JPS6049554A - マイクロ波放電光源装置用電源装置 - Google Patents

マイクロ波放電光源装置用電源装置

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JPS6049554A
JPS6049554A JP15819283A JP15819283A JPS6049554A JP S6049554 A JPS6049554 A JP S6049554A JP 15819283 A JP15819283 A JP 15819283A JP 15819283 A JP15819283 A JP 15819283A JP S6049554 A JPS6049554 A JP S6049554A
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JP
Japan
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magnetron
light source
source device
discharge light
oscillation
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Pending
Application number
JP15819283A
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English (en)
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Isao Shoda
勲 正田
Hitoshi Kodama
児玉 仁史
Kazuo Umagome
馬込 一男
Norihiko Tanaka
紀彦 田中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/048Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using an excitation coil

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はマイクロ波放電を利用したマイクロ波放電光源
装置のだめの電源装置に関するものである。
〔従来技術〕
最近、放電利用の光源装置として高周波放電、特に高周
波としてマイクロ波を用いた光源装置が注目されておシ
、従来の有電極の光源装置ではランプの寿命が電極の消
耗によシ決定されていたが、マイクロ波を用いた光源装
置ではランプを無電極にできるためにランプ寿命が長く
なるという特徴がある。又、電極による熱損失がなく、
シかも放電のインピーダンスが初期状態と安定状態との
差が小さいだめ安定状態でインピーダンス整合させた場
合でも初期状態での電力注入が容易であシ、さらに放電
々力がランプ管壁に偏っているなどのために最大出力到
達までの時間が短く力るという特徴がある。
第1図はこれらの特徴を利用したマイクロ波放電光源装
置の構成を示す縦断面図で、1はマグネトロン、2はマ
グネトロアンテナ、3は導波管、4は内壁の形状を回転
対称形に形成されたマイクロ波空胴、5は空胴4と導波
管3の接合部に設けられたマイクロ波給電口、6は球形
に形成された放N、 灯、7はマグネトロン1および放
電灯6を冷却するためのファン、8は導波管3の一部に
設けられた通気口、9け空胴4の前面を覆うメツシュ板
、10はマグネトロン1、導波管3および空胴4等を覆
う箱体、11は放電灯6を支持する支持棒である。
この装置の動作は次のようである。マグネトロンlによ
って発生したマイクロ波はマグネトロンアンテナ2を通
じて導波管3中に放射される。このマイクロ波は導波管
3を伝帳し、、給電口5を通して空胴4中に放射され、
空胴4中にマイクロ波電磁界を形成する。このマイクロ
波電磁界にょシ放電灯6中のガスが放電し、放電幻6の
内壁が熱せられて内部にある水銀等の金属が蒸梶しガス
化され、放電は金属ガスの放電に移シ、金属ガスの種類
に応じた特定の発光スペクトルを持つ光が放射される。
この状態はマイクロ波エネルギーが注入される限多持続
する。
上記のようなマイクロ波放電光源装置において、マグネ
トロン1を作動させるための電源装置としては、従来第
2図に示すような全波倍電圧整流回路を有するものが用
いられていた。即ち、第2図において、昇圧トランスT
の1次側巻線P、は端子a、bを介して交流電源Eに接
続され、2次側の第1の巻線(ヒータ巻線) S2は端
子e、fを介してマグネトロンlのヒータに接続され、
さらに2次側の第2の巻線S1はマグネトロン1に電力
を供給するだめの昇圧巻線であって、その端子c、dは
コンデンサC,、C2およびダイオードD、、D、、で
構成される全波倍電圧整流回路Rの端子g、hに接続さ
れる。又、全波倍電圧整流回路凡の整流出力側の端子t
tJはマグネ、トロン1のカン−ドおよびアノードに接
続される。
上記の電源装置において、まず交流電源Eが投入される
と、ヒータ巻+l1lStに電圧が誘起され、マグネト
