JP2004139852A

JP2004139852A - Electrodeless discharge lamp lighting device and lighting system

Info

Publication number: JP2004139852A
Application number: JP2002303679A
Authority: JP
Inventors: Shinji Makimura; 牧村　紳司; Hiroshi Kido; 木戸　大志
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP4063038B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodeless discharge lamp lighting device whereby sensitivity for detecting an abnormal condition is enhanced without increasing high frequency noise even if such abnormal condition as an induction coil is disconnected occurs, and to provide a lighting system. <P>SOLUTION: This electrodeless discharge lamp lighting device is provided with a DC power source, a power inverter circuit 3 connected to the both ends of the DC power source, which has an at least one switching element Q4 and converts the DC power source to a high frequency power source, the induction coil 5 which is connected to both ends of the power inverter circuit 3 and to which high frequency power from the power inverter circuit 3 is applied, an electrodless discharge lamp 6 disposed adjacently to the induction coil 5 and lighted by the high frequency power, and a control means one end of which is connected to the negative side of the DC power source, and which controls the switching element Q4 so that the power consumption of the electrodless discharge lamp 6 becomes less than that of the lamp when it is normally lighted if the negative side potential of the DC power source is different from the smaller side peak potential of a high frequency voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内部に放電ガスを封入したバルブに高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例として、たとえば、特開２０００−１００５８９号公報ものが挙げられる（以下、従来例１という。）。図１３及び図１４はこの従来例１の回路図を示している。図１３中、Ｊ１は発振回路、Ｊ２はプリアンプ、Ｊ３はメインアンプ、Ｊ４はマッチング回路、Ｊ５は誘導コイル、Ｊ６は無電極放電灯、Ｊ７はフィルタ回路、Ｊ８は保護回路である。発振回路Ｊ１は、水晶振動子ＪＸとトランジスタＪＱ１を有する無調整の発振器であり、コイルＪＬ１とコンデンサＪＣ１により低Ｑの同調回路を構成している。プリアンプＪ２は、発振回路Ｊ１の高周波出力をトランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）ＪＱ２によりＣ級増幅し、コイルＪＬ２とコンデンサＪＣ２により発振周波数に同調するようにしている。プリアンプＪ２の出力は駆動トランスＪＴ１を介してメインアンプＪ３のトランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）ＪＱ３、ＪＱ４に供給されている。メインアンプＪ３は、プリアンプＪ２の出力をさらに電力増幅して高周波電力を出力する。メインアンプＪ３の出力は、マッチング回路Ｊ４を介して誘導コイルＪ５に供給され、無電極放電灯Ｊ６を点灯させるものである。
【０００３】
ここで、マッチング回路Ｊ４は、メインアンプＪ３の出力と後段の無電極放電灯Ｊ６及び高周波電力供給用の誘導コイルＪ５との間に設けられ、両方のインピーダンスのマッチングを取り、反射を無くして無電極放電灯Ｊ６に効率良く高周波電力を伝達するようにインピーダンス整合を行っているものである。無電極放電灯Ｊ６は、ガラスバルブ内に不活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入したものであり、ガラスバルブの外周には近接して数ターンの空心コイルである高周波電力供給用の誘導コイルＪ５が巻回され、高周波電力を無電極放電灯Ｊ６内の放電ガスに供給している。フィルタ回路Ｊ７はインダクタＪＬ３とコンデンサＪＣ３で構成されたローパスフィルタであり、直流電源ＪＥとメインアンプＪ３の間に挿入されて、高周波が電源に帰還することを防いでいる。保護回路Ｊ８は、直流電源ＪＥの出力電流を抵抗ＪＲ１により検出し、過電流を検出すると、プリアンプＪ２のトランジスタＪＱ２及びメインアンプＪ３のトランジスタＪＱ４の制御入力端子（ゲート・ソース間）をクランプし、無電極放電灯Ｊ６を停止させるものである。
【０００４】
ここで、保護回路Ｊ８の回路構成について図１４により説明する。
【０００５】
保護回路Ｊ８の電源は、回路グランドと同電位である端子ＪＡと直流電源ＪＥの正側と接続されている端子ＪＣとから供給されている。そして、この電源電圧は抵抗ＪＲ３、ＪＲ４により分圧されて、コンパレータＪＩＣ１の正入力端子に基準電圧として印加されている。また、検出信号が抵抗ＪＲ１を介してコンパレータＪＩＣ１の負入力端子に印加されている。コンパレータＪＩＣ１の出力電圧は、ダイオードＪＤ７及び抵抗ＪＲ９等を介して、トランジスタＪＱ５の制御入力端子（ＭＯＳＦＥＴのゲート）に印加されている。トランジスタＪＱ５は、ダイオードＪＤ１、ＪＤ２を介してプリアンプＪ２のトランジスタＪＱ２と、メインアンプＪ３のトランジスタＪＱ４の制御入力端子間に接続されている。
【０００６】
上記のような構成による動作を以下に説明する。
【０００７】
いま、何らかの原因、たとえば、無電極放電灯Ｊ６の異常によるインピーダンスの変化、無電極放電灯Ｊ６の未装着、破損又は高周波電力供給手段の異常等により過電流が抵抗ＪＲ１に流れると、抵抗ＪＲ１の両端に過電圧が発生する。
【０００８】
すると、コンパレータＩＣ１の負入力端子に印加された検出電圧がコンパレータＩＣ１の正入力端子に印加された基準電圧（抵抗ＪＲ３、ＪＲ４の分圧電圧）よりも高くなり、コンパレータＩＣ１はＬｏｗレベルを出力する。すると、コンパレータＩＣ３の正入力端子の電圧Ｖ＋は負入力端子の電圧Ｖ−よりも大となり、コンパレータＩＣ３の出力がＨｉｇｈレベルとなる。すると、トランジスタＪＱ５がオン状態となり、トランジスタＪＱ２及びＪＱ４のゲート・ソース間が短絡され、各トランジスタのゲート電圧は零となり、プリアンプＪ２及びメインアンプＪ３での増幅が行われず、無電極放電灯Ｊ６は消灯する。ここで、プリアンプＪ２のトランジスタＪＱ２のゲート・ソース間を短絡するだけでも無電極放電灯Ｊ６は消灯するはずであるが、メインアンプＪ３の回路のＱが高く、トランジスタＪＱ２のゲート・ソース間を短絡しても寄生発振が生じて、完全に消灯しない場合がある。そこで、トランジスタＪＱ４のゲート・ソース間も同時に短絡することにより、完全に消灯するようにしている。
【０００９】
プリアンプＪ２及びメインアンプＪ３での増幅が行われず、無電極放電灯Ｊ６が消灯すると、抵抗ＪＲ１には過電流が流れなくなる。そうすると、コンパレータＪＩＣ１の負入力端子に印加される電圧が基準電圧よりも低くなり、トランジスタＪＱ５がオフ状態となり、トランジスタＪＱ２、ＪＱ４のゲート・ソース間が開放され、ゲート電圧が発生し、プリアンプＪ２及びメインアンプＪ３での増幅が行われ、無電極放電灯Ｊ６は点灯する。
【００１０】
このように、何らかの異常が発生した場合には、その異常が解除されるまで無電極放電灯Ｊ６を点滅制御して、直流電源ＪＥからの入力電流の平均値を制限することにより、高周波電力供給手段を保護している。
【００１１】
また別の従来例として、たとえば、特表２００１−５２２５２４９号公報のものが挙げられる（以下、従来例２という。）。図１５はこの従来例２の回路図を示している。図１５中、回路装置は電圧供給の役割をする電源電圧端子ｊ１０、ｊ１１を備えた電源電圧入力端を有する。電源電圧入力端には、フィルタとこのフィルタの後に接続されている電源電圧整流器ＧＬ１とが接続されている。このフィルタは、回路装置から電源に与えられる高周波の電圧成分を低減する。電源電圧整流器ＧＬ１の直流電圧出力端には、電源からの正弦波状の電流取出しを保証する昇圧回路ＨＳ１が接続されている。昇圧回路ＨＳ１の出力端に並列に中間回路コンデンサＣ３０が接続され、この中間回路コンデンサＣ３０から後段に接続されているハーフブリッジインバータＨＷ１に対する供給電圧が与えられる。ハーフブリッジインバータＨＷ１及び昇圧回路ＨＳ１のスイッチングトランジスタの駆動は集積回路ＩＣ１により行われる。集積回路ＩＣ１はその供給電圧を電圧供給端子ｊ１４と接地電位にある別の端子ｊ１５とを介して与えられる。
【００１２】
ハーフブリッジインバータＨＷ１には、共振インダクタンスＬ３０、コンデンサＣ３１、Ｃ３２及び電気端子ｊ１２、ｊ１３を有する共振回路として構成された負荷回路が接続されている。電気端子ｊ１２、ｊ１３はコンデンサＣ３１、Ｃ３２に対して並列に接続され、無電極式放電ランプＬＰ１を接続するための、すなわち無電極式放電ランプＬＰ１の少なくとも１つの誘導コイルＬ３１を接続するための役割をする。コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２のそれぞれ１つの端子は接地電位にある分岐点Ｖ１１に接続されている。コンデンサＣ３２は端子ｊ１３を直流的に接地端子Ｖ１１から脱結合する。
