JPH10228988A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無電極放電ランプのインピーダンスの変化に追
随して適正な条件で点灯させる無電極放電灯点灯装置を
提供する。 【解決手段】高周波電力発生回路２は、無電極放電ラン
プ１にマッチング回路３を介して高周波電力を供給す
る。始動から点灯に至る間には発振回路４ａから増幅回
路６を通して高周波電力を供給し、この間に出力電圧と
出力電流との位相差を小さくするように周波数を変化さ
せる。無電極放電ランプ１が点灯すれば、発振回路４ｂ
から増幅回路を通して一定周波数の高周波電力を供給
し、この間に高周波電力発生回路２の出力電力を一定に
保つように直流電源Ｅの出力電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電ガスが封入さ
れたバルブの近傍に誘導コイルを配置した無電極放電ラ
ンプを点灯させる無電極放電灯点灯装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の無電極放電灯点灯装
置として、図７に示すような構成のものが知られてい
る。無電極放電ランプ１は、不活性ガス、金属蒸気の単
体あるいは混合気体を放電ガスとして封入したガラスの
ような透光性材料よりなるバルブ１ａを備え、バルブ１
ａの近傍に誘導コイル１ｂを配置して構成される。バル
ブ１ａの形状や誘導コイル１ｂの配置には種々のものが
提案されているが、ここではバルブ１ａの外に誘導コイ
ル１ｂが配置されているものとする。また、放電ガスは
主として紫外線を発生するように調整され、バルブ１ａ
の内周面には蛍光体が塗布されている。このような構成
の無電極放電ランプ１の誘導コイル１ｂに高周波電力を
供給すると、バルブ１ａの内部空間に高周波電磁界が作
用することにより高周波放電を生じて紫外線が発生し、
紫外線は蛍光体により可視光線に変換される。ここで
は、放電ガスとして紫外線を発生するものを例示してい
るが、可視光を発生するように調整される場合もある。

【０００３】誘導コイル１ｂには、高周波電力発生手段
である高周波電力発生回路２からマッチング手段である
マッチング回路３を通して高周波電力が供給される。誘
導コイル１ｂに供給される高周波電力は、数ＭＨｚ〜数
百ＭＨｚに設定されるが、通信機器等に混信や妨害のよ
うな電波障害を与えることがないように、工業用、科学
用および医療用周波数（ＩＳＭ）として割り当てられて
いる周波数帯域のうち１３．５６ＭＨｚが主に用いられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無電極放電
灯１は、始動（絶縁破壊により放電が開始される状態）
から点灯（アーク放電が開始される状態）に至るまでの
間に、インピーダンスが大きく変化することが知られて
いる。一方、マッチング回路３は損失をできるだけ小さ
くするために、Ｑが高く設定されている。したがって、
始動から点灯に至る間に誘導コイル１ｂに流す高周波電
流の周波数が一定に保たれているとマッチング回路３で
はインピーダンスの大きな変化に対応しきれず整合がと
れなくなる場合がある。また、マッチング回路３を調整
したとしても、バルブ１ａと誘導コイル１ｂとの位置関
係のばらつきや経時的変動などによって整合しなくなる
ことがある。無電極放電灯１と高周波電力発生回路２と
の間のインピーダンスが整合しなくなると、無電極放電
灯１が点灯しなかったり、高周波電力発生回路２に過大
な電流が流れて素子に大きなストレスがかかり、場合に
よっては素子が破損することもある。

【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、無電極放電ランプのインピーダンス
の変化に追随して適正な条件で点灯させることができる
ようにした無電極放電灯点灯装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、放電
ガスを封入したバルブに近接して誘導コイルを設けた無
電極放電ランプと、誘導コイルに高周波電力を供給する
高周波電力発生手段と、高周波電力発生手段と誘導コイ
ルとのインピーダンスを整合させるマッチング手段と、
無電極放電ランプとマッチング手段とからなる負荷回路
のインピーダンスの変化を検出するインピーダンス検出
手段と、インピーダンス検出手段により検出されたイン
ピーダンスに応じて無電極放電ランプの始動に必要な電
圧が誘導コイルの両端に印加されるように高周波電力発
生手段から負荷回路への供給電力を制御する制御手段と
を備えるものである。この構成によれば、負荷回路のイ
ンピーダンス変化を検出して負荷回路への供給電力を制
御するから、始動から点灯に至る過渡的なインピーダン
ス変化や経時的なインピーダンス変化に追随して適正な
電力を無電極放電ランプに供給することができるのであ
る。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、インピーダンス検出手段が、高周波電力発生手段と
マッチング手段への入射電力と反射電力との差により負
荷回路のインピーダンスの変化を検出するものである。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、インピー
ダンス検出手段が、高周波電力発生手段の出力電圧と出
力電流との位相差により負荷回路のインピーダンスの変
化を検出するものである。

