JP2005135642A - Electrodeless discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、高周波電力を誘導コイルに供給して、その誘導コイル近傍の無電極放電灯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。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device that supplies, for example, high-frequency power to an induction coil and lights an electrodeless discharge lamp near the induction coil.
従来、この種の無電極放電灯点灯装置は、種々提案されまた市販されている。例えば、図4に示すように、無電極放電灯Aと、誘導コイル80と、高周波回路81と、直流電源回路82と、制御回路83とを備え、無電極放電灯Aに高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯点灯装置がある。
Conventionally, various types of electrodeless discharge lamp lighting devices have been proposed and are commercially available. For example, as shown in FIG. 4, an electrodeless discharge lamp A, an
誘導コイル80は無電極放電灯Aの近傍に配置されている。高周波回路81は、Qの高い共振回路811を含み、誘導コイル80に高周波電力を供給する。直流電源回路82は商用電源Bを直流電力に変換しその直流電力を高周波回路81及び制御電源820に供給する。制御回路83は、駆動部85と制御電流を可変する周波数スイープ回路84を含み、制御電流が大きくなると高周波電力の周波数が高くなるように駆動部85からの駆動信号で高周波回路81を制御する。
The
上記無電極放電灯点灯装置は以下の動作を行う。例えば商用電源Bのオンと同時に制御電源820が立ち上がり、周波数スイープ回路84に直流電力が供給されると、周波数スイープ回路84の立ち上がり検出部Cで、電源の立ち上がりを検出し一定時間H信号(オン信号)を出力し、スイッチング素子840がオンする。これに伴い、オペアンプ841の入力端子1(正入力端子)には所望の低い電圧が入力され、その電圧値に応じて低電圧を出力するので、ダイオード842を介して駆動部85の周波数設定端子(Rfre)850から制御電流を引き抜く。次に、立ち上がり検出部Cの信号がL信号(オフ信号)になると、スイッチング素子840はオフとなり、コンデンサ844は、抵抗843を介して徐々に充電し、両端電圧が上昇する。これに伴い、オペアンプ841の入力端子1(正入力端子)の電圧が上昇し、その電圧値に応じて、オペアンプ841の出力電圧も上昇し、ダイオード842を介した制御電流の引き抜きが徐々に抑制されるので、高周波電力の周波数が共振回路811の共振周波数に近づくように高周波から低周波へ可変し、誘導コイル80に大きな電流が流れる。
The electrodeless discharge lamp lighting device performs the following operation. For example, when the commercial power supply B is turned on and the
上記無電極放電灯点灯装置は、電源投入による無電極放電灯Aの始動時に誘導コイル80に十分な高周波電流(電力)が発生するように高周波電力の周波数が可変するので、例えば、回路素子のバラツキ等により高周波回路81の周波数特性が設計値からずれた状態になっても、無電極放電灯Aを点灯させることができるとともに、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる。
In the electrodeless discharge lamp lighting device, the frequency of the high frequency power is varied so that a sufficient high frequency current (power) is generated in the
また、他の例として、例えば、図5に示すように、上記構成に加えて、調光回路86と、間欠発振回路87とを備える無電極放電灯点灯装置がある。
As another example, for example, as shown in FIG. 5, there is an electrodeless discharge lamp lighting device including a
調光回路86は、デューティー信号である調光信号を入力し、調光信号スイープ回路860により周期的に高周波電力の周波数が変化するように制御電流を制御し、無電極放電灯Aを点灯及び消灯の繰り返しにより調光する。
The
間欠発振回路87は、無負荷等の異常負荷発生時に、誘導コイル80の異常電圧を検出し、その検出時に、例えば、高周波電力を間欠的に発振させて回路を保護するために、スイッチング素子810bのゲート・ソース間を短絡及び開放を繰り返すデューティー信号を出力し無電極放電灯Aを再始動させることができる。
The
なお、特許文献1には以下の無電極放電ランプ装置が開示されている。CPUによりCPU始動時には発振器が点灯時の所定の周波数と異なる周波数で発振するように制御され、この周波数が波形整形回路、第1の電力増幅器を経た後、分波器→第2の電力増幅器(1)→整合回路(1)→RFセンサ(1)→混合器を介して負荷に印加される。CPUはRFセンサ(1)により検出されるRF電力をモニタして、所定のRF電力になると発振器が点灯時の所定の周波数で発振するように制御し、この周波数が波形整形回路、第1の電力増幅器を経た後、分波器→第2の電力増幅器(2)→整合回路(2)→RFセンサ(2)→混合器を介して負荷に印加される。また、CPUはRFセンサ(2)により検出されるRF電力をモニタして、所定のRF電力にならない場合には点灯してしないと判断して上記の始動時の制御に切り換える。このようにして、始動時と点灯時のインピーダンスを整合させることができる。
しかしながら、上記従来の無電極放電灯点灯装置などのように、直流電源回路又は制御電源(以下、「電源部」という。)の少なくとも一方に、電圧安定化のために容量の大きな電解コンデンサが含まれているので、以下の状態が発生するという問題があった。 However, as in the conventional electrodeless discharge lamp lighting device, at least one of the DC power supply circuit or the control power supply (hereinafter referred to as “power supply unit”) includes an electrolytic capacitor having a large capacity for voltage stabilization. Therefore, there is a problem that the following conditions occur.