【００１３】
図１５に示されている実施例２はさらに、一方では中間回路コンデンサＣ３０の正極と、他方では負荷回路のなかの取出し点Ｖ１０と接続されているオーム抵抗Ｒ３０を有する。集積回路ＩＣ１に対する供給電流は、中間回路コンデンサＣ３０の正極から出発して、抵抗Ｒ３０、共振インダクタンスＬ３０、電気端子ｊ１２、無電極式放電ランプＬＰ１の少なくとも１つの誘導コイルＬ３１及び電気端子ｊ１３を経て集積回路ＩＣ１の正の電圧供給端子ｊ１４へ流れる。
【００１４】
ランプＬＰ１の不存在の際、すなわち誘導コイルＬ３１が接続されていない際には、端子ｊ１２、ｊ１３の間の直流電流経路は中断されている。その場合、集積回路ＩＣ１は、電圧入力端ｊ１０、ｊ１１に電源電圧が与えられているにもかかわらず、供給電圧を与えられない。
【００１５】
それによりハーフブリッジインバータＨＷ１も昇圧回路ＨＳ１もその作動を開始し得ない。ハーフブリッジインバータＨＷ１及び昇圧回路ＨＳ１の立上がりは、予め端子ｊ１２、ｊ１３へのランプＬＰ１の少なくとも１つの誘導コイルＬ３１の接続により直流電流経路が閉じられた後に、初めて行われる。無電極式放電ランプＬＰ１が多くの、たとえば２つの誘導コイルＬ３１を有するならば、これらの誘導コイルは同じく、誘導コイルＬ３１に並列に接続されるように、端子ｊ１２、ｊ１３に接続される。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−１００５８９号公報
【００１７】
【特許文献２】
特表２００１−５２２５２４９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１においては、誘導コイルＪ５が何らかの原因で外れた場合に、メインアンプＪ３やマッチング回路Ｊ４の定数によっては、直流電源ＪＥの出力電流が正常点灯状態と比較して実質的に差がない場合があり、誘導コイルＪ５外れ等の異常状態の検出ができない場合があった。
【００１９】
また、上記従来例２においては、端子ｊ１２及びｊ１３が外れ、誘導コイルＬ３１自体が外れた場合でも、電圧変換器ＨＷ１等を動作させないようにし、従来例１における問題の起こる可能性を低くしているが、インダクタＬ３０や誘導コイルＬ３１等の高周波電流が流れるインピーダンス素子が検出回路と兼用されているため、高周波雑音がコンデンサＣ３０→昇圧回路ＨＳ１→電源電圧整流器ＧＬ１の経路で流れやすくなり、端子ｊ１０及びｊ１１から入力されている電源側に帰還する高周波雑音が多くなる、という問題があった。
【００２０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、高周波雑音を増加させることなく誘導コイルが外れる等の異常状態が発生した場合にも、異常状態の検出感度を向上させた無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の無電極放電灯点灯装置は、直流電源と、直流電源の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子を有するとともに直流電源を高周波電源に変換する電力変換回路と、電力変換回路の両端に接続され電力変換回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力により点灯する無電極放電灯と、一端が直流電源の負側に接続されるとともに直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合には通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が少なくとも小さくなるようにスイッチング素子を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
このような無電極放電灯点灯装置においては、直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合、すなわち、誘導コイル外れ等の異常状態が発生した場合に無電極放電灯の消費電力が小さくなる。
【００２３】
請求項２記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、電力変換回路と誘導コイルとを接続する電線及び直流電源と制御手段とを接続する電線を一括する一括電線を備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
このような無電極放電灯点灯装置においては、電力変換回路と誘導コイルとを接続する電線が外れた場合に、直流電源と制御手段とを接続する電線も同時に外れる。
【００２５】
請求項３記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項２記載の無電極放電灯点灯装置において、一括電線は同軸線であることを特徴とするものである。
【００２６】
このような無電極放電灯点灯装置においては、電力変換回路と誘導コイルとを接続する電線が外れた場合に、直流電源と制御手段とを接続する電線も同時に外れる。
【００２７】
請求項４記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが所定の時間異なる場合には、通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が少なくとも小さくなるようにスイッチング素子を制御することを特徴とするものである。
【００２８】
このような無電極放電灯点灯装置においては、誘導コイル外れ等の異常状態が発生した場合に所定の時間は通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が小さくなる。
【００２９】
請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合において、再び直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位が同じになったときは同電位になったことを検出する検出手段を設け、所定の時間無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御することを特徴ものである。
【００３０】
このような無電極放電灯点灯装置においては、異常状態が発生した後に再び通常状態に戻った場合でも、所定の時間は無電極放電灯に電力が供給されない。
【００３１】
請求項６記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項５記載の無電極放電灯点灯装置において、無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御する解除手段を設け、解除手段に解除信号が入力されるまでは無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御することを特徴とするものである。
【００３２】
このような無電極放電灯点灯装置においては、異常状態が発生した後に再び通常状態に戻った場合でも、解除信号が入力されるまでは無電極放電灯に電力が供給されない。
【００３３】
請求項７記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１から６のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００３４】
このような無電極放電灯点灯装置においては、無電極放電灯の空洞部内に誘導コイルが配設、収容されているので、無電極放電灯点灯装置全体の形状をコンパクトにすることができる。
【００３５】
請求項８記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１から６のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備え、請求項７記載の無電極放電灯を点灯させることを特徴とするものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図７までを参照して説明する。図１は本実施の形態の回路図を示しており、図２は無電極放電灯６の断面図を示している。また、図３及び図４は一括電線の態様を示しており、図５は照明装置の断面図を示している。さらに、図６は本実施の形態の応用例を示しており、図７は本実施の形態の応用例の応用例を示している。
【００３７】
以下、各部の構成を詳述する。
【００３８】
交流電源ＡＣは、商用の交流電源であり、電圧は、たとえば、１００Ｖ、２００Ｖ又は２４０Ｖである。
【００３９】
整流回路Ｅは、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流状の直流電圧に整流し出力するものであり、たとえば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源ＡＣの電圧が１００Ｖの場合、ダイオードブリッジの代わりに、たとえば、倍電圧整流回路を用いてもよい。倍電圧整流回路を用いると、交流電源ＡＣの電圧が実質的に２００Ｖと同等とみなせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流が、ダイオードブリッジを用いた場合と比べ約半分となるので、無電極放電灯点灯装置の効率を上げることができる。
【００４０】
この交流電源ＡＣと整流回路Ｅとにより、直流電源を構成している。ここで、整流回路Ｅの後段に、たとえば、特開２００１−３５５６８号公報の第１図に示されているような整流回路Ｅからの脈流状の直流電圧を所望の直流電圧に変換し出力する昇圧チョッパ回路を設け、交流電源ＡＣ、整流回路Ｅ及び昇圧チョッパ回路から直流電源を構成しても構わない。また、昇圧チョッパ回路に代えて、昇降圧チョッパ回路あるいは降圧チョッパ回路を設けてもよい。
【００４１】
発振回路１は、後述するプリアンプ２に高周波電力を出力するものであり、水晶振動子ＸとトランジスタＱ１とから無調整の発振器を構成しており、またコイルＬ１とコンデンサＣ１により低Ｑの同調回路を構成している。
【００４２】