【０００８】請求項２および請求項３の発明は望ましい
実施態様である。請求項４の発明は、請求項１ないし請
求項３の発明において、高周波電力発生手段の電源とし
て出力電圧が可変である直流電源を設け、制御手段が直
流電源の出力電圧を変化させることによって負荷回路へ
の供給電力を制御するものである。この構成によれば、
直流電源の出力電圧を変化させることによって負荷回路
への供給電力を変化させるから、負荷回路に供給する高
周波電力の周波数を変化させる必要がなく、電波障害の
発生を抑制することができる。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、高周波電力発生手段の出力周波数が
可変であって、制御手段が高周波電力発生手段の出力周
波数を変化させることによって負荷回路への供給電力を
制御するものである。この構成によれば、始動から点灯
に至る負荷回路のインピーダンスの急激な変化にも追随
するように負荷回路への供給電力を制御することができ
る。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、高周波電力発生手段に、負荷回路の
インピーダンスに応じて出力周波数が可変である第１電
源部と、出力周波数が固定されている第２電源部と、第
１電源部と第２電源部との一方の出力を高周波電力発生
手段の出力として選択する選択部とを設け、制御手段で
は無電極放電ランプの点灯が検出されると、選択部によ
り第１電源部から第２電源部に切り換えるものである。
この構成によれば、負荷回路のインピーダンスが急激に
変化する始動から点灯に至る期間では第１電源部の出力
周波数を変化させることによりインピーダンス変化に追
随させ、点灯状態に至った後には電波障害の少ない一定
周波数を選択することが可能である。

【００１１】請求項７の発明は、請求項５または請求項
６の発明において、制御手段が負荷回路への供給電力を
電源投入からの経過時間に応じて開ループ制御するもの
である。この構成によれば、電源投入からの経過時間に
より負荷回路への供給電力を制御するから、負荷回路側
の高周波電力の影響を受けることなく供給電力を制御す
ることができる。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、高周波電力発生手段に、電源として
の出力電圧が可変である直流電源と、負荷回路のインピ
ーダンスに応じて出力周波数が可変である第１電源部
と、出力周波数が固定されている第２電源部と、第１電
源部と第２電源部との一方の出力を高周波電力発生手段
の出力として選択する選択部とを設け、制御手段では、
無電極放電ランプの点灯が検出されると、選択部により
第１電源部から第２電源部に切り換え、かつ高周波電力
発生手段から負荷回路への供給電力を所定値に保つよう
に直流電源の出力電圧を制御するものである。この構成
によれば、負荷回路のインピーダンスが急激に変化する
始動から点灯に至る期間では第１電源部の出力周波数を
変化させることによりインピーダンス変化に追随させ、
点灯状態に至った後には電波障害の少ない一定周波数を
選択することが可能である。しかも、点灯状態では負荷
回路への供給電力を所定値に保つように直流電源の出力
電圧を調節するから、負荷回路のインピーダンスが経時
的に変化しても無電極放電ランプの光出力を維持するこ
とが可能である。