電源オフと同時に駆動信号が停止する駆動部を用いた場合、電源をオフした後に瞬時にオンすると、本来は、電源オフ後に、図4に示すコンデンサ844が放電して電圧が低下し、電源オン後に、再始動の動作を繰り返さなければならない。しかし、瞬時に電源オンすると電源部の電解コンデンサの電圧がほとんど低下せずに充電が始まるため、立ち上がり検出部Cで電源の立ち上がりを検出できず、例えば、オペアンプ841の入力端子1(正入力端子)の電圧は高いまま維持され、高周波電力の周波数を可変することができない。したがって、回路素子のバラツキ等により高周波回路の周波数特性が設計値からずれたような場合に、無電極放電灯の始動に十分な高周波電流(電力)が誘導コイルに発生せず、無電極放電灯を点灯させることができなかったり、回路素子に過大な電圧(電力)が発生しストレスが加わることがあった。
In the case of using a drive unit in which the drive signal stops at the same time as the power is turned off, if the power is turned on instantaneously after the power is turned off, the
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電源をオフした後に瞬時にオンした場合に、高周波回路の周波数特性が設計値からずれた状態であっても、確実に無電極放電灯を点灯させることができるとともに、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる無電極放電灯点灯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is that the frequency characteristic of the high-frequency circuit deviates from the design value when the power is turned on instantaneously after being turned off. Another object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp lighting device capable of reliably lighting an electrodeless discharge lamp and preventing stress of circuit elements due to an excessive voltage (power).
請求項1に記載の発明は、無電極放電灯近傍に設ける誘導コイルと、直流電力を生成する直流電源回路とを備えるとともに、前記直流電力を高周波電力に変換する変換素子と共振回路とを含み前記高周波電力を前記誘導コイルに供給する高周波回路と、制御電流の大きさにより前記変換素子のスイッチング状態を可変することで前記高周波電力の周波数を可変する機能を有し前記変換素子に対してパルス状の駆動信号を生成する駆動部と、前記駆動信号により前記制御電流の大きさを可変する周波数スイープ回路とを備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 includes an induction coil provided in the vicinity of the electrodeless discharge lamp, a DC power supply circuit that generates DC power, and a conversion element that converts the DC power into high-frequency power and a resonance circuit. A high-frequency circuit for supplying the high-frequency power to the induction coil; and a function of varying the frequency of the high-frequency power by varying the switching state of the conversion element according to the magnitude of a control current. And a frequency sweep circuit that varies the magnitude of the control current according to the drive signal.