ロン1のヒ下夕を加熱する。同時に昇圧巻線S、にも電
圧が誘起されて全波倍電圧整流回路Rに電圧が供給され
、コンデンサC+ 、 Ctが充電される。そして、出
力側の端子xoj間の電圧がマグネトロン1の動作電圧
を越えるとマグネトロン1が発振を開始し、仁のマイク
ロ波が空胴4内に導かれて放電灯6が点灯する。マグネ
トロン1のアノード電流の大きさは昇圧トランスTの2
次側の昇圧巻線S、に誘起される電圧の大きさおよびコ
ンデンサC,、C2の静電容量の大きさによって決まシ
、定常にマグネトロン1のマイクロ波の出方が設定値に
なるよう定められ、マグネトロン1が発振開始後はコン
デンサC1,C,の各ザイクル毎の充放電によってマグ
ネトロン1にitは正弦波を整流したものに近い波形の
脈流の電流が流れ、マイクロ波の出力は仁の電流波形に
比例した出力の発振をする。
しかし、このよう々全波倍電圧整流回路lζを用いた電
源装置においては、マグネトロン1のアノード電流は各
半サイクルごとに零にならず、電源が投入されている間
中発振を連続して持続する。
このような場合、電源電圧の変動やマイクロ波負荷に辷
では無電極ランプのインピーダンス)の変動等が原因で
マグネトロン1に異常発振を生じることがあシ、この異
常発振が正常発振に復帰するのに時間がかかシ、マグネ
トロン1の寿命を著しく短縮させる結果となる。
〔発明の概要〕
本発明は上記のような従来の欠点を除去するために成さ
れたものであ凱間用周波数の各半サイクル毎にマグネト
ロンの発振停止期間を強制的に設ける手段を電源装置の
回路内に付加する仁とによって%ある半サイクルで異常
発振状態に入っても次の半サイクルの間に発振停止期間
があるためこの発振停止期間に異常発振が停止し、次の
半サイクルでは正常発振状態に復帰させ、長い時間異常
発振状態が続かないようにし、マグネトロン1の異常発
振によるマグネトロン1の短寿命化を防止することがで
きるマイクロ波放電光源装置用電源装置を提供すること
を目的とする。
本発明はマグネトロンによって発生する無電極ランプを
有するマイクロ波放電光源装置の電源装置において、1
次側が商用周波数電源に接続されるとともに2次側に少
くとも昇圧巻線を有する昇圧トランスを設け、との昇圧
トランスの2次側に、整流出力側をマグネトロンのアノ
ード・カソード間に接続した全波倍電圧整流回路を、商
用周波数の各半サイクル毎に昇圧トランスの2次側の昇
圧巻線からの光電々流を阻止しマグネトロンの発振を瞬
間停止させる両方同性スイッチング部材を介して接続し
たことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
Tは2次側にマグネトロン1に電力を供給するだめの昇
圧巻線Slおよびマグネトロン1のヒータへ電流を供給
するためのヒータ巻線S、をイfする昇圧トランスで、
その1次側は商用周波数電源Eに接続される。Rは全波
倍電圧整流回路で、昇圧トランスTの昇圧巻線S、側か
ら供給される反流電圧を全波倍電圧整流してマグネトロ
ン1のアノード・カソード間に供給するためのものであ
り、コンデンサC,,C,およびこれらに夫々逆回きに
接続したダイオードD、、D2との直列体を並列に接続
したものである。
上記構成において、全波倍電圧整流回路Rの整流出力側
においては、端子i側に(−)、端子j側に(+)の電
圧が生じ、端子jがマグネトロン1のアノードに接続さ
れ、端子iがカソードに接続される。
又、全波倍電圧整流回路Rの変流1111の端子g、h
は両方同性スイッチング素子Sを介して昇圧巻線S1の
端子c、dに接続される。両方同性半導体スイッチング
素子S4その両端の電圧が該素子のブレークオーバ電圧
以上になった詩に導通状態になシ、これによシミ流が昇
圧巻線S1から全波倍電圧整流回路Rに流れ込み、この
、素子Sを流れる電流が零を通過して逆方向になった時
に素子Sは非導通となシ、次に印加電圧が逆方向にブレ
ークオーバ電圧以上になると逆方向に導通状態となシ、
電流が全波倍電圧整流回路Rに流れ込む。マグネトロン
ILアノード・カソード間の電圧が規定値以上になると
発振を開始し、規定電圧以下では発振が停止してアノー
ド電流は流れなくなる。即ち、全波倍電圧整流回路Rの
出方端子100間の電圧がマグネトロン1の発振可能電
圧以1;になれは、マグネトロン1の発振は停止する。
しかし、従来、昇圧トランスTから全波倍電圧整流回路
Rへ流れ込む電流は昇圧トランスTのn圧巻IId S
、に誘起する電圧がコンデンサC1あるいはC2の電圧
よシも少しでも高いと流れるために、実際上は端子i、
j間の電圧がマグネトロン1の発振停止状態になる電圧
まで低下せず、マグネトロン1の発振が持続してしまい
、マグネトロン1の人命を著しく短縮してしまうもので
あった。
一方、本実施例においては、ある半サイクルで昇圧トラ
ンスTからの充電が停止し次の半サイクルに入ると、昇
圧巻ms、と全波倍電圧整流回路Rとの間に直列に接続
された両方同性半導体スイッチング素子Sが非導通状態
になり、昇圧巻線slに誘起される電圧とコンデンサC
3あるいはC2に充電されている電圧の差がスイッチン
グ素子sIのブレークオーバ電圧以上になるまでスイッ