プリアンプ２は、駆動トランスＴ１を介して後述する電力変換回路３に高周波電力を出力するものであり、発振回路１の高周波出力をスイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）Ｑ２によりＣ級増幅し、コイルＬ２とコンデンサＣ２により発振周波数に同調するようにしている。
【００４３】
電力変換回路３は、プリアンプ２の出力をさらに電力増幅して高周波電力を出力するものであり、スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）Ｑ３及びＱ４とインダクタＬｓとコンデンサＣｐとから構成されている。この電力変換回路３のスイッチング素子Ｑ３及びＱ４のオン／オフ動作により、直流電圧Ｅは矩形波電圧に変換される。電力変換回路３として本実施の形態では、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を用いている。もちろん電力変換回路３は、その他フルブリッジ型、１石型、あるいは、プッシュプル型であってもよい。
【００４４】
マッチング回路４は、電力変換回路３の出力と後段の無電極放電灯６及び高周波電力供給用の誘導コイル５との間に設けられ、両方のインピーダンスのマッチングを取り、反射を無くして無電極放電灯６に効率良く高周波電力を伝達するようにインピーダンス整合を行うものである。このマッチング回路４はコンデンサＣｓから構成されており、マッチング回路４の出力端は端子ａ及びｂを介して後述する誘導コイル５に接続されている。
【００４５】
無電極放電灯６は、誘導コイル５に近接配置され高周波電力により点灯するものである。ここで無電極放電灯６を図２を参照して、さらに詳しく説明する。
【００４６】
この無電極放電灯６は少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部４５を有する略球形状のバルブ４１と、空洞部４５内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイル５と、誘導コイル５が巻回される磁気性材料で円筒状のコア４３と、コア４３の内側であってコア４３と接触する熱伝導性材料の部材４２と、を備えている。
【００４７】
バルブ４１は、略球形状であってその内部に少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスを封入しておくものであり、バルブ４１の下端側には有底状であって断面凹形状の空洞部４５が設けられている。バルブ４１の材料は石英ガラス等の透光性材料であり、放電ガスは水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物である。また、バルブ４１の内側は蛍光体３６及び保護膜３７が塗布されている。蛍光体３６は水銀からの放射された紫外線を可視光に変換するものであり、蛍光体３６の材料としてはハロ燐酸カルシウム、赤色蛍光体である（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＣａＰＯ４、青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌｌ４Ｏ２３：Ｅｕが用いられる。保護膜３７は水銀とバルブ４１の材料である石英ガラスとの反応を抑えることにより、バルブ４１の光束維持率を向上させるものである。保護膜３７の材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）等の微粒子が用いられる。保護膜３７は、通常のバルブ４１では透過率が高い方が望ましいため、蛍光体３６に比べ薄くバルブ４１内面に形成される。
【００４８】
誘導コイル５は、バルブ４１内部の放電ガスに１３．５６ＭＨｚで発振する高周波電磁界を供給するものであり、一方はコア４３に巻回されており、他方はマッチング回路４に接続されている。本実施の形態では、放電ガスに１３．５６ＭＨｚの高周波電磁界を供給しているが、放射雑音による他の電気機器への悪影響を少なくできる２．６ＭＨｚ〜１５ＭＨｚ程度であれば、他の周波数でもよい。ここで、誘導コイル５は銅又は銅合金による条材を所定回数巻回して形成している。そして、誘導コイル５には電力変換回路３が動作すると高周波電流が流れ、誘導コイル５の周りに高周波電磁界が発生するように構成されている。
【００４９】
つぎに、発生した高周波電磁界によりバルブ４１内部の電子が加速され、放電ガスの原子に衝突して放電ガスを電離させ、新たな電子を発生させる。このようにして発生した電子は、誘導コイル５の周りに発生した高周波電磁界によりエネルギーを受け取り、放電ガス原子に衝突しエネルギーを与える。放電プラズマ内の原子は、電離したり励起したりする。励起された原子は、基底状態に戻るときに発光する。この発光を光エネルギーとして利用するのである。
【００５０】
フィルタ回路７は、電力変換回路３からの高周波が直流電源側に帰還することを防ぐものであり、直流電源と電力変換回路３の間に挿入されるとともにインダクタＬ３とコンデンサＣ３とからローパスフィルタを構成している。
【００５１】
制御手段８は、誘導コイル５が外れた場合にプリアンプ２及び電力変換回路３の動作を停止させるものであり、抵抗Ｒ２及びＲ３と、コンデンサＣ０と、スイッチング素子Ｑ６と、から構成されている。また、スイッチング素子Ｑ６のソースの電位と整流回路Ｅの負側の電位とは同じであり、さらに、スイッチング素子Ｑ６のドレインが、スイッチング素子Ｑ２のゲートに接続されるダイオードＤ１とスイッチング素子Ｑ４のゲートに接続されるダイオードＤ２と、に接続されている。そして、端子ｂと誘導コイル５との間とスイッチング素子Ｑ６ゲートとが接続されており、この接続線内に端子ｃが設けられている。ここで、マッチング回路４の出力端と誘導コイル５とを接続する２本の電線と、誘導コイル５との間とスイッチング素子Ｑ６ゲートとを接続する１本の電線とは、全て一括されている。すなわち、端子ａ、ｂ及びｃの接続が解除されるときは、全ての端子が同時に接続解除され、たとえば、端子ａだけが単独で接続解除されるということはない。
【００５２】
ここで、上記の電線を全て一括する態様としては図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すものが挙げられる。
【００５３】
図３（ａ）に示す電線は、芯線１５及び１６とシールド部１７とを有するケーブル３０であり、さらに詳しく説明すると、図４に示すようにマッチング回路４の出力端と誘導コイル５とを接続する２本の電線ａ−ａ’及びｂ−ｂ’が芯線１５及び１６に対応し、その芯線１５及び１６の外周をシールド部１７が覆っている。そして、このシールド部１７内に誘導コイル５との間とスイッチング素子Ｑ６ゲートとを接続する１本の電線ｃ−ｃ’が設けられている。
【００５４】
また、ケーブル３０の態様としては、図３（ｂ）に示す同軸構造のものでもよく、マッチング回路４の出力端と誘導コイル５とを接続する２本の電線のどちらか１本に対応する芯線１２の外周を内側シールド部１３が覆っている。そして、この内側シールド部１３内にマッチング回路４の出力端と誘導コイル５とを接続する２本の電線のどちらかもう１本の電線が設けられており、さらにこの内側シールド部１３の外周を外側シールド部１４が覆っている。そして、この外側シールド部１４内にスイッチング素子Ｑ６ゲートとを接続する１本の電線が設けられている。ここで芯線１２と内側シールド部１３との間、及び内側シールド部１３と外側シールド部１４との間にはそれぞれ絶縁体３１が設けられている。ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すケーブルともに、高周波電流が流れるマッチング回路４の出力端と誘導コイル５とを接続する２本の電線をシールド部が覆っているため、このケーブル３０内で発生する高周波の放射雑音を抑制することができる。
【００５５】
また、この無電極放電灯６と無電極放電灯点灯装置とから図５に示すような照明装置が構成されている。この照明装置はバルブ４１の上方を取り外し自在であって、無電極放電灯６からの放射ノイズ等を吸収するシールドケース４０が覆っており、基台４８には部材４２が立設固定されている。もちろん、無電極放電灯６を点灯させる照明装置としては、このものに限られない。
【００５６】
つぎに上記のような構成において、何らかの異常状態が発生し誘導コイル５が外れた場合の動作を説明する。
【００５７】
誘導コイル５が外れると、誘導コイル５とマッチング回路４の出力端との接続が端子ａ、ｂを介して解除される。このとき、端子ａ、ｂ及びｃは上述したように一括して解除されるので、同時に誘導コイル５と制御手段８との接続も解除される。すると、抵抗Ｒ０を介して充電されたコンデンサＣ０の電圧がスイッチング素子Ｑ６のゲートに印加され、スイッチング素子Ｑ６はオン状態となる。この結果、ダイオードＤ２を介してスイッチング素子Ｑ４のゲートから電荷が引き抜かれ、スイッチング素子Ｑ４はオフ状態となり、電力変換回路３は動作を停止する。これと同時にダイオードＤ１を介してスイッチング素子Ｑ２のゲートから電荷が引き抜かれ、プリアンプ２も動作を停止する。
【００５８】
すなわち、電力変換回路３やマッチング回路４の定数及び使用している電子部品の種類にかかわらず、誘導コイル５が外れた場合に確実に電力変換回路３及びプリアンプ２の動作を停止させることができる。
【００５９】
また、電力変換回路３が停止するので、マッチング回路４の出力端には電圧が発生せず、使用者が誤ってマッチング回路４の出力端に触れた場合にでも、感電するおそれがない。
【００６０】
さらに、電力変換回路３が停止するので、インダクタＬｓに進相電流が流れることがなく、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４にダメージを与えることもない。
【００６１】
さらにまた、無電極放電灯６が通常点灯時に誘導コイル５の外れを検出するための電流は、コンデンサＣ０の正極側→抵抗Ｒ３→端子ｃ→端子ｂ→コンデンサＣ０の負極側の経路で流れており、この電流経路には高周波電流が流れるインダクタＬｓ等を含んでいないので、高周波電流による誤動作が起こりにくい。また、この電流経路には高周波成分が含まれていないので、この制御手段８を無電極放電灯点灯装置に付加したことにより、交流電源ＡＣ側に高周波雑音が帰還することもない。
【００６２】
また、本実施の形態の応用例として図６に示すものが挙げられる。
【００６３】
このものは図１に示す制御手段８において、スイッチング素子Ｑ６のゲート・ソース間にコンデンサＣ１０を設けている。
【００６４】
