
る。

【図３】従来の無電極放電灯点灯装置に係る回路図を示
すものである。

【図４】同上の回路構成要素の配置図である。

【符号の説明】

１ 無電極放電灯 ２ 高周波電力供給コイル ３ 高周波電源回路 ４ マッチング回路 ３４ メイン増幅回路 Ｌ５６，Ｌ５８，Ｌ５９ インダクタンス素子 Ｑ５４ スイッチング素子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不活性ガスと金属蒸気を含む放電ガスを
   ガラスバルブ内に封入した無電極放電灯に近接配設され
   た高周波電力供給コイルと、高周波電流の流れる少なく
   とも３個以上のインダクタンス素子を含んで構成され前
   記高周波電力供給コイルの両端に接続される高周波電源
   回路と、この高周波電源回路と前記高周波電力供給コイ
   ルとの間に接続されてインピーダンス整合を行うマッチ
   ング回路とを備えてなる無電極放電灯点灯装置におい
   て、前記インピーダンス素子を、発生する磁束密度の差
   が隣接するインピーダンス素子間のそれぞれで小さくな
   るように、一方から磁束密度の大きさ順に配置したこと
   を特徴とする無電極放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記高周波電源回路が、高周波電力を発
   生させる発振回路と、少なくとも１つのスイッチング素
   子を含み前記発振回路からの出力を増幅するメイン増幅
   回路とを備えて構成されると共に、前記メイン増幅回路
   が少なくとも２つの前記インダクタンス素子を含むＥ級
   増幅回路であ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。
3. 【請求項３】 前記高周波電源回路が、高周波電力を発
   生させる発振回路と、少なくとも１つのスイッチング素
   子を含み前記発振回路からの出力を増幅するメイン増幅
   回路とを備えて構成されると共に、前記メイン増幅回路
   が少なくとも１つの前記インダクタンス素子を含むＣ級
   増幅回路であ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。
4. 【請求項４】 前記マッチング回路が、前記インダクタ
   ンス素子を少なくとも１個含んで構成されたことを特徴
   とする請求項１、乃至請求項３のうち１つの請求項記載
   の無電極放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記インダクタンス素子に流れる高周波
   電流の周波数が、数１００kHz から数１００MHz である
   ことを特徴とする請求項１、乃至請求項４のうち１つの
   請求項記載の無電極放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記インダクタンス素子を、隣接配置さ
   れるインダクタンス素子間で磁束発生方向が略直交する
   ように配置したことを特徴とする請求項１、乃至請求項
   ５のうち１つの請求項記載の無電極放電灯点灯装置。