この構造では、駆動部からの駆動信号により駆動部に対する制御電流を可変し高周波電力の周波数が変化するので、電源をオフした後に瞬時にオンした場合に、高周波回路の周波数特性が設計値からずれた状態であっても、確実に無電極放電灯を点灯させることができるとともに、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる。 In this structure, the control current for the drive unit is varied by the drive signal from the drive unit, and the frequency of the high-frequency power changes, so the frequency characteristics of the high-frequency circuit deviate from the design value when the power is turned on and then turned on instantaneously. Even in such a state, the electrodeless discharge lamp can be reliably turned on, and the stress of the circuit element due to an excessive voltage (power) can be prevented.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記直流電源回路と前記周波数スイープ回路との間に、前記駆動信号によりスイッチングするスイッチング素子を備えることを特徴とする。この構造では、駆動信号の電力はスイッチング素子のスイッチングに必要な大きさでよいので、駆動信号の電力を小さくすることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a switching element that switches according to the drive signal is provided between the DC power supply circuit and the frequency sweep circuit. In this structure, the power of the drive signal may be as large as necessary for switching of the switching element, so that the power of the drive signal can be reduced.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、入力信号により前記制御電流の大きさを可変する調光回路と、前記高周波回路より異常負荷を検出しその検出時において間欠発振信号を前記調光回路に出力する間欠発振回路とを備えることを特徴とする。この構造では、調光回路の入力信号により高周波電力の周波数が変化するので、無電極放電灯の点灯を制御することができる。また、異常負荷検出時において間欠発振信号を調光回路に入力することに基いて高周波電力の周波数を変化させる間欠発振保護機能が働くので、無電極放電灯の不点や回路素子へのストレスを防ぐことができる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a dimming circuit that varies the magnitude of the control current according to an input signal and an abnormal load are detected from the high-frequency circuit, and at the time of the detection. And an intermittent oscillation circuit that outputs an intermittent oscillation signal to the dimming circuit. In this structure, since the frequency of the high frequency power is changed by the input signal of the dimming circuit, the lighting of the electrodeless discharge lamp can be controlled. In addition, the intermittent oscillation protection function that changes the frequency of the high-frequency power based on the input of the intermittent oscillation signal to the dimming circuit when an abnormal load is detected works, thereby reducing the disadvantages of the electrodeless discharge lamp and the stress on the circuit elements. Can be prevented.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記周波数スイープ回路は、充電及び放電により前記制御電流の大きさを可変するコンデンサを備えることを特徴とする。この構造では、電源をオフした後に瞬時にオンした場合でも、コンデンサの充電及び放電が追従するので、制御電流の大きさを確実に変化させることができる。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、無電極放電灯近傍に設ける誘導コイルと、直流電力を生成する直流電源回路とを備えるとともに、前記直流電力を高周波電力に変換する変換素子と共振回路とを含み前記高周波電力を前記誘導コイルに供給する高周波回路と、制御電流の大きさにより前記変換素子のスイッチング状態を可変することで前記高周波電力の周波数を可変する機能を有し前記変換素子に対してパルス状の駆動信号を生成する駆動部と、入力信号により前記制御電流の大きさを可変する調光回路と、前記高周波回路より異常負荷を検出しその検出時において間欠発振信号を前記調光回路に出力する間欠発振回路とを備え、前記間欠発振回路の初期動作により前記制御電流の大きさを可変することを特徴とする。
The invention according to
この構造では、間欠発振回路の初期動作により駆動部に対する制御電流を可変し高周波電力の周波数が変化するので、電源をオフした後に瞬時にオンした場合に、高周波回路の周波数特性が設計値からずれた状態であっても、確実に無電極放電灯を点灯させることができるとともに、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる。また、部品点数を削減することができる。更に、調光回路の入力信号により高周波電力の周波数が変化するので、無電極放電灯の点灯を制御することができる。そして、異常負荷検出時において間欠発振信号を調光回路に入力することに基いて高周波電力の周波数を変化させる間欠発振保護機能が働くので、無電極放電灯の不点や回路素子へのストレスを防ぐことができる。 In this structure, the control current for the drive unit is varied by the initial operation of the intermittent oscillation circuit and the frequency of the high-frequency power changes, so that when the power is turned off and then turned on instantaneously, the frequency characteristics of the high-frequency circuit deviate from the design value. Even in such a state, the electrodeless discharge lamp can be reliably turned on, and the stress of the circuit element due to an excessive voltage (power) can be prevented. In addition, the number of parts can be reduced. Furthermore, since the frequency of the high frequency power is changed by the input signal of the dimming circuit, the lighting of the electrodeless discharge lamp can be controlled. In addition, the intermittent oscillation protection function that changes the frequency of the high-frequency power based on the input of the intermittent oscillation signal to the dimming circuit when an abnormal load is detected works, so that the disadvantages of the electrodeless discharge lamp and the stress on the circuit elements are reduced. Can be prevented.