チング素子Sは非導通状態を続ける。スイッチング素子
Sが導通状態になる壕で全波倍電圧整流回路Rには電源
側から電流が供給されないので、全波倍電圧整流回路R
の出力端子11j間の電圧はマグネトロン1の発振が停
止するまで低下し、発振は停止する。発振が停止してい
る期間を所望の時間おいた後に昇圧トランスTの打圧巻
線S1に誘起する電圧とコンデンサC,、C2に充電さ
れている電圧との差がスイッチング素子Sのブレークオ
ーツク電圧以上になるようにスイッチング素子Sのブレ
ークオーバ電圧を予め設定することにより、所定時間後
にスイッチング素子Sが導通状態になり、電源側から電
流を供給されて全波倍電圧整流回路RのコンデンサC,
、C,が充電され、出力端子ttJ間電圧電圧上昇して
マグネトロン1の発振可能電圧まで上昇し、マグネトロ
ン1が発振を開始する。そして5次の半サイクルにおい
ても前述同様にスイッチング素子Sの働きによりマグネ
トロン1の発振停止期間が設けられてマグネトロン1が
発振をする。こうして、商用周波数の各半サイクルごと
にマグネトロンの発振停止期間を強制的に設けることが
でき、マグネトロン1の異常発振によるマグネトロン1
の早期寿命や故障を防止することができる。又、マグネ
トロン1の発振停止期間はスイッチング素子Sのブレー
クオーバ電圧の選定によって変えることができ、実質的
にマグネトロン1の発振停止期間が0−1 m5ec以
上あると、マグネトロン1の異常発振の防止に対して有
効であシ、好ましくは12m5ec程度に選定するのが
良く、0,1m5ec未満にするとマグネトロン1の発
振が停止しても異常発振を防止し得ないことがあって有
効でないことが判明している。尚、上記実施例では両方
同性スイッチング部材として2端子両方回性半導体スイ
ッチング素子を用いたが、両方同性ザイリスタあるいは
高耐圧のリードリレーのような機械的スイッチを使用し
ても良い。
〔発明の効果〕
以上のように本発明においては、昇圧トランスと全波倍
電圧整流回路との間に、商用周波数の各半サイクルごと
に昇圧トランスから全波倍電圧整流回路への電流を阻止
してマグネトロンの発振を瞬間停止させる両方同性スイ
ッチング部材を設けておシ、ある半サイクルでマダイ、
トロンの異常発振が生じても次の半サイクルにおけるマ
グネトロンの発振停止期間においてこの異常発振を停止
トさせて正常発振に復帰させることができ、異常発振に
よるマグネトロンの短寿茄化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図Lマイクロ波放電光源装置6の構成を示す断面図
、第2図は従来のマイクロ波放電光源装置用電源装置の
回路図、第3図は本発明に係るマイクロ波放電光源装置
用電源装置の回路図である。 1・・・マグネトロン、6・・・放電灯、E・・・商用
周波数電源、T・・・昇圧トランス、SI・・・昇圧巻
線、S2・・・ヒータ巻線、S・・・両方同性半導体ス
イッチング素子、R・・・全波倍電圧整流回路。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マグネトロンによって発生するマイクロ波によっ
    て点灯する無電極ラングをイアするマイクロ波放電光源
    装置において、1次τI11が商用周波数電源に接続さ
    れるとともに2次側に少くとも昇圧巻線を持つ昇圧トラ
    ンスを備え、との昇圧トランスの2次側に、整流出力側
    をマグネトロンのアノード・カソード間に接続した全波
    倍電圧整流回路を、商用周波数の各半サイクルごとに昇
    圧トランスの2次側の昇圧巻線からの光電々流を阻止し
    マグネトロンの発振を瞬間停止させる両方同性スイッチ
    ング部材を介して接続したことを特徴とするマイクロ波
    放電光源装置用電源装置。
  2. (2)マグネトロンの発振停止時間を各半サイクルごと
    に少くとも0.1 m5ecとしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のマイクロ波放電光源装置用電
    源装置。
  3. (3)両方同性スイッチング部材として2端子両方回性
    半導体スイッチング素子を用いたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項又は第2項記載のマイクロ波放電光源
    装置用電源装置。
JP15819283A 1983-08-30 1983-08-30 マイクロ波放電光源装置用電源装置 Pending JPS6049554A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2707052A1 (ja) * 1993-06-22 1994-12-30 Moulinex Sa
KR20010050569A (ko) * 1999-09-21 2001-06-15 구자홍 마이크로 웨이브 조명시스템의 보호장치 및 방법

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