このような構成において、何らかの異常状態が発生し誘導コイル５が外れた場合、スイッチング素子Ｑ６をオンするための閾値電圧まで、抵抗Ｒ３を介したコンデンサＣ１０の電圧が上昇するまでの時間は抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１０で決まる時定数により決まる。すなわち誘導コイル５が短期間外れた場合においてもただちに、電力変換回路３及びプリアンプ２の動作が停止しない。これにより、たとえば誘導コイル５とマッチング回路４との接続にチャタリング等が発生しても、チャタリング等による誤動作を防止することができる。
【００６５】
また、上記本実施の形態の応用例のさらに応用例として、図７に示すものが挙げられる。
【００６６】
このものは図７に示す制御手段８において、端子ｃとスイッチング素子Ｑ６のゲートとの間に抵抗Ｒ５を設けている。ここで、コンデンサＣ０の両端電圧は抵抗Ｒ３とＲ５により分圧されており、抵抗Ｒ５の両端にかかる電圧はスイッチング素子Ｑ６をオンするための閾値電圧よりも低く設定している。
【００６７】
このような構成において、誘導コイル５が外れた場合には図１に示したものと同様に所定の時間後に電力変換回路３及びプリアンプ２の動作が停止する。その後、再び誘導コイル５が装着された場合を考える。この誘導コイル５が再装着された状態においては、コンデンサＣ１０の両端電圧は、コンデンサＣ０の両端電圧とほぼ等しくなっており、その後コンデンサＣ１０の電荷は、コンデンサＣ１０→抵抗Ｒ５→端子ｃ→端子ｂ→コンデンサＣ１０の経路で放電される。この放電速度はコンデンサＣ１０と抵抗Ｒ５との時定数で決まるのだが、このコンデンサＣ１０の両端電圧がスイッチング素子Ｑ６をオンするための閾値電圧よりも低くなると、スイッチング素子Ｑ６はオフし、再び無電極放電灯６は点灯する。すなわち、誘導コイル５が再装着された直後には、無電極放電灯６は点灯しないので、交流電源ＡＣが投入された状態で、使用者が誘導コイル５を装着する場合において、誤って誘導コイル５が接続されている電線に触れてしまったときにも感電するおそれがない。
【００６８】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図８を参照して説明する。図８は本実施の形態の回路図を示している。ここで、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００６９】
図８に示した無電極放電灯点灯装置と図１に示した放電灯点灯装置との相違点は、図８の無電極放電灯点灯装置では、コンデンサＣ０と並列に抵抗Ｒ１６、Ｒ１７の直列回路と抵抗Ｒ１５、Ｒ１８の直列回路がそれぞれ接続され、抵抗Ｒ１６、Ｒ１７の直列回路の中点と抵抗Ｒ１５、Ｒ１８の直列回路の中点がそれぞれコンパレータＩＣ４の反転入力端子と非反転入力端子に接続され、コンパレータＩＣ４の出力端子はダイオードＤ１１、抵抗Ｒ１９、Ｒ２０の直列接続を介して端子ｃに接続され、同時にコンパレータＩＣ４の出力端子はスイッチング素子Ｑ４のゲートに接続されている点である。
【００７０】
このような構成において、誘導コイル５が正常に接続されている場合は、コンパレータＩＣ４の反転入力端子には、抵抗Ｒ１７／（抵抗Ｒ１６＋抵抗１７）で決まる電圧が印加されており、コンパレータＩＣ４の非反転入力端子には、抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０／（抵抗Ｒ１５＋抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０）で決まる電圧が印加されている。ここで、反転入力端子の電圧＞非反転入力端子の電圧ならば、コンパレータＩＣ４はオン信号を出力せず、したがって、スイッチング素子Ｑ４はオン状態にならない。
【００７１】
つぎに、誘導コイル５が外れた場合には、コンパレータＩＣ４の非反転入力端子には、抵抗Ｒ１８／（抵抗Ｒ１５＋抵抗Ｒ１８）で決まる電圧が印加される。ここで、抵抗Ｒ１８／（抵抗Ｒ１５＋抵抗Ｒ１８）で決まる電圧＞抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０／（抵抗Ｒ１５＋抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０）で決まる電圧なので、コンパレータＩＣ４の非反転入力端子に印加される電圧が上昇し、非反転入力端子の電圧＞反転入力端子の電圧となり、コンパレータＩＣ４はオン信号を出力し、スイッチング素子Ｑ４はオン状態となる。すると、第１の実施の形態と同様に電力変換回路３及びプリアンプ２の動作が停止する。
【００７２】
ここで、スイッチング素子Ｑ４はオン状態となると、コンパレータＩＣ４の非反転入力端子には、抵抗Ｒ１８／（抵抗Ｒ１５／／抵抗Ｒ１９＋抵抗Ｒ１８）で決まる電圧が印加され、非反転入力端子に印加される電圧は増加するが、コンパレータＩＣ４はオン信号を出力し続け、いわゆるラッチ状態が継続する。
【００７３】
つぎに、誘導コイル５が再装着された場合にはコンパレータＩＣ４の非反転入力端子には、抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０／（抵抗Ｒ１５／／抵抗Ｒ１９＋抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０）で決まる電圧が印加され、抵抗Ｒ１８／（抵抗Ｒ１５／／抵抗Ｒ１９＋抵抗Ｒ１８）で決まる電圧＞抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０／（抵抗Ｒ１５／／抵抗Ｒ１９＋抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０）で決まる電圧なので非反転入力端子に印加される電圧は減少するが、抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０／（抵抗Ｒ１５／／抵抗Ｒ１９＋抵抗Ｒ１８／／抵抗Ｒ２０）で決まる電圧＞抵抗Ｒ１７／（抵抗Ｒ１６＋抵抗１７）で決まる電圧と設定しているとすると、誘導コイル５が再装着された場合にもラッチ状態が継続することになる。すなわち、誘導コイル５が再装着された直後には、無電極放電灯６は点灯しないので、交流電源ＡＣが投入された状態で、使用者が誘導コイル５を装着する場合において、誤って誘導コイル５が接続されている電線に触れてしまったときにも感電するおそれがない。
【００７４】
ここで、ラッチ状態を解除するためには、一旦、交流電源ＡＣを遮断するなどして、コンデンサＣ０の両端電圧をゼロ付近にまで放電させればよい。このようにすると、ラッチ状態が解除され、無電極放電灯６は再び点灯することになる。
【００７５】
また、本実施の形態の応用例として図９に示すものが挙げられる。
【００７６】
このものは、図８に示した無電極放電灯点灯装置において、抵抗Ｒ１８の両端にラッチ状態を解除するためのスイッチＳＷを設けている。
【００７７】
このような構成においては、誘導コイル５が再装着された場合にスイッチＳＷをオン状態にすることにより、非反転入力端子に印加される電圧が低下し、ラッチ状態を解除することができる。すなわち、上記実施の形態のようにコンデンサＣ０の両端電圧をゼロ付近にまで放電させなくても、ラッチ状態を解除することができ、交流電源ＡＣを投入した状態でも自由にラッチ状態を解除することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００７９】
（実施例３）
以下、本発明の第３の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は本実施の形態の回路図を示している。ここで、第２の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００８０】
図１０に示した無電極放電灯点灯装置と図２に示した放電灯点灯装置との相違点は、図１０の無電極放電灯点灯装置では、整流回路Ｅからマッチング回路４までを包囲する金属筐体１０を設け、誘導コイル５を含む無電極放電灯６を包囲する金属筐体１１を設け、金属筐体１０と金属筐体１１とを電線ｄ−ｄ’で接続し、金属筐体１０と金属筐体１１とを同電位としたことである。金属筐体１０及び金属筐体１１としては、たとえば、図５に示したシールドケース４０のようなものでもよい。また、電線ｄ−ｄ’は、図４で示した電線と一括されており、その一括態様としては、図３（ａ）に示したものと類似の図１１（ａ）に示すものである。すなわち、図１１（ａ）に示す一括電線は、芯線１８、１９及び２０とシールド部２１とを有するケーブル３０’であり、芯線１８、１９及び２０が電線ａ−ａ’、ｂ−ｂ’及びｃ−ｃ’とそれぞれ対応し、各芯線の外周をシールド部２１が覆っている。そして、このシールド部１７内に電線ｄ−ｄ’が設けられている。
【００８１】
また、ケーブル３０の態様としては、図３（ｂ）に示したものと類似の図１１（ｂ）示す同軸構造のものでもよく、電線ａ−ａ’又はｂ−ｂ’のどちらか１本に対応する芯線２２の外周を内側から順番にシールド部２３、２４及び２５が覆っている。そして、各シールド部２３、２４及び２５内に電線ａ−ａ’又はｂ−ｂ’のどちらか１本、ｃ−ｃ’及びｄ−ｄ’のどちらか１本がそれぞれ設けられている。ここで芯線２２と各シールド部２３、２４及び２５との間にはそれぞれ絶縁体３１が設けられている。
【００８２】
このような構成においては、金属筐体１０と金属筐体１１とを同電位とし、高周波電流が流れる電線ａ−ａ’及びｂ−ｂ’をシールド部が覆っているため、このケーブル３０内で発生する高周波の放射雑音を第１の実施の形態よりもさらに抑制することができる。
【００８３】
ここで、マッチング回路４は端子ａ’及びｂ’と誘導コイル５との間に接続しても構わない。
【００８４】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００８５】
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は本実施の形態の回路図を示している。ここで、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００８６】