請求項6に記載の発明は、請求項3〜5のいずれかに記載の発明において、前記調光回路は、デューティー信号を入力しそのデューティー信号により前記制御電流の大きさを周期的に可変することを特徴とする。この構造では、デューティー信号により周期的に高周波電力の周波数が変化するので、無電極放電灯の点灯を制御することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to fifth aspects, the dimming circuit inputs a duty signal and periodically varies the magnitude of the control current by the duty signal. It is characterized by that. In this structure, since the frequency of the high frequency power is periodically changed by the duty signal, it is possible to control the lighting of the electrodeless discharge lamp.
請求項7に記載の発明は、請求項3〜6のいずれかに記載の発明において、前記間欠発振信号が、デューティー信号であることを特徴とする。この構造では、異常負荷検出時においてデューティー信号である間欠発振信号に基いて、周期的に高周波電力の周波数を変化させて無電極放電灯の始動を行うので、無電極放電灯の不点や回路素子へのストレスを防ぐことができる。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
本発明によれば、電源をオフした後に瞬時にオンした場合に、高周波回路の周波数特性が設計値からずれた状態であっても、確実に無電極放電灯を点灯させることができるとともに、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる。 According to the present invention, when the power source is turned on instantaneously after being turned off, the electrodeless discharge lamp can be reliably turned on even if the frequency characteristics of the high frequency circuit deviate from the design value. It is possible to prevent the stress of the circuit element due to a large voltage (power).
(実施形態1)
先ず、実施形態1の基本的な構成について図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
First, the basic configuration of the first embodiment will be described with reference to FIG.
実施形態1の無電極放電灯点灯装置は、高周波電磁界を印加して無電極放電灯Aを正常に点灯させるものであり、図1に示すように、誘導コイル1と、直流電源回路2と、高周波回路3とを備えるとともに、駆動部40と周波数スイープ回路41とを含む制御回路4を備える。
The electrodeless discharge lamp lighting device according to the first embodiment applies a high-frequency electromagnetic field and normally lights the electrodeless discharge lamp A. As shown in FIG. 1, the induction coil 1, the DC
誘導コイル1は、無電極放電灯Aの近傍に設けられ、例えば数十kHzから数百MHzの高周波電流が流れると高周波電磁界を発生する。これにより、例えばガラスバルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯A内には高周波プラズマ電流が発生し、無電極放電灯Aに紫外線もしくは可視光が発生する。 The induction coil 1 is provided in the vicinity of the electrodeless discharge lamp A, and generates a high frequency electromagnetic field when a high frequency current of, for example, several tens of kHz to several hundreds of MHz flows. Thereby, for example, a high-frequency plasma current is generated in the electrodeless discharge lamp A in which a discharge gas is sealed in a glass bulb, and ultraviolet light or visible light is generated in the electrodeless discharge lamp A.