【００１３】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、高周波電力発生手段に、電源として
の出力電圧が可変である直流電源と、出力周波数が可変
である第１電源部と、出力周波数が固定されている第２
電源部と、第１電源部と第２電源部との一方の出力を高
周波電力発生手段の出力として選択する選択部とを設
け、制御手段では、無電極放電ランプの点灯が検出され
ると、選択部により第１電源部から第２電源部に切り換
え、かつ無電極放電ランプの光出力を所定値に保つよう
に直流電源の出力電圧を制御するものである。この構成
によれば、負荷回路のインピーダンスが急激に変化する
始動から点灯に至る期間では第１電源部の出力周波数を
変化させることによりインピーダンス変化に追随させ、
点灯状態に至った後には電波障害の少ない一定周波数を
選択することが可能である。しかも、点灯状態では無電
極放電ランプの光出力を所定値に保つように直流電源の
出力電圧を調節するから、負荷回路のインピーダンスが
経時的に変化しても無電極放電ランプの光出力を維持す
ることが可能である。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、無電極放電ランプの点灯周波数を
数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚとしたものである。この構成は望
ましい実施態様である。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）本実施形態における高周波電力発生回路
２は、図１に示すように、高周波を出力する２個の発振
回路４ａ，４ｂを備え、両発振回路４ａ，４ｂの出力の
一方が選択部としての切換スイッチ５を通して増幅回路
６に選択的に入力される。発振回路４ａは出力周波数が
可変であり、発振回路４ｂは出力周波数が固定されてい
る。発振回路４ｂは望ましくは水晶発振回路により構成
され、出力周波数はたとえば１３．５６ＭＨｚに設定さ
れる。

【００１６】増幅回路６としては２個のトランジスタＱ
1 ，Ｑ2 をプッシュプル動作させてＤ級増幅を行なうも
のを用い、インダクタＬとコンデンサＣとの直列共振回
路を通して高周波電力を出力する。つまり、２個のトラ
ンジスタＱ1 ，Ｑ2 のコレクタ−エミッタは直列接続さ
れ、発振回路４ａ，４ｂの出力がトランスＴを介してベ
ース−エミッタ間に供給されることにより、両トランジ
スタＱ1 ，Ｑ2 がプッシュプル動作してＤ級増幅を行な
うのである。発振回路４ａ，４ｂおよび増幅回路６には
直流電源Ｅによって電源が供給されている。このように
発振回路４ａと増幅回路６とにより第１電源部が構成さ
れ、発振回路４ｂと増幅回路６とにより第２電源部が構
成される。

【００１７】マッチング回路３は、高周波電力発生回路
２と誘導コイル１ｂとの間のインピーダンスを整合さ
せ、無電極放電灯１に高周波電力を効率よく供給するた
めに設けられている。しかして、高周波電力発生回路２
の出力電圧は一方のトランジスタＱ2 のコレクタ−エミ
ッタ間電圧を分圧するコンデンサＣ1 ，Ｃ2 の接続点の
電圧により検出され、出力電流はインダクタＬに設けた
２次巻線の出力により検出される。したがって、制御回
路ＣＮは両者の位相差を求めることにより、マッチング
回路３と無電極放電ランプ１とからなる負荷回路のイン
ピーダンスを知ることができる。このように、コンデン
サＣ1 ，Ｃ2 およびインダクタＬおよび制御回路ＣＮに
よりインピーダンス検出手段が構成される。

【００１８】この構成では、始動時には出力周波数が可
変である発振回路４ａを選択し、高周波電力発生回路２
の出力電圧と出力電流との位相差を小さくするように発
振回路４ａの出力周波数を変化させることによってイン
ピーダンスを整合させる。また、点灯に至ると出力周波
数が固定である発振回路４ｂを選択して電波障害を与え
ないようにする。

【００１９】ところで、誘導コイル１ｂのインピーダン
スが経時変化によって変動したとすると、高周波電力発
生回路２の出力周波数を変化させることによって無電極
放電ランプ１を始動することができたとしても、点灯時
に無電極放電ランプ１に供給される電力が経時的に変化
してしまうという問題が生じる。つまり、光出力が経時
的に変動することになる。

【００２０】このような問題を解決するには、高周波電
力発生回路２の出力周波数を点灯時にも変化させること
が考えられるが、点灯時の出力周波数を変更すると他の
機器への電波障害が生じる可能性があるから、このよう
な構成を採用することはできない。そこで、本実施形態
では、直流電源Ｅとして出力電圧を可変とした昇圧チョ
ッパ回路を設けてある。すなわち、直流電源Ｅは、商用
電源である交流電源ＡＣを整流回路としてのダイオード
ブリッジＤＢを用いて全波整流した脈流電圧を電源と
し、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間にインダク
タＬｃとスイッチング素子Ｓｃとの直列回路を接続し、
さらに、ダイオードＤｃとコンデンサＣｃとの直列回路
をスイッチング素子Ｓｃに並列接続した構成を有し、コ
ンデンサＣｃの両端電圧を出力電圧とするものである。
スイッチング素子ＳｃにはＭＯＳＦＥＴを用いている。
また、スイッチング素子Ｓｃはチョッパ制御回路ＣＮｃ
によりＰＷＭ制御され、オンデューティを変化させるこ
とにより出力電圧が可変になっている。