図１２に示した無電極放電灯点灯装置と図１に示した放電灯点灯装置との相違点は、図１２の無電極放電灯点灯装置では、整流回路Ｅと発振回路１との間に抵抗Ｒ１を接続した点、コンデンサＣ０と並列に抵抗Ｒ２’、Ｒ３’の直列回路と抵抗Ｒ４、コンデンサＣ４の直列回路と抵抗Ｒ６、Ｒ７の直列回路と抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ６の直列回路と抵抗Ｒ９、Ｒ１０の直列回路を接続した点、抵抗Ｒ２’、Ｒ３’の直列回路の中点と抵抗Ｒ４、コンデンサＣ４の直列回路の中点がそれぞれコンパレータＩＣ１の反転入力端子と非反転入力端子に接続された点、抵抗Ｒ５を介したコンパレータＩＣ１の出力端子と抵抗Ｒ６、Ｒ７の直列回路の中点とがそれぞれコンパレータＩＣ２の反転入力端子と非反転入力端子に接続された点、コンパレータＩＣ２の反転入力端子と回路グランドとの間にコンデンサＣ５を設けた点、ダイオードＤ３及び抵抗Ｒ８を介したコンパレータＩＣ２の出力端子と抵抗Ｒ９、Ｒ１０の直列回路の中点とがそれぞれコンパレータＩＣ３の反転入力端子と非反転入力端子に接続された点、ダイオードＤ４を介したコンパレータＩＣ３の出力端子がスイッチング素子Ｑ６’のゲートに接続された点、端子ａｘ、ｂｘ及びｃｘを有する端子片３０と各端子ａｘ、ｂｘ及びｃｘに接続される、端子ａｙ、ｂｙ及びｃｙ有する端子片３１を設けた点、スイッチング素子Ｑ６’のゲートと端子ｃｘとの間にダイオードＤ１０を設けた点、及びコンデンサＣ０と端子ｃｘとの間に抵抗Ｒ１５’を設けた点である。ここで、端子片３０及び３１は、たとえば、ＢＮＣコネクタである。
【００８７】
このような構成において、無電極放電灯６外れ等の異常状態が発生した場合には抵抗Ｒ１に流れる電流が増大しコンデンサＣ４に充電される電荷も増加する。そして、コンパレータＩＣ１の非反転入力端子に印加される電圧がコンパレータＩＣ１の反転入力端子に印加される電圧よりも大きくなり、コンパレータＩＣ１はハイ信号を出力する。このハイ信号によりコンデンサＣ５が充電され、コンパレータＩＣ２の反転入力端子に印加される電圧がコンパレータＩＣ２の非反転入力端子に印加される電圧よりも大きくなると、コンパレータＩＣ１はロー信号を出力する。すると、ダイオードＤ６を介してコンデンサＣ６の電荷が引き抜かれる。その後、コンパレータＩＣ３の非反転入力端子に印加される電圧がコンパレータＩＣ３の反転入力端子に印加される電圧よりも小さくなると、コンパレータＩＣ４はハイ信号を出力し、ダイオードＤ４を介して、スイッチング素子Ｑ６’のゲートにハイ信号が印加される。すると、スイッチング素子Ｑ６’はオン状態となり、ダイオードＤ１及びＤ２を介して、スイッチング素子Ｑ２及びスイッチング素子Ｑ４のゲートの電荷が引き抜かれ、第１の実施の形態と同様に電力変換回路３及びプリアンプ２の動作が停止する。
【００８８】
以上、本実施の形態では誘導コイル５が外れた場合以外の異常状態、たとえば、無電極放電灯６外れやバルブ４１の割れ等の異常状態が発生した場合にも、電力変換回路３及びプリアンプ２の動作が停止することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１記載の無電極放電灯点灯装置は、直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合には通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が小さくなるようにスイッチング素子を制御するので、誘導コイル外れ等の異常状態が発生した場合に無電極放電灯の消費電力を小さくすることができる。
【００９１】
請求項２又は３記載の無電極放電灯点灯装置は、電力変換回路と誘導コイルとを接続する電線及び直流電源と制御手段とを接続する電線を一括しているので、電力変換回路と誘導コイルとを接続する電線が外れた場合に、直流電源と制御手段とを接続する電線も同時に外すことができる。
【００９２】
請求項４記載の無電極放電灯点灯装置は、直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが所定の時間異なる場合には、通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が小さくなるようにスイッチング素子を制御しているので、誘導コイル外れ等の異常状態が発生した場合に所定の時間は通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が小さくすることができる。
【００９３】
請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合において、再び直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位が同じになったときは同電位になったことを検出する検出手段を設け、所定の時間無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御しているので、異常状態が発生した後に再び通常状態に戻った場合でも、所定の時間は無電極放電灯に電力が供給されない。
【００９４】
請求項６記載の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御する解除手段を設け、解除手段に解除信号が入力されるまでは無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御しているので、異常状態が発生した後に再び通常状態に戻った場合でも、解除信号が入力されるまでは無電極放電灯に電力が供給されない。
【００９５】
請求項７記載の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えており、無電極放電灯の空洞部内に誘導コイルが配設、収容されているので、無電極放電灯点灯装置全体の形状をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態において、無電極放電灯を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態において、一括電線の態様を示す図である。
【図４】第１の実施の形態において、一括電線の態様を示す他の図である。
【図５】第１の実施の形態において、照明装置を示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態の応用例を示す回路図である。
【図７】第１の実施の形態の応用例の応用例を示す回路図である。
【図８】第２の実施の形態を示す回路図である。
【図９】第２の実施の形態の応用例を示す回路図である。
【図１０】第３の実施の形態を示す回路図である。
【図１１】第３の実施の形態において、一括電線の態様を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態を示す回路図である。
【図１３】従来例を示す回路図である。
【図１４】従来例において、保護回路Ｊ８を示す回路図である。
【図１５】別の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
ＡＣ　　　　　　交流電源（直流電源の一部）
Ｅ　　　　　　　整流回路（直流電源の一部）
Ｑ３、Ｑ４　　　スイッチング素子
３　　　　　　　電力変換回路
５　　　　　　　誘導コイル
６　　　　　　　無電極放電灯
８　　　　　　　制御手段（検出手段、解除手段を含む）
３０　　　　　　一括電線（ケーブル）
Ｒ５　　　　　　抵抗（検出手段の一部）
Ｃ１０　　　　　コンデンサ（検出手段の一部）
Ｒ１５〜Ｒ２０　抵抗（解除手段の一部）
ＩＣ４　　　　　コンパレータ（解除手段の一部）
４１　　　　　　バルブ
４２　　　　　　部材
４３　　　　　　コア
４５　　　　　　空洞部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device and an illumination device for lighting an electrodeless discharge lamp that emits light by applying a high-frequency electromagnetic field to a bulb in which a discharge gas is sealed.
[0002]
[Prior art]
As a conventional example of this kind, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-100589 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) is given. 13 and 14 show circuit diagrams of the first conventional example. In FIG. 13, J1 is an oscillation circuit, J2 is a preamplifier, J3 is a main amplifier, J4 is a matching circuit, J5 is an induction coil, J6 is an electrodeless discharge lamp, J7 is a filter circuit, and J8 is a protection circuit. The oscillation circuit J1 is an unadjusted oscillator having the crystal oscillator JX and the transistor JQ1, and forms a low-Q tuning circuit by the coil JL1 and the capacitor JC1. The preamplifier J2 amplifies the high-frequency output of the oscillation circuit J1 by class C amplification by a transistor (power MOSFET) JQ2, and tunes to the oscillation frequency by a coil JL2 and a capacitor JC2. The output of the preamplifier J2 is supplied to the transistors (power MOSFETs) JQ3 and JQ4 of the main amplifier J3 via the drive transformer JT1. The main amplifier J3 further amplifies the output of the preamplifier J2 to output high-frequency power. The output of the main amplifier J3 is supplied to the induction coil J5 via the matching circuit J4 to turn on the electrodeless discharge lamp J6.