直流電源回路2は、例えば、商用電源Bの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を高周波回路3と後述の制御電源20とに供給する。直流電源回路2は、例えば、入力側から順に、交流電力を全波整流するダイオードブリッジ回路(図示せず)とチョッパ回路(図示せず)とを設ける。チョッパ回路(図示せず)は、例えば、コイル、コンデンサ、スイッチング素子等の組み合わせにより、昇圧型、降圧型、極性逆転型等がある。チョッパ回路(図示せず)の直流電力出力部には容量の大きな電解コンデンサ(図示せず)が設けられる。
The DC
制御電源20は、直流電源回路2からの直流電力を駆動部40及び周波数スイープ回路41の駆動に適した直流電力に変換し、その直流電力を駆動部40及び周波数スイープ回路41に供給する。制御電源20にも、直流電源回路2と同様に、例えば、昇圧型、降圧型、極性逆転型等のチョッパ回路(図示せず)を設ける。チョッパ回路(図示せず)の直流電力出力部には容量の大きな電解コンデンサ(図示せず)が設けられる。
The
高周波回路3は、変換素子30と共振回路31とを含み、直流電源回路2からの直流電力を高周波電力に変換して誘導コイル1に供給する。上記高周波電力の周波数は例えば数十kHzから数百MHzである。
The
変換素子30は、例えば、2つのスイッチング素子30a,30bからなり、そのスイッチング素子30a,30bは、例えば、トランジスタであり、駆動部40からの駆動信号により駆動し、その駆動信号に基いてオン及びオフすることで、直流電力を高周波電力に変換する。
The
共振回路31は、例えば、コイル310と3つのコンデンサ311,312,313からなり、Qを大きくし共振周波数の近傍において誘導コイル1に大きな高周波電流(電力)を出力するように設計される。これは、無負荷時には誘導コイル1のみが負荷となり無電極放電灯Aの始動に十分な高周波電流(電力)を発生させるためである。
The
制御回路4は、駆動部40と周波数スイープ回路41とを含み、制御電源20からの直流電力により動作する。制御回路4は、無電極放電灯Aの始動時に高周波電力の周波数を可変して誘導コイル1に発生する電圧(電力)を徐々に上昇させるために、駆動部40と周波数スイープ回路41が動作する。
The
駆動部40は、周波数スイープ回路41などからの制御電流の大きさにより変換素子30のスイッチング状態を可変することで高周波電力の周波数を可変する機能を有し変換素子30に対してパルス状の駆動信号を生成する。駆動部40は、例えば、スイッチング素子30aを駆動する駆動信号Hout、スイッチング素子30bを駆動する駆動信号Loutを出力する。また、駆動部40は、周波数設定端子400を設け、周波数設定端子400への周波数スイープ回路41からの制御電流が、例えば大きい場合に高周波電力の周波数が高くなるように、小さい場合に高周波電力の周波数が小さくなるように駆動信号Hout,Loutを変化させる。
The
周波数スイープ回路41は、駆動信号(例えば、Lout)により制御電流の大きさを可変することを特徴とする。周波数スイープ回路41は、例えば、コンデンサ410と抵抗411とオペアンプ412とを設ける。コンデンサ410は、直流電源回路2又は制御電源20に設けられる電解コンデンサ(図示せず)に比べて容量が数十分の一程度である。また、オペアンプ412の入力端子2(負入力端子)側と出力側との間にコンデンサ413と抵抗414がそれぞれ並列接続する。オペアンプ412の出力側と駆動部40の周波数設定端子400との間にはオペアンプ412方向に電流が流れるダイオード415を設け、周波数設定素子400からダイオード415とは分岐して抵抗416を設ける。更に、周波数スイープ回路41は、例えば、駆動部40とコンデンサ410との間にはコンデンサ410方向に電流が流れるダイオード417と、抵抗418とを直列に接続する。
The
オペアンプ412は、入力端子1(正入力端子)にはコンデンサ410で充電された電圧、入力端子2(負入力端子)には誘導コイル1の電圧が高周波回路3から抵抗419を介して入力され、上記入力端子1(正入力端子)の電圧と入力端子2(負入力端子)の電圧との差分に基く電圧を出力する。
In the
周波数スイープ回路41の動作原理について説明する。電源をオンした瞬時は、それまで駆動部40から駆動信号(例えば、Lout)が出力していないのでコンデンサ410は充電されておらず、オペアンプ412の入力端子1(正入力端子)はLow(低電圧)である。したがって、ダイオード415を介して駆動部40の周波数設定端子400から制御電流を引き抜く。
The operating principle of the
駆動部40が変換素子30を駆動するために駆動信号(例えば、Lout)を出力し始めると、ダイオード417を介してコンデンサ410が徐々に充電される。コンデンサ410の電圧上昇に伴い、オペアンプ412の入力端子1(正入力端子)の電圧が上昇し、その値に応じてオペアンプ412の出力電圧も上昇する。これにより、ダイオード415を介して制御電流の引き抜きが徐々に抑制され、駆動部40の出力が、高周波回路3の周波数を共振周波数に近づけるスイッチング状態に移行する。
When the
電源をオフすると、駆動信号(例えば、Lout)の出力が停止するので、コンデンサ410は抵抗411を介して瞬時に放電する。
When the power is turned off, the output of the drive signal (for example, Lout) is stopped, so that the