【００２１】この種の昇圧チョッパ回路は周知のもので
あるが動作を簡単に説明すると、スイッチング素子Ｓｃ
のオン期間にインダクタＬｃに蓄積したエネルギをスイ
ッチング素子Ｓｃのオフ期間にダイオードＤｃを介して
コンデンサＣｃに放出するものである。したがって、コ
ンデンサＣｃにはダイオードブリッジＤＢの出力電圧と
インダクタＬｃの両端電圧との加算電圧が印加され、ダ
イオードブリッジＤＢの出力電圧よりも高い電圧がコン
デンサＣｃに印加されるのである。また、インダクタＬ
ｃが飽和しない範囲であれば、スイッチング素子Ｓｃの
オン期間が長いほどインダクタＬｃへの蓄積エネルギが
大きくなるから、オンデューティを大きくすればコンデ
ンサＣｃの両端電圧が高くなる。そこで、本実施形態で
は、制御回路ＣＮからチョッパ制御回路ＣＮｃに指示を
与えることによって、無電極放電ランプ１の動作状態に
応じてコンデンサＣｃの両端電圧を変化させる。

【００２２】図１に示した本実施形態の動作を説明す
る。電源投入時には切換スイッチ５は発振回路４ａを選
択しており、発振回路４ａは１３．５６ＭＨｚで発振を
開始する。発振回路４ａの出力は増幅回路６により電力
増幅され、制御回路ＣＮではコンデンサＣ1 ，Ｃ2 によ
り検出した電圧とインダクタＬの２次巻線より検出した
電流とに基づいて、高周波電力発生回路２の出力電圧と
出力電流との位相差を求める。制御回路ＣＮは、この位
相差を小さくするように発振回路４ａの出力周波数を変
化させるのであって、この制御により無電極放電ランプ
１に高周波電力が効率よく供給され、やがて無電極放電
ランプ１が始動から点灯に至る。このようにして無電極
放電ランプ１が点灯すれば、以後は発振回路４ｂを選択
するように切換スイッチ５を切り換えて１３．５６ＭＨ
ｚで点灯維持させるのである。切換スイッチ５は、図示
していない点灯検出手段により点灯が検出されると切り
換えるか、あるいは点灯可能な一定時間後に切り換える
ようにしてある。

【００２３】ところで、無電極放電ランプ１およびマッ
チング回路３からなる負荷回路のインピーダンスが経時
的に変化した場合に、発振回路４ａの出力周波数が可変
であるから始動ないし点灯は可能であるが、点灯後に発
振回路４ｂを選択すると無電極放電ランプ１への供給電
力は当初の値とは異なることになる。そこで、本実施形
態では、無電極放電ランプ１（ないし負荷回路）への供
給電力をほぼ一定に保つことができるように直流電源Ｅ
の出力電圧を制御する。すなわち、制御回路ＣＮでは高
周波電力発生回路２の出力電圧と出力電流とを検出して
いるから、両者の積を求めることにより出力電力を求め
ることができる。そこで、この出力電力を基準値と比較
することにより、基準値に保たれるように直流電源Ｅの
出力電圧を調節するのである。

【００２４】以上のような動作により、無電極放電ラン
プ１のインピーダンスが変動しても始動はもちろんのこ
と、点灯時における負荷回路への供給電力を経時的に変
化させることなくほぼ一定に保つことができるのであ
る。なお、無電極放電ランプ１の光出力を検出すること
ができる位置に光電素子を設け、制御回路ＣＮでは光電
素子の出力に基づいて直流電源Ｅの出力電圧を制御して
もよい。

【００２５】（実施形態２）実施形態１では、始動から
点灯に至る間に高周波電力発生回路２の出力電圧と出力
電流との位相差を検出する必要があり、このような位相
差の検出に要する回路は比較的複雑である。また、高周
波電圧および高周波電流を扱うものであるから、異常発
振のような誤動作を引き起こさない対策を施すことが望
ましい。

【００２６】本実施形態は、図２に示すように、高周波
電力発生回路２の出力電圧および出力電流を検出して発
振回路４ａの出力周波数を制御する制御回路ＣＮを持た
ず、発振回路４ａ自身が時間経過に伴って出力周波数を
変化させるように構成したものである。また、切換スイ
ッチ５はタイマ回路７により制御され、電源投入から一
定時間は発振回路４ａを選択し、その後に発振回路４ｂ
を選択するように設定してある。

【００２７】発振回路４ａは、図３に示すように、直流
電源Ｅの両端電圧を分圧する抵抗Ｒ11，Ｒ12と、一方の
抵抗Ｒ12に並列接続されたコンデンサＣ11と、このコン
デンサＣ11の両端電圧がダイオードＤ11を介して印加さ
れることによりコンデンサＣ11の両端電圧に応じて容量
が変化する可変容量ダイオードＶＤとを備える。可変容
量ダイオードＶＤは、発振回路４ａの出力周波数を決定
する位置に挿入されており、可変容量ダイオードＶＤの
容量が変化すれば発振回路４ａの出力周波数が変化す
る。ここに、コンデンサＣ11および抵抗Ｒ11，Ｒ12は、
電源投入後に直流電源Ｅの両端電圧が安定してからもコ
ンデンサＣ11の両端電圧が上昇するように設定される。
したがって、電源投入からコンデンサＣ11が抵抗Ｒ11を
介して充電され、コンデンサＣ11の両端電圧が上昇する
と、ダイオードＤ11を通して可変容量ダイオードＤ11の
容量が時間経過に伴って変化することになる。つまり、
このような周波数変化によって無電極放電ランプ１への
供給電力が時間経過に伴って変化し、始動から点灯に至
るのである。

【００２８】タイマ回路７は、電源投入後に無電極放電
ランプ１が点灯するのに必要な電力が高周波電力発生回
路２から供給されるようになる程度に設定された一定時
間が経過すると、切換スイッチ５により発振回路４ｂを
選択させる。発振回路４ｂは出力周波数が１３．５６Ｍ
Ｈｚに固定されており、以後はこの周波数で無電極放電
ランプ１への電力が供給される。

【００２９】本実施形態では、発振回路４ａの出力周波
数を変化させる制御が開ループ制御であり制御経路に高
周波が介在していないから、高周波のノイズの影響を受
けにくく、異常発振等の誤動作を引起しにくいものであ
る。なお、無電極放電ランプ１の経時的変化に対応する
ためには実施形態１と同様に直流電源Ｅの出力電圧を制
御すればよい。他の構成および動作は実施形態１と同様
である。

【００３０】（実施形態３）上述の実施形態では、発振
回路４ａの出力を用いて無電極放電ランプ１を始動から
点灯に至らせ、無電極放電ランプ１の点灯状態では発振
回路４ｂの出力を用いるように切換スイッチ５を切り換
えるものであるから、切換スイッチ５の切換時に無電極
放電ランプ１への供給電流に休止期間が生じる可能性が
あり、仮に休止期間が生じるとすれば、無電極放電ラン
プ１の立ち消えや、光出力のちらつきが生じる可能性が
あり、このような問題を回避する対策を施さなければな
らない場合もある。

【００３１】本実施形態は、図４に示すように、出力周
波数が可変である発振回路４ａを用いるが、出力周波数
が固定である発振回路４ｂは用いない構成を採用してい
る。また、発振回路４ａの出力は周波数逓倍回路８を通
してトランスＴに入力してあり、切換スイッチ５に代え
て発振回路４ａにスイッチ５ａを設けてある。すなわ
ち、図５に示すように、発振回路４ａとしては水晶振動
子Ｘを備える水晶発振器を用い、水晶振動子Ｘとしては
１．５０７ＭＨｚのものを用いている。一般に水晶発振
器は出力周波数が水晶振動子Ｘの固有振動数により決定
され非常に安定しているものであるから、出力周波数の
可変範囲は狭いものである。すなわち、無電極放電ラン
プ１のインピーダンスが経時的に変化したときに、無電
極放電灯１を始動から点灯に至らせる程度に周波数を変
化させることは、水晶発振器のみでは困難である。

【００３２】そこで、水晶発振器でも可能な程度の可変
範囲である±５０ｋＨｚが得られるように可変容量ダイ
オードＶＤを制御する。ここにおいて、実施形態２と同
様に、直流電源Ｅを抵抗Ｒ11，Ｒ12により分圧してコン
デンサＣ11を充電している。また、可変容量ダイオード
ＶＤにはスイッチ５ａが直列接続され、コンデンサＣ11
の両端電圧をダイオードＤ11を介して可変容量ダイオー
ドＶＤとスイッチ５ａとの直列回路に印加してある。し
たがって、電源投入時にはスイッチ５ａをオンにしてお
き、電源投入後にコンデンサＣ11の両端電圧を時間経過
とともに徐々に上昇させ、これによって可変容量ダイオ
ードＶＤの容量を変化させることができる。ここでは、
可変容量ダイオードＶＤの容量変化によって発振回路４
ａの出力周波数が、１．５０７ＭＨｚ±５０ｋＨｚで変
化する。

【００３３】一方、周波数逓倍回路８は９逓倍回路であ
って、発振回路４ａの出力周波数が１．５０７ＭＨｚ±
５０ｋＨｚであることによって、周波数逓倍回路８の出
力周波数は１３．５６ＭＨｚ±４５０ｋＨｚになる。こ
のように、比較的広範囲にわたって周波数を変化させる
ことができるから、無電極放電ランプ１の始動から点灯
までの周波数変化に対応させることができる。無電極放
電ランプ１の点灯後にはスイッチ５ａをオフにして可変
容量ダイオードＶＤを切り離すことで、発振回路４ａの
出力周波数を１．５０７ＭＨｚに固定し、無電極放電ラ
ンプ１には１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給するこ
とができる。

【００３４】本実施形態では切換スイッチ５を用いて２
つの発振回路４ａ，４ｂの出力を切り換えるのではな
く、１つの発振回路４ａの出力周波数を変化させている
から、無電極放電ランプ１に供給される高周波電流に休
止期間が発生することがなく、無電極放電ランプ１を立
ち消えさせたり、光出力をちらつかせたりすることがな
いものである。また、経時的なインピーダンス変化に伴
う供給電力の変動は実施形態１と同様に直流電源の出力
電圧を調節することで対応可能である。他の構成は実施
形態２と同様である。

【００３５】（実施形態４）本実施形態は、図６に示す
ように、高周波電力発生回路２と負荷回路との間の入射
電力と反射電力とに基づいて無電極放電ランプ１の点灯
・消灯を判断するものである。すなわち、高周波電力発
生回路２と負荷回路との間には入射電力検出回路９ａと
反射電力検出回路９ｂとが設けられる。電力差検出回路
１０では入射電力と反射電力との差を求め、スイッチ制
御回路１１では、上記差が無電極放電ランプ１を点灯可
能な電力以上に設定されている基準電力以上であるとき
に切換スイッチ５を切り換えて発振回路４ｂを選択させ
る。他の構成は図６では省略しているが、実施形態１な
いし実施形態３と同様の構成になる。

【００３６】したがって、電源投入時には発振回路４ａ
が選択され、高周波電力発生回路２の出力に基づくフィ
ードバック制御（閉ループ制御）ないし時間経過に基づ
くオープン制御（開ループ制御）により高周波電力発生
回路２の出力周波数が時間経過とともに変化する。これ
により、無電極放電ランプ１は始動から点灯に至ること
になる。無電極放電ランプ１が点灯すれば、入射電力と
反射電力との差が基準電力以上になるから、切換スイッ
チ５により発振回路４ｂが選択され、以後は１３．５６
ＭＨｚの高周波電力が無電極放電ランプ１に供給され点
灯維持されるのである。また、仮に立ち消えした場合に
は入射電力と反射電力との差が基準電力以下になるか
ら、切換スイッチ５により発振回路４ａが選択された状
態になり、上記動作を繰り返して再始動されることにな
る。なお、点灯状態において負荷回路への供給電力の変
動を抑制する構成としては実施形態１と同様に直流電源
Ｅの出力電圧を制御する構成を採用すればよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明は、放電ガスを封入した
バルブに近接して誘導コイルを設けた無電極放電ランプ
と、誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電力発生
手段と、高周波電力発生手段と誘導コイルとのインピー
ダンスを整合させるマッチング手段と、無電極放電ラン
プとマッチング手段とからなる負荷回路のインピーダン
スの変化を検出するインピーダンス検出手段と、インピ
ーダンス検出手段により検出されたインピーダンスに応
じて無電極放電ランプの始動に必要な電圧が誘導コイル
の両端に印加されるように高周波電力発生手段から負荷
回路への供給電力を制御する制御手段とを備えるもので
あり、負荷回路のインピーダンス変化を検出して負荷回
路への供給電力を制御するから、始動から点灯に至る過
渡的なインピーダンス変化や経時的なインピーダンス変
化に追随して適正な電力を無電極放電ランプに供給する
ことができるという利点を有する。

【００３８】請求項４の発明のように、高周波電力発生
手段の電源として出力電圧が可変である直流電源を設
け、制御手段が直流電源の出力電圧を変化させることに
よって負荷回路への供給電力を制御するものでは、直流
電源の出力電圧を変化させることによって負荷回路への
供給電力を変化させるから、負荷回路に供給する高周波
電力の周波数を変化させる必要がなく、電波障害の発生
を抑制することができるという利点がある。

【００３９】請求項５の発明のように、高周波電力発生
手段の出力周波数が可変であって、制御手段が高周波電
力発生手段の出力周波数を変化させることによって負荷
回路への供給電力を制御するものでは、始動から点灯に
至る負荷回路のインピーダンスの急激な変化にも追随す
るように負荷回路への供給電力を制御することができる
という利点がある。

【００４０】請求項６の発明のように、高周波電力発生
手段に、負荷回路のインピーダンスに応じて出力周波数
が可変である第１電源部と、出力周波数が固定されてい
る第２電源部と、第１電源部と第２電源部との一方の出
力を高周波電力発生手段の出力として選択する選択部と
を設け、制御手段では無電極放電ランプの点灯が検出さ
れると、選択部により第１電源部から第２電源部に切り
換えるものでは、負荷回路のインピーダンスが急激に変
化する始動から点灯に至る期間では第１電源部の出力周
波数を変化させることによりインピーダンス変化に追随
させ、点灯状態に至った後には電波障害の少ない一定周
波数を選択することが可能になるという利点がある。

【００４１】請求項７の発明のように、制御手段が負荷
回路への供給電力を電源投入からの経過時間に応じて開
ループ制御するものでは、電源投入からの経過時間によ
り負荷回路への供給電力を制御するから、負荷回路側の
高周波電力の影響を受けることなく供給電力を制御する
ことができるという利点がある。請求項８の発明のよう
に、高周波電力発生手段に、電源としての出力電圧が可
変である直流電源と、負荷回路のインピーダンスに応じ
て出力周波数が可変である第１電源部と、出力周波数が
固定されている第２電源部と、第１電源部と第２電源部
との一方の出力を高周波電力発生手段の出力として選択
する選択部とを設け、制御手段では、無電極放電ランプ
の点灯が検出されると、選択部により第１電源部から第
２電源部に切り換え、かつ高周波電力発生手段から負荷
回路への供給電力を所定値に保つように直流電源の出力
電圧を制御するものでは、負荷回路のインピーダンスが
急激に変化する始動から点灯に至る期間では第１電源部
の出力周波数を変化させることによりインピーダンス変
化に追随させ、点灯状態に至った後には電波障害の少な
い一定周波数を選択することが可能になるという利点が
あり、しかも、点灯状態では負荷回路への供給電力を所
定値に保つように直流電源の出力電圧を調節するから、
負荷回路のインピーダンスが経時的に変化しても無電極
放電ランプの光出力を維持することが可能であるという
効果がある。

【００４２】請求項９の発明のように、高周波電力発生
手段に、電源としての出力電圧が可変である直流電源
と、出力周波数が可変である第１電源部と、出力周波数
が固定されている第２電源部と、第１電源部と第２電源
部との一方の出力を高周波電力発生手段の出力として選
択する選択部とを設け、制御手段では、無電極放電ラン
プの点灯が検出されると、選択部により第１電源部から
第２電源部に切り換え、かつ無電極放電ランプの光出力
を所定値に保つように直流電源の出力電圧を制御するも
のでは、負荷回路のインピーダンスが急激に変化する始
動から点灯に至る期間では第１電源部の出力周波数を変
化させることによりインピーダンス変化に追随させ、点
灯状態に至った後には電波障害の少ない一定周波数を選
択することが可能になるという利点がある。しかも、点
灯状態では無電極放電ランプの光出力を所定値に保つよ
うに直流電源の出力電圧を調節するから、負荷回路のイ
ンピーダンスが経時的に変化しても無電極放電ランプの
光出力を維持することが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。

【図２】本発明の実施形態２を示す回路図である。

【図３】同上の要部回路図である。

【図４】本発明の実施形態３を示す回路図である。

【図５】同上の要部回路図である。

【図６】本発明の実施形態４を示す回路図である。

【図７】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 無電極放電ランプ １ａ バルブ １ｂ 誘導コイル ２ 高周波電力発生回路 ３ マッチング回路 ４ａ 発振回路 ４ｂ 発振回路 ５ 切換スイッチ ６ 増幅回路 Ｅ 直流電源

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電ガスを封入したバルブに近接して誘
   導コイルを設けた無電極放電ランプと、誘導コイルに高
   周波電力を供給する高周波電力発生手段と、高周波電力
   発生手段と誘導コイルとのインピーダンスを整合させる
   マッチング手段と、無電極放電ランプとマッチング手段
   とからなる負荷回路のインピーダンスの変化を検出する
   インピーダンス検出手段と、インピーダンス検出手段に
   より検出されたインピーダンスに応じて無電極放電ラン
   プの始動に必要な電圧が誘導コイルの両端に印加される
   ように高周波電力発生手段から負荷回路への供給電力を
   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
   電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 インピーダンス検出手段は、高周波電力
   発生手段とマッチング手段への入射電力と反射電力との
   差により負荷回路のインピーダンスの変化を検出するこ
   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】 インピーダンス検出手段は、高周波電力
   発生手段の出力電圧と出力電流との位相差により負荷回
   路のインピーダンスの変化を検出す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】 高周波電力発生手段は電源として出力電
   圧が可変である直流電源を備え、制御手段は直流電源の
   出力電圧を変化させることによって負荷回路への供給電
   力を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３
   記載の無電極放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 高周波電力発生手段は出力周波数が可変
   であって、制御手段は高周波電力発生手段の出力周波数
   を変化させることによって負荷回路への供給電力を制御
   することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の無
   電極放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 高周波電力発生手段は、出力周波数が可
   変である第１電源部と、出力周波数が固定されている第
   ２電源部と、第１電源部と第２電源部との一方の出力を
   高周波電力発生手段の出力として選択する選択部とを備
   え、制御手段は無電極放電ランプの点灯が検出される
   と、選択部により第１電源部から第２電源部に切り換え
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の無電
   極放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 制御手段は負荷回路への供給電力を電源
   投入からの経過時間に応じて開ループ制御することを特
   徴とする請求項５または請求項６記載の無電極放電灯点
   灯装置。
8. 【請求項８】 高周波電力発生手段は、電源としての出
   力電圧が可変である直流電源と、出力周波数が可変であ
   る第１電源部と、出力周波数が固定されている第２電源
   部と、第１電源部と第２電源部との一方の出力を高周波
   電力発生手段の出力として選択する選択部とを備え、制
   御手段は、無電極放電ランプの点灯が検出されると、選
   択部により第１電源部から第２電源部に切り換え、かつ
   高周波電力発生手段から負荷回路への供給電力を所定値
   に保つように直流電源の出力電圧を制御することを特徴
   とする請求項１ないし請求項３記載の無電極放電灯点灯
   装置。
9. 【請求項９】 高周波電力発生手段は、電源としての出
   力電圧が可変である直流電源と、出力周波数が可変であ
   る第１電源部と、出力周波数が固定されている第２電源
   部と、第１電源部と第２電源部との一方の出力を高周波
   電力発生手段の出力として選択する選択部とを備え、制
   御手段は、無電極放電ランプの点灯が検出されると、選
   択部により第１電源部から第２電源部に切り換え、かつ
   無電極放電ランプの光出力を所定値に保つように直流電
   源の出力電圧を制御することを特徴とする請求項１ない
   し請求項３記載の無電極放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】 無電極放電ランプの点灯周波数が数Ｍ
    Ｈｚ〜数百ＭＨｚであることを特徴とする請求項１ない
    し請求項９記載の無電極放電灯点灯装置。