[0003]
Here, the matching circuit J4 is provided between the output of the main amplifier J3 and the subsequent-stage electrodeless discharge lamp J6 and induction coil J5 for supplying high-frequency power. Impedance matching is performed so that high-frequency power is efficiently transmitted to the electrode discharge lamp J6. The electrodeless discharge lamp J6 is one in which a discharge gas such as an inert gas or metal vapor is sealed in a glass bulb. The coil J5 is wound to supply high frequency power to the discharge gas in the electrodeless discharge lamp J6. The filter circuit J7 is a low-pass filter including the inductor JL3 and the capacitor JC3, and is inserted between the DC power supply JE and the main amplifier J3 to prevent a high frequency from returning to the power supply. The protection circuit J8 detects the output current of the DC power supply JE with the resistor JR1, and when detecting the overcurrent, clamps the control input terminals (between gate and source) of the transistor JQ2 of the preamplifier J2 and the transistor JQ4 of the main amplifier J3, This is for stopping the electrodeless discharge lamp J6.
[0004]
Here, the circuit configuration of the protection circuit J8 will be described with reference to FIG.
[0005]
The power of the protection circuit J8 is supplied from a terminal JA having the same potential as the circuit ground and a terminal JC connected to the positive side of the DC power supply JE. The power supply voltage is divided by the resistors JR3 and JR4 and applied to the positive input terminal of the comparator JIC1 as a reference voltage. Further, the detection signal is applied to the negative input terminal of the comparator JIC1 via the resistor JR1. The output voltage of the comparator JIC1 is applied to the control input terminal (gate of MOSFET) of the transistor JQ5 via the diode JD7 and the resistor JR9 and the like. The transistor JQ5 is connected between the transistor JQ2 of the preamplifier J2 and the control input terminal of the transistor JQ4 of the main amplifier J3 via diodes JD1 and JD2.
[0006]
The operation of the above configuration will be described below.
[0007]
Now, if an overcurrent flows to the resistor JR1 due to any cause, for example, a change in impedance due to an abnormality of the electrodeless discharge lamp J6, no mounting or breakage of the electrodeless discharge lamp J6, an abnormality in the high-frequency power supply means, etc. Overvoltage occurs at both ends.
[0008]
Then, the detection voltage applied to the negative input terminal of the comparator IC1 becomes higher than the reference voltage (the divided voltage of the resistors JR3 and JR4) applied to the positive input terminal of the comparator IC1, and the comparator IC1 outputs a low level. . Then, the voltage V + of the positive input terminal of the comparator IC3 becomes higher than the voltage V− of the negative input terminal, and the output of the comparator IC3 becomes High level. Then, the transistor JQ5 is turned on, the gate and source of the transistors JQ2 and JQ4 are short-circuited, the gate voltage of each transistor becomes zero, the amplification by the preamplifier J2 and the main amplifier J3 is not performed, and the electrodeless discharge lamp J6 Turn off the light. Here, the electrodeless discharge lamp J6 should be turned off simply by short-circuiting the gate and source of the transistor JQ2 of the preamplifier J2. However, the Q of the circuit of the main amplifier J3 is high, and the gate and source of the transistor JQ2 are short-circuited. Even in this case, parasitic oscillation may occur and the light may not be completely turned off. Therefore, the light is completely turned off by simultaneously short-circuiting the gate and the source of the transistor JQ4.
[0009]
When amplification is not performed in the preamplifier J2 and the main amplifier J3 and the electrodeless discharge lamp J6 is turned off, no overcurrent flows through the resistor JR1. Then, the voltage applied to the negative input terminal of the comparator JIC1 becomes lower than the reference voltage, the transistor JQ5 is turned off, the gates and sources of the transistors JQ2 and JQ4 are opened, and a gate voltage is generated. The amplification is performed by the main amplifier J3, and the electrodeless discharge lamp J6 is turned on.
[0010]
As described above, when an abnormality occurs, the electrodeless discharge lamp J6 is controlled to blink until the abnormality is eliminated, and the average value of the input current from the DC power supply JE is limited, so that high-frequency power supply is prevented. Means are protected.
[0011]
As another conventional example, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-5225249 is cited (hereinafter, referred to as Conventional Example 2). FIG. 15 shows a circuit diagram of the second conventional example. In FIG. 15, the circuit device has a power supply voltage input terminal provided with power supply voltage terminals j10 and j11 serving as a voltage supply. A power supply voltage input terminal is connected to a filter and a power supply voltage rectifier GL1 connected after the filter. This filter reduces a high-frequency voltage component supplied from the circuit device to the power supply. The DC voltage output terminal of the power supply voltage rectifier GL1 is connected to a booster circuit HS1 that guarantees sinusoidal current extraction from the power supply. An intermediate circuit capacitor C30 is connected in parallel to the output terminal of the booster circuit HS1, and a supply voltage is supplied from the intermediate circuit capacitor C30 to the half-bridge inverter HW1 connected to the subsequent stage. The driving of the switching transistors of the half-bridge inverter HW1 and the booster circuit HS1 is performed by the integrated circuit IC1. The integrated circuit IC1 is supplied with its supply voltage via a voltage supply terminal j14 and another terminal j15 at ground potential.
[0012]
A load circuit configured as a resonance circuit having a resonance inductance L30, capacitors C31 and C32, and electric terminals j12 and j13 is connected to the half-bridge inverter HW1. The electric terminals j12 and j13 are connected in parallel to the capacitors C31 and C32, and serve to connect the electrodeless discharge lamp LP1, that is, to connect at least one induction coil L31 of the electrodeless discharge lamp LP1. do. One terminal of each of the capacitors C30, C31, and C32 is connected to a branch point V11 at the ground potential. Capacitor C32 decouples terminal j13 from ground terminal V11 in a DC manner.
[0013]
The embodiment 2 shown in FIG. 15 further has an ohmic resistor R30 connected on the one hand to the positive terminal of the intermediate circuit capacitor C30 and on the other hand to a tap point V10 in the load circuit. The supply current to the integrated circuit IC1 starts from the positive electrode of the intermediate circuit capacitor C30 and is integrated via the resistor R30, the resonance inductance L30, the electric terminal j12, at least one induction coil L31 of the electrodeless discharge lamp LP1, and the electric terminal j13. It flows to the positive voltage supply terminal j14 of the circuit IC1.
[0014]
When the lamp LP1 is not present, that is, when the induction coil L31 is not connected, the DC current path between the terminals j12 and j13 is interrupted. In this case, the integrated circuit IC1 is not supplied with the supply voltage even though the power supply voltage is supplied to the voltage input terminals j10 and j11.
[0015]
As a result, neither the half-bridge inverter HW1 nor the booster circuit HS1 can start its operation. The rise of the half-bridge inverter HW1 and the boost circuit HS1 is performed only after the DC current path is closed by connecting at least one induction coil L31 of the lamp LP1 to the terminals j12 and j13 in advance. If the electrodeless discharge lamp LP1 has many, for example two, induction coils L31, these induction coils are likewise connected to the terminals j12, j13 so as to be connected in parallel with the induction coil L31.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-100589
[0017]
[Patent Document 2]
JP 2001-5225249 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional example 1, when the induction coil J5 comes off for some reason, depending on the constants of the main amplifier J3 and the matching circuit J4, the output current of the DC power supply JE is substantially different from the normal lighting state. In some cases, it was not possible to detect an abnormal state such as detachment of the induction coil J5.
[0019]
Further, in the above conventional example 2, even when the terminals j12 and j13 come off and the induction coil L31 itself comes off, the voltage converter HW1 and the like are not operated, and the possibility of the problem in the conventional example 1 is reduced. However, since an impedance element through which a high-frequency current flows, such as the inductor L30 and the induction coil L31, is also used as a detection circuit, high-frequency noise easily flows through the path of the capacitor C30 → the booster circuit HS1 → the power supply voltage rectifier GL1, and the terminal j10 In addition, there is a problem that high-frequency noise returning to the power supply side input from j11 increases.