次に、実施形態1の動作について図1を用いて説明する。商用電源Bをオフして瞬時にオンした場合に、回路素子のバラツキ等により高周波回路の周波数特性が設計値からずれている状態では、最初は駆動部40の制御電流は大きく高周波電力の周波数が共振回路31の共振周波数より高すぎて無電極放電灯は点灯しない。しかし、次第に制御電流は小さくなっていくので、これに伴い、高周波電力の周波数は、低くなっていき、共振周波数に近づいていく。そして、高周波電力の周波数が共振周波数の近傍になると、共振回路31のQが大きいので、十分に大きな高周波電流が誘導コイル1に流れ、高周波電磁界が発生し、無電極放電灯を点灯する。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. When the commercial power supply B is turned off and turned on instantaneously, if the frequency characteristics of the high-frequency circuit deviate from the design value due to variations in circuit elements, the control current of the
以上、実施形態1によれば、駆動部40からの駆動信号(例えば、Lout)により駆動部40に対する制御電流を可変し高周波電力の周波数が可変し、再始動時に制御電源20の影響を受けずに無電極放電灯Aを始動することができるため、商用電源Bをオフした後に瞬時にオンした場合に、高周波回路の周波数特性が設計値からずれた状態であっても、高周波電力の周波数変化が追従し無電極放電灯Aを点灯させることができる。これにより、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる。
As described above, according to the first embodiment, the control current for the
(実施形態2)
先ず、実施形態2の基本的な構成について図2を用いて説明する。
(Embodiment 2)
First, the basic configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG.
実施形態2は、誘導コイル1と、直流電源回路2と、高周波回路3と、駆動部40と、周波数スイープ回路41とを備える点では実施形態1と同様であるが、実施形態1にはない以下に記載の特徴部分がある。図2に示すように、制御電源20を介して直流電源回路2と周波数スイープ回路41との間に、駆動信号(例えば、Lout)によりスイッチングするスイッチング素子5を備えることを特徴とする。
The second embodiment is similar to the first embodiment in that the induction coil 1, the DC
スイッチング素子5は、例えば、トランジスタであり、ゲートには駆動信号(例えば、Lout)が入力し、ソースは制御電源20と接続し、ドレインは周波数スイープ回路41と接続して、駆動信号(例えば、Lout)によるスイッチングでソースからドレインに電流が流れる。また、周波数スイープ回路41は、ダイオード417と分岐して抵抗420を設ける。
The switching
次に、実施形態2の動作について実施形態1と異なる点を説明する。商用電源Bをオフして瞬時にオンした場合に、駆動信号(例えば、Lout)がスイッチング素子5のゲートに入力する。これに伴い、制御電源20から電流がスイッチング素子5を介して周波数スイープ回路41に間欠的に流れる。これにより、コンデンサ410は徐々に充電され電圧が上昇する。
Next, the difference of the operation of the second embodiment from the first embodiment will be described. When the commercial power supply B is turned off and turned on instantaneously, a drive signal (for example, Lout) is input to the gate of the
商用電源Bをオフした場合は、駆動信号(例えば、Lout)が停止するので、スイッチング素子5のゲートには電流が流れなくなり、同時にスイッチング素子5のソース・ドレイン間も電流が流れなくなる。
When the commercial power source B is turned off, the drive signal (for example, Lout) stops, so that no current flows through the gate of the
以上、実施形態2によれば、駆動信号(例えば、Lout)によりスイッチング素子5をスイッチングするので、駆動信号(例えば、Lout)の電力を小さくすることができる。また、再始動時に制御電源20の影響を受けずに無電極放電灯Aを始動することができるため、実施形態1と同様の効果も得られる。
As described above, according to the second embodiment, since the switching
(実施形態3)
先ず、実施形態3の基本的な構成について図3を用いて説明する。
(Embodiment 3)
First, the basic configuration of the third embodiment will be described with reference to FIG.
実施形態3の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯Aを正常に点灯するものであり、図3に示すように、誘導コイル1と、直流電源回路2と、高周波回路3と、駆動部40と、調光回路6と、間欠発振回路7とを備える。更に、実施形態1と同様に周波数スイープ回路(図示せず)を備える。
The electrodeless discharge lamp lighting device of the third embodiment is for normally lighting the electrodeless discharge lamp A. As shown in FIG. 3, the induction coil 1, the DC
調光回路6は、内部に、例えば、調光信号スイープ回路60を設け、ダイオード61を介して入力するデューティー信号等の入力信号を用いて、調光信号スイープ回路60により、周期的に高周波電力の周波数の切り替わり目をスイープするように信号を変換し、駆動部40の周波数設定端子400への制御電流の大きさを可変する。この制御電流に基いて、無電極放電灯Aの点灯・消灯を繰り返すことにより調光する。ただし、高周波電力の周波数の切り替え周期は、例えば120Hz以上のようにちらつきを感じない程度の値に設定する。
The
間欠発振回路7は、高周波回路3より抵抗70を介して誘導コイル1の電圧を入力することで無負荷等の異常負荷を検出し、その検出時においてダイオード71を介して、デューティー信号等の間欠発振信号を調光回路6に出力することを特徴とする。
The intermittent oscillation circuit 7 detects an abnormal load such as no load by inputting the voltage of the induction coil 1 from the
先ず、実施形態3の商用電源Bをオフした後に瞬時にオンした場合の動作は、周波数スイープ回路(図示せず)により制御電流を可変し、実施形態1と同様の動作を行う。 First, the operation in the case where the commercial power source B according to the third embodiment is turned on immediately after being turned off is performed by changing the control current by a frequency sweep circuit (not shown) and performing the same operation as that in the first embodiment.
次に、実施形態3の無電極放電灯Aを調光する場合の動作について図3を用いて説明する。調光回路6はデューティー信号の調光信号を入力する。調光回路6は、デューティー信号のオン・オフにより周期的に高周波電力の周波数が変化するように制御電流を可変する。これにより、無電極放電灯Aの点灯及び消灯を繰り返して調光することができる。
Next, the operation in the case of dimming the electrodeless discharge lamp A of
更に、実施形態3の異常負荷検出時における間欠発振保護機能について説明する。調光回路6は、異常負荷検出時に間欠発振回路7よりデューティー信号の間欠発振信号を入力する。調光回路6は、例えば、間欠発振信号がオンデューティーのとき、制御電流は、始めは大きく、次第に小さくなっていく。その制御電流の変化に基き、駆動部40は変換素子30を駆動し高周波電力の周波数を高周波から低周波に変化させる。オンデューティーになるたびに上記動作を行い、周期的に無電極放電灯Aの始動を繰り返す。
Furthermore, the intermittent oscillation protection function when detecting an abnormal load according to the third embodiment will be described. The
以上、実施形態3によれば、実施形態1と同様の周波数スイープ回路41を備えているので、実施形態1と同様の効果が得られる。また、デューティー信号である調光信号により高周波電力の周波数が可変するので無電極放電灯Aを調光することができる。更に、異常負荷検出時においてデューティー信号である間欠発振信号を調光回路6に入力し高周波電力の周波数を変化させる間欠発振保護機能が働き、周期的に高周波電力の周波数を変化させて無電極放電灯Aの始動を繰り返すので、無電極放電灯Aの不点や回路素子へのストレスを防ぐことができる。
As described above, according to the third embodiment, since the
なお、実施形態3の変形例として、周波数スイープ回路(図示せず)を設けない構成にしてもよい。例えば、調光信号スイープ回路60が入力信号のオン期間により出力電圧を可変する構成の場合、間欠発振回路7の初期動作で、上記のように間欠発振信号がオンにより、調光信号スイープ回路60の出力電圧が低電圧から高電圧へとスイープし、駆動部40に対する制御電流が大電流から小電流へとスイープするので、高周波電力の周波数が高周波から低周波に変化する。上記動作は、高周波電力の周波数を高周波から低周波へ変化する点で初始動時の周波数スイープ回路(図示せず)の動作と同等であるので、初始動時において間欠発振回路7の初期動作により無電極放電灯Aを始動させることができる。これにより、電源をオフした後に瞬時にオンした場合に、高周波回路3の周波数特性が設計値からずれた状態であっても、確実に無電極放電灯Aを点灯させることができるとともに、過大な電圧(電力)による回路素子のストレスを防ぐことができる。また、周波数スイープ回路(図示せず)が不要となるので部品点数を削減することができる。なお、これに限らず、入力信号がオフ期間により出力電圧を可変する構成にしても同様の効果が得られる。
As a modification of the third embodiment, a configuration in which a frequency sweep circuit (not shown) is not provided may be employed. For example, when the dimming
1 誘導コイル
2 直流電源回路
3 高周波回路
30 変換素子
31 共振回路
40 駆動部
41 周波数スイープ回路
5 スイッチング素子
6 調光回路
7 間欠発振回路
A 無電極放電灯
B 商用電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
直流電力を生成する直流電源回路とを備えるとともに、
前記直流電力を高周波電力に変換する変換素子と共振回路とを含み前記高周波電力を前記誘導コイルに供給する高周波回路と、
制御電流の大きさにより前記変換素子のスイッチング状態を可変することで前記高周波電力の周波数を可変する機能を有し前記変換素子に対してパルス状の駆動信号を生成する駆動部と、
前記駆動信号により前記制御電流の大きさを可変する周波数スイープ回路とを備えることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 An induction coil provided near the electrodeless discharge lamp;
A DC power supply circuit for generating DC power,
A high-frequency circuit that includes a conversion element that converts the DC power into high-frequency power and a resonance circuit, and supplies the high-frequency power to the induction coil;
A drive unit that has a function of varying the frequency of the high-frequency power by varying the switching state of the conversion element according to the magnitude of the control current, and generates a pulsed drive signal for the conversion element;
An electrodeless discharge lamp lighting device comprising: a frequency sweep circuit that varies the magnitude of the control current according to the drive signal.
前記高周波回路より異常負荷を検出しその検出時において間欠発振信号を前記調光回路に出力する間欠発振回路とを備えることを特徴とする請求項1又は2記載の無電極放電灯点灯装置。 A dimming circuit that varies the magnitude of the control current according to an input signal;
The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising: an intermittent oscillation circuit that detects an abnormal load from the high-frequency circuit and outputs an intermittent oscillation signal to the dimming circuit when the abnormal load is detected.
直流電力を生成する直流電源回路とを備えるとともに、
前記直流電力を高周波電力に変換する変換素子と共振回路とを含み前記高周波電力を前記誘導コイルに供給する高周波回路と、
制御電流の大きさにより前記変換素子のスイッチング状態を可変することで前記高周波電力の周波数を可変する機能を有し前記変換素子に対してパルス状の駆動信号を生成する駆動部と、
入力信号により前記制御電流の大きさを可変する調光回路と、
前記高周波回路より異常負荷を検出しその検出時において間欠発振信号を前記調光回路に出力する間欠発振回路とを備え、
前記間欠発振回路の初期動作により前記制御電流の大きさを可変することを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 An induction coil provided near the electrodeless discharge lamp;
A DC power supply circuit for generating DC power,
A high-frequency circuit that includes a conversion element that converts the DC power into high-frequency power and a resonance circuit, and supplies the high-frequency power to the induction coil;
A drive unit that has a function of varying the frequency of the high-frequency power by varying the switching state of the conversion element according to the magnitude of the control current, and generates a pulsed drive signal for the conversion element;
A dimming circuit that varies the magnitude of the control current according to an input signal;
An intermittent oscillation circuit that detects an abnormal load from the high-frequency circuit and outputs an intermittent oscillation signal to the dimming circuit at the time of detection;
An electrodeless discharge lamp lighting device, wherein the magnitude of the control current is varied by an initial operation of the intermittent oscillation circuit.
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