JPH1187076A

JPH1187076A - 無電極放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH1187076A
Application number: JP24916497A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kumagai; 祐二熊谷; Futoshi Okamoto; 太志岡本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】無電極放電灯が低温なために始動困難な場合
に、点灯回路を保護しつつ比較的早く無電極放電灯を始
動させる。また、無電極放電灯の光出力を比較的早く、
回路にも過大なストレスをかけることなく立ち上げる。【解決手段】無電極放電灯１と、その近傍に配置された
誘導コイル２と、高周波電源３と、前記高周波電源３の
電源となる直流電源５と、前記高周波電源３と前記誘導
コイル２との間に配置され、両者間のインピーダンス整
合を行うマッチング回路４からなる無電極放電灯点灯装
置において、前記無電極放電灯１が低温により始動困難
な場合に、前記誘導コイル２に始動時より小さい電流を
流す制御回路７を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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】無電極放電灯に高周波電磁界を印加して
発光させる従来のこの種の無電極放電灯点灯装置を図５
に示す。透光性のガラスバルブまたは内面に蛍光体が塗
布された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と、この無電極放電灯
１の近傍に配置された誘導コイル２と、この誘導コイル
２に接続され高周波電力を誘導コイル２に供給する高周
波電源３と、誘導コイル２と高周波電源３の両方のイン
ピーダンスを整合し無電極放電灯１に効率良く高周波電
力を伝達するマッチング回路４と、商用電源ＡＣを直流
電源に変換し、高周波電源３に供給する直流電源５を備
えて構成されている。

【０００３】そして、高周波電源３から誘導コイル２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２に高周波電磁界を発生させ、無電極放
電灯１に高周波電力を供給し、内部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よう
になっている。高周波電源３の発生する周波数は、他の
通信機器等に電波障害を与えないよう、例えばＩＳＭバ
ンドの１３．５６ＭＨｚが使用されている。

【０００４】ところで、以上のように回路が動作し、無
電極放電灯を始動させようとする際、何らかの理由によ
り始動に失敗した場合、回路を構成する部品に過大なス
トレスがかかり、回路が破壊する可能性がある。したが
って、始動に失敗した場合に回路素子を保護するような
保護手段が必要となる。

【０００５】保護手段の一例として、高周波電源３に流
れる電流を検出し、高周波電源３内の増幅回路のスイッ
チング素子を停止させる（パワーＭＯＳＦＥＴのゲート
・ソース間を短絡する）ことにより、無電極放電灯１に
高周波電力が供給されないようにし、さらに、同スイッ
チング素子を間欠的に動作させ、数回始動を試みる間欠
発振回路を備えたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一回で無電
極放電灯１が始動できなかった原因が無電極放電灯１が
低温であったことによるものである場合、上記のような
保護回路では、間欠発振が働いても無電極放電灯１の温
度がなかなか上がらず、点灯するまでかなりの時間を要
する場合がある。

【０００７】そこで本発明は、一回で無電極放電灯が始
動できなかった原因が無電極放電灯が低温であったこと
によるものである場合に、より早く無電極放電灯が点灯
できる無電極放電灯点灯装置を提案するものである。ま
た、特に無電極放電灯が高輝度放電灯である場合、始動
してから安定するまで無電極放電灯への入力電力が大き
く変化し、光出力が安定するまで長時間かかったり、逆
に大きくなり過ぎてから安定する場合があるので、これ
を最適動作させる手段についても併せて提案する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、無電極放
電灯１と、その近傍に配置された誘導コイル２と、高周
波電源３と、前記高周波電源３の電源となる直流電源５
と、前記高周波電源３と前記誘導コイル２との間に配置
され、両者間のインピーダンス整合を行うマッチング回
路４からなる無電極放電灯点灯装置において、前記無電
極放電灯１が低温により始動困難な場合に、前記誘導コ
イル２に始動時より小さい電流を流す制御回路７を有す
ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例１を示す。
直流電源５は全波整流器ＤＢと、インダクタＬ、スイッ
チング素子Ｑ、ダイオードＤ、平滑用コンデンサＣ及び
チョッパ制御回路５１を含む昇圧チョッパ回路で構成さ
れている。また、高周波電源３はパワーＭＯＳＦＥＴよ
りなる一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、その駆動
用トランスＴ１と、高周波発振器３１と、インダクタＬ
１、コンデンサＣ１を含んで構成されており、マッチン
グ回路４はコンデンサＣ２、Ｃ３を含んで構成されてい
る。

【００１０】商用電源ＡＣを投入すると、直流電源５に
よりＡＣ１００ＶがＤＣ４００Ｖに変換され、直流電圧
が高周波電源３に印加される。この直流電圧を高周波電
源３で高周波電圧に変換し、無電極放電灯１に供給す
る。ここで、ある一定時間、無電極放電灯１に高周波電
力を供給しても始動しないとき、温度検出手段６により
無電極放電灯１の温度を検出し、その原因が無電極放電
灯１が低温であったためと判断されると、制御回路７に
より直流電源５のスイッチング素子Ｑを停止させる。す
ると、直流電源５の昇圧機能が停止し、高周波電源３に
は商用電源電圧を平滑した分の約１４０ＶのＤＣ電圧が
印加された状態となる。したがって、高周波電源３は設
計値のＤＣ４００Ｖよりも低い電圧ＤＣ１４０Ｖで動作
することになり、やはり設計値よりも小さい高周波電力
がマッチング回路４へと供給されることとなる。

【００１１】これにより、通常の始動時よりも小さい高
周波電流が誘導コイル２に流れ、発熱し、無電極放電灯
１の温度を上げる。このとき、高周波電流が小さいた
め、点灯回路に与えるストレスも小さくて済む。無電極
放電灯１の温度が上がると内部の放電ガスが励起されや
すくなり、誘導コイル２に全く高周波電流を流さない場
合に比べ、無電極放電灯１を早く始動できる。

【００１２】図２に本発明の実施例２を示す。実施例１
と同一箇所には同一符号を付して重複する説明を省く。
ここでは、マッチング回路４が定数切替手段ＳＷを有し
たものとなっている。実施例１のように、通常の始動時
よりも小さい高周波電流を誘導コイル２に流したとき
に、マッチング回路４を、無電極放電灯１が点灯してい
ない状態で整合がとれた状態に設定する。すると、その
状態において実施例１よりも反射電力が小さく、回路素
子にかかるストレスが軽減され、さらに良い。

【００１３】また、本例では、無電極放電灯１が点灯し
ていない状態でも整合がとれているため、始動しなかっ
た場合に直流電源５のスイッチング素子Ｑを停止しなく
ても回路素子にかかるストレスは無電極放電灯１の点灯
時と同等レベルで済み、そうすると、始動できるまでの
時間はさらに早くできる。

【００１４】図３に本発明の実施例３を示す。実施例１
と同一箇所には同一符号を付して重複する説明を省く。
実施例１と異なるのは、温度検出手段６が誘導コイル２
に付加されている点である。これは、実際に無電極放電
灯１の温度を直接検出するのは非常に高温で困難なた
め、誘導コイル２の温度を検出することにより間接的に
検出しようというものである。動作は実施例１と同様で
ある。

【００１５】図４に本発明の実施例４を示す。実施例１
と同一箇所には同一符号を付して重複する説明を省く。
特に無電極放電灯１が高輝度放電灯である場合、始動し
てから安定するまで無電極放電灯１への入力電力が大き
く変化し、光出力が安定するまで長時間かかったり、逆
に大きくなり過ぎてから安定するといった課題がある。
それを解決するために、本案では直流電源５を定電流電
源５１と定電圧電源５２とで構成している。無電極放電
灯１の始動時には定電流電源５１を選択する。すると、
例えば始動直後で入力電流が安定時より小さい場合、安
定時に近い（つまり、今より大きい）電流を流そうと制
御回路７が働き、光出力が早く安定する。また逆に、入
力電流が大きくなり過ぎる場合、やはり安定時に近い
（つまり、今より小さい）電流を流そうと制御回路７が
働く。そして光出力が略安定状態になると、定電圧電源
５２に切り替えて、安定状態を維持する。ここでは光検
出器８を用いて光出力を検出しているが、代替特性とし
て、例えば高周波電源３から出力される電力を検出して
制御してもよい。本案により、無電極放電灯１の光出力
を比較的早く、回路にも過大なストレスをかけることな
く立ち上げることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、無電極放電灯が低温なた
めに始動困難な場合に、点灯回路を保護しつつ比較的早
く無電極放電灯を始動させることができる。また、無電
極放電灯の光出力を比較的早く、回路にも過大なストレ
スをかけることなく立ち上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路図である。

【図２】本発明の実施例２の回路図である。

【図３】本発明の実施例３の回路図である。

【図４】本発明の実施例４の回路図である。

【図５】従来例の回路図である。

【符号の説明】

１無電極放電灯２誘導コイル３高周波電源４マッチング回路５直流電源６温度検出手段７制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無電極放電灯と、その近傍に配置され
た誘導コイルと、高周波電源と、前記高周波電源の電源
となる直流電源と、前記高周波電源と前記誘導コイルと
の間に配置され、両者間のインピーダンス整合を行うマ
ッチング回路からなる無電極放電灯点灯装置において、
前記無電極放電灯が低温により始動困難な場合に、前記
誘導コイルに始動時より小さい電流を流す制御回路を有
することを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】前記制御回路は、前記誘導コイルに始
動時より小さい電流を流した後、再び始動時の電流を流
すように構成されてい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。
【請求項３】前記直流電源は入力−出力間に並列に
スイッチング素子を有し、前記制御回路は前記スイッチ
ング素子を制御することを特徴とする請求項１又は２に
記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】前記直流電源は昇圧チョッパ回路であ
ることを特徴とする請求項３記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項５】前記マッチング回路は、前記無電極放
電灯の点灯時及び始動時の両方にマッチングがとれる定
数切替手段を具備していることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】前記無電極放電灯の温度を検出する手
段が、前記無電極放電灯近傍に配置されていることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の無電極放電
灯点灯装置。
【請求項７】前記無電極放電灯の温度を検出する手
段が、前記誘導コイル近傍に配置されていることを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の無電極放電灯
点灯装置。
【請求項８】前記無電極放電灯点灯の少なくとも始
動直後から略安定点灯するまで、前記直流電源が定電流
電源として働くことを特徴とする請求項１乃至７のいず
れかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項９】前記直流電源が定電流電源と定電圧電
源からなり、始動直後から略安定点灯するまでは定電流
電源で、略安定点灯以後は定電圧電源で、前記高周波電
源を動作させることを特徴とする請求項１乃至８のいず
れかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項１０】前記無電極放電灯点灯の点灯周波数
が数ＭＨｚから数百ＭＨｚであることを特徴とする請求
項１乃至９のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。