[0020]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to detect an abnormal state even when an abnormal state such as an induction coil comes off without increasing high-frequency noise. It is an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp lighting device and an illuminating device which are improved.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
An electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising a DC power supply, a power conversion circuit having at least one switching element connected to both ends of the DC power supply, and converting the DC power supply to a high-frequency power supply, and both ends of the power conversion circuit. An induction coil, to which high-frequency power is applied from a power conversion circuit, an electrodeless discharge lamp that is arranged in proximity to the induction coil and is lit by high-frequency power, and one end of which is connected to the negative side of the DC power supply and Control means for controlling the switching element so that the power consumption of the electrodeless discharge lamp is at least smaller than at the time of normal lighting when the negative potential is different from the peak potential of the smaller high-frequency voltage. It is characterized by the following.
[0022]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, when the potential on the negative side of the DC power supply is different from the peak potential on the smaller side of the high-frequency voltage, that is, when an abnormal state such as disconnection of the induction coil occurs, the electrodeless discharge lamp lighting device. The power consumption of the lamp is reduced.
[0023]
An electrodeless discharge lamp lighting device according to a second aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp lighting device according to the first aspect, wherein a wire connecting the power conversion circuit and the induction coil and a wire connecting the DC power supply and the control means are collectively provided. The present invention is characterized in that a collective electric wire is provided.
[0024]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, when the electric wire connecting the power conversion circuit and the induction coil is disconnected, the electric wire connecting the DC power supply and the control means is also disconnected at the same time.
[0025]
An electrodeless discharge lamp lighting device according to a third aspect is the electrodeless discharge lamp lighting device according to the second aspect, wherein the collective electric wire is a coaxial line.
[0026]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, when the electric wire connecting the power conversion circuit and the induction coil is disconnected, the electric wire connecting the DC power supply and the control means is also disconnected at the same time.
[0027]
An electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 4 is the electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the negative potential of the DC power supply and the peak potential of the small high-frequency voltage are different for a predetermined time. Is characterized in that the switching element is controlled so that the power consumption of the electrodeless discharge lamp is at least smaller than during normal lighting.
[0028]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, when an abnormal state such as the detachment of the induction coil occurs, the power consumption of the electrodeless discharge lamp for a predetermined time is smaller than that during normal lighting.
[0029]
According to the electrodeless discharge lamp lighting device of the fifth aspect, in the electrodeless discharge lamp lighting device of the first aspect, when the potential on the negative side of the DC power supply is different from the peak potential on the small side of the high-frequency voltage, the DC power is again applied. When the negative potential of the power supply and the peak potential on the small side of the high-frequency voltage become the same, a detecting means for detecting that the potential has become the same is provided so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp for a predetermined time. It is characterized by controlling a switching element.
[0030]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, power is not supplied to the electrodeless discharge lamp for a predetermined time even when the normal state is returned after the abnormal state occurs.
[0031]
An electrodeless discharge lamp lighting device according to a sixth aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp lighting device according to the fifth aspect, further comprising: releasing means for controlling a switching element so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp; The switching element is controlled so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp until a release signal is input.
[0032]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, power is not supplied to the electrodeless discharge lamp until the release signal is input even when the normal state is returned after the abnormal state occurs.
[0033]
The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 7 is the electrodeless discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrodeless discharge lamp has a discharge gas containing at least mercury and a rare gas therein. A substantially spherical valve having a cavity with a concave cross section, an induction coil disposed in the cavity to supply a high-frequency electromagnetic field to the discharge gas, and a cylinder made of a magnetic material around which the induction coil is wound. And a member made of a heat conductive material inside the core and in contact with the core.
[0034]
In such an electrodeless discharge lamp lighting device, since the induction coil is disposed and accommodated in the cavity of the electrodeless discharge lamp, the overall shape of the electrodeless discharge lamp lighting device can be made compact.
[0035]
An electrodeless discharge lamp lighting device according to an eighth aspect includes the electrodeless discharge lamp lighting device according to any one of the first to sixth aspects, and lights the electrodeless discharge lamp according to the seventh aspect. Things.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram of the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view of the electrodeless discharge lamp 6. 3 and 4 show an embodiment of the collective electric wire, and FIG. 5 shows a sectional view of the lighting device. 6 shows an application example of the present embodiment, and FIG. 7 shows an application example of the application example of the present embodiment.
[0037]
Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
[0038]
AC power supply AC is a commercial AC power supply, and the voltage is, for example, 100 V, 200 V, or 240 V.
[0039]
The rectifier circuit E rectifies an AC voltage from the AC power supply AC into a pulsating DC voltage and outputs the rectified DC voltage. For example, the rectifier circuit E includes a diode bridge. When the voltage of the AC power supply AC is 100 V, for example, a voltage doubler rectifier circuit may be used instead of the diode bridge. When the voltage doubler rectifier circuit is used, the voltage of the AC power supply AC can be considered substantially equal to 200 V, and the current flowing through the circuit connected after the voltage doubler rectifier circuit is about half that of the case using the diode bridge. Therefore, the efficiency of the electrodeless discharge lamp lighting device can be increased.
[0040]
The AC power supply AC and the rectifier circuit E constitute a DC power supply. Here, after the rectifier circuit E, for example, a pulsating DC voltage from the rectifier circuit E as shown in FIG. 1 of JP-A-2001-35568 is converted into a desired DC voltage and output. May be provided, and a DC power supply may be configured by the AC power supply AC, the rectifier circuit E, and the boost chopper circuit. Further, a step-up / step-down chopper circuit or a step-down chopper circuit may be provided instead of the step-up chopper circuit.
[0041]
The oscillating circuit 1 outputs high-frequency power to a preamplifier 2 which will be described later. The oscillating circuit 1 constitutes an unadjusted oscillator including a crystal oscillator X and a transistor Q1, and a low-Q tuning circuit using a coil L1 and a capacitor C1. Is composed.
[0042]
The preamplifier 2 outputs high-frequency power to a power conversion circuit 3 to be described later via a drive transformer T1, amplifies a high-frequency output of the oscillation circuit 1 with a switching element (power MOSFET) Q2, class-C amplifies the coil L2 and a capacitor. C2 tunes to the oscillation frequency.
[0043]
The power conversion circuit 3 further amplifies the output of the preamplifier 2 to output high-frequency power, and includes switching elements (power MOSFETs) Q3 and Q4, an inductor Ls, and a capacitor Cp. The DC voltage E is converted to a rectangular wave voltage by the on / off operation of the switching elements Q3 and Q4 of the power conversion circuit 3. In the present embodiment, a so-called half-bridge type inverter circuit is used as the power conversion circuit 3. Of course, the power conversion circuit 3 may be a full-bridge type, a single-stone type, or a push-pull type.
[0044]
The matching circuit 4 is provided between the output of the power conversion circuit 3 and the subsequent stage of the electrodeless discharge lamp 6 and the induction coil 5 for supplying high-frequency power. Impedance matching is performed so that high-frequency power is efficiently transmitted to the lamp 6. The matching circuit 4 includes a capacitor Cs, and an output terminal of the matching circuit 4 is connected to an induction coil 5 described later via terminals a and b.
[0045]
The electrodeless discharge lamp 6 is arranged close to the induction coil 5 and is lit by high frequency power. Here, the electrodeless discharge lamp 6 will be described in more detail with reference to FIG.
[0046]
The electrodeless discharge lamp 6 has a substantially spherical bulb 41 having a cavity 45 with a concave cross section in which a discharge gas containing at least mercury and a rare gas is sealed, and a discharge gas disposed in the cavity 45. Coil 5 for supplying a high-frequency electromagnetic field to the core, a cylindrical core 43 made of a magnetic material around which the induction coil 5 is wound, and a member 42 of a heat conductive material inside the core 43 and in contact with the core 43. And
[0047]
The bulb 41 has a substantially spherical shape and has a discharge gas containing at least mercury and a rare gas sealed therein. A hollow portion having a bottom and a concave cross section is provided at the lower end side of the bulb 41. 45 are provided. The material of the bulb 41 is a translucent material such as quartz glass, and the discharge gas is mercury, a rare gas, and a metal halide. The inside of the bulb 41 is coated with a phosphor 36 and a protective film 37. The phosphor 36 converts ultraviolet rays emitted from mercury into visible light. The phosphor 36 is made of calcium halophosphate, a red phosphor (Y, Gd) BO3: Eu, or a green phosphor. Certain CaPO4 and blue phosphor BaMgAll4O23: Eu are used. The protective film 37 suppresses a reaction between mercury and quartz glass, which is a material of the bulb 41, thereby improving a luminous flux maintenance factor of the bulb 41. As the material of the protective film 37, fine particles such as alumina (Al2O3), silica (SiO2), titania (TiO2), ceria (CeO2), yttria (Y2O3), and magnesia (MgO) are used. The protection film 37 is preferably formed on the inner surface of the bulb 41 thinner than the phosphor 36 because it is desirable that the transmittance of the ordinary bulb 41 be higher.
[0048]
The induction coil 5 supplies a high-frequency electromagnetic field oscillating at 13.56 MHz to the discharge gas inside the bulb 41, one of which is wound around the core 43, and the other of which is connected to the matching circuit 4. In this embodiment, a high-frequency electromagnetic field of 13.56 MHz is supplied to the discharge gas. However, other frequencies may be used as long as the frequency is about 2.6 MHz to 15 MHz, which can reduce adverse effects on other electric devices due to radiation noise. Good. Here, the induction coil 5 is formed by winding a strip made of copper or a copper alloy a predetermined number of times. When the power conversion circuit 3 operates, a high-frequency current flows through the induction coil 5, and a high-frequency electromagnetic field is generated around the induction coil 5.
[0049]
Next, electrons in the bulb 41 are accelerated by the generated high-frequency electromagnetic field, and collide with atoms of the discharge gas to ionize the discharge gas, thereby generating new electrons. The electrons thus generated receive energy by a high-frequency electromagnetic field generated around the induction coil 5 and collide with the discharge gas atoms to give energy. The atoms in the discharge plasma are ionized or excited. The excited atoms emit light when returning to the ground state. This light emission is used as light energy.
[0050]
The filter circuit 7 is for preventing the high frequency from the power conversion circuit 3 from returning to the DC power supply side. The filter circuit 7 is inserted between the DC power supply and the power conversion circuit 3 and forms a low-pass filter from the inductor L3 and the capacitor C3. Make up.
[0051]
The control means 8 stops the operation of the preamplifier 2 and the power conversion circuit 3 when the induction coil 5 comes off, and is composed of resistors R2 and R3, a capacitor C0, and a switching element Q6. The potential of the source of the switching element Q6 is equal to the potential of the negative side of the rectifier circuit E, and the drain of the switching element Q6 is connected to the diode D1 connected to the gate of the switching element Q2 and the gate of the switching element Q4. And a diode D2 that is connected to The switching element Q6 gate is connected between the terminal b and the induction coil 5, and the terminal c is provided in this connection line. Here, two electric wires connecting the output terminal of the matching circuit 4 and the induction coil 5 and one electric wire connecting the space between the induction coil 5 and the switching element Q6 gate are all integrated. . That is, when the terminals a, b, and c are disconnected, all the terminals are disconnected at the same time, and, for example, the terminal a alone is not disconnected alone.
[0052]
Here, as an example of a mode in which all of the above-mentioned electric wires are put together, there are those shown in FIGS. 3A and 3B.
[0053]
The electric wire shown in FIG. 3A is a cable 30 having the core wires 15 and 16 and the shield portion 17. More specifically, as shown in FIG. 4, the output terminal of the matching circuit 4 is connected to the induction coil 5. The two electric wires aa ′ and bb ′ correspond to the core wires 15 and 16, and the outer circumference of the core wires 15 and 16 is covered by the shield part 17. A single electric wire cc ′ is provided in the shield part 17 for connecting the induction coil 5 and the gate of the switching element Q6.
[0054]
The cable 30 may have a coaxial structure as shown in FIG. 3B, and a core wire corresponding to one of two electric wires connecting the output end of the matching circuit 4 and the induction coil 5. An inner shield portion 13 covers the outer periphery of the reference numeral 12. Further, either one of the two electric wires connecting the output end of the matching circuit 4 and the induction coil 5 is provided in the inner shield portion 13, and the outer periphery of the inner shield portion 13 is further provided. The outer shield part 14 covers. One electric wire connecting the gate of the switching element Q6 is provided in the outer shield part 14. Here, insulators 31 are provided between the core wire 12 and the inner shield part 13 and between the inner shield part 13 and the outer shield part 14, respectively. Here, in both the cables shown in FIGS. 3A and 3B, since the shield part covers two electric wires connecting the output end of the matching circuit 4 through which the high-frequency current flows and the induction coil 5, High-frequency radiation noise generated in the cable 30 can be suppressed.
[0055]
The electrodeless discharge lamp 6 and the electrodeless discharge lamp lighting device constitute an illumination device as shown in FIG. In this lighting device, the upper part of the bulb 41 is detachable, a shield case 40 for absorbing radiation noise and the like from the electrodeless discharge lamp 6 is covered, and a member 42 is erected and fixed to a base 48. . Of course, the lighting device for lighting the electrodeless discharge lamp 6 is not limited to this.
[0056]
Next, the operation of the above-described configuration when an abnormal state occurs and the induction coil 5 comes off will be described.
[0057]
When the induction coil 5 comes off, the connection between the induction coil 5 and the output terminal of the matching circuit 4 is released via the terminals a and b. At this time, since the terminals a, b, and c are collectively released as described above, the connection between the induction coil 5 and the control means 8 is also released at the same time. Then, the voltage of the capacitor C0 charged via the resistor R0 is applied to the gate of the switching element Q6, and the switching element Q6 is turned on. As a result, charge is extracted from the gate of the switching element Q4 via the diode D2, the switching element Q4 is turned off, and the power conversion circuit 3 stops operating. At the same time, charge is drawn from the gate of the switching element Q2 via the diode D1, and the preamplifier 2 also stops operating.
[0058]
That is, regardless of the constants of the power conversion circuit 3 and the matching circuit 4 and the types of electronic components used, the operation of the power conversion circuit 3 and the preamplifier 2 can be reliably stopped when the induction coil 5 comes off. .
[0059]
In addition, since the power conversion circuit 3 is stopped, no voltage is generated at the output terminal of the matching circuit 4, and there is no risk of electric shock even if the user touches the output terminal of the matching circuit 4 by mistake.
[0060]
Further, since the power conversion circuit 3 is stopped, no leading current flows through the inductor Ls, and no damage is caused to the switching elements Q3 and Q4.
[0061]
Furthermore, the current for detecting the detachment of the induction coil 5 when the electrodeless discharge lamp 6 is normally turned on flows through a path on the positive side of the capacitor C0 → the resistor R3 → the terminal c → the terminal b → the negative side of the capacitor C0. Since the current path does not include the inductor Ls through which the high-frequency current flows, malfunction due to the high-frequency current hardly occurs. Further, since this current path does not contain high-frequency components, the control means 8 is added to the electrodeless discharge lamp lighting device, so that high-frequency noise does not return to the AC power supply AC side.
[0062]
FIG. 6 shows an application example of the present embodiment.
[0063]
In this embodiment, a capacitor C10 is provided between the gate and source of the switching element Q6 in the control means 8 shown in FIG.
[0064]
In such a configuration, when any abnormal state occurs and the induction coil 5 comes off, the time required for the voltage of the capacitor C10 via the resistor R3 to rise to the threshold voltage for turning on the switching element Q6 is equal to the resistance R3. And a time constant determined by the capacitor C10. That is, even when the induction coil 5 is disconnected for a short period of time, the operations of the power conversion circuit 3 and the preamplifier 2 do not stop immediately. Thus, even if chattering or the like occurs in the connection between the induction coil 5 and the matching circuit 4, malfunction due to chattering or the like can be prevented.
[0065]
FIG. 7 shows a further application example of the application example of the present embodiment.
[0066]
In this embodiment, a resistor R5 is provided between the terminal c and the gate of the switching element Q6 in the control means 8 shown in FIG. Here, the voltage across the capacitor C0 is divided by the resistors R3 and R5, and the voltage applied across the resistor R5 is set lower than the threshold voltage for turning on the switching element Q6.
[0067]
In such a configuration, when the induction coil 5 comes off, the operations of the power conversion circuit 3 and the preamplifier 2 are stopped after a predetermined time as in the case shown in FIG. Then, the case where the induction coil 5 is mounted again is considered. When the induction coil 5 is mounted again, the voltage across the capacitor C10 is substantially equal to the voltage across the capacitor C0, and thereafter the electric charge of the capacitor C10 is changed from the capacitor C10 to the resistor R5 to the terminal c to the terminal b. → Discharged in the path of the capacitor C10. This discharge rate is determined by the time constant of the capacitor C10 and the resistor R5. When the voltage across the capacitor C10 becomes lower than the threshold voltage for turning on the switching element Q6, the switching element Q6 is turned off and the electrodeless electrode is turned off again. The discharge lamp 6 lights up. That is, immediately after the induction coil 5 is remounted, the electrodeless discharge lamp 6 does not turn on. Therefore, when the user mounts the induction coil 5 while the AC power supply AC is turned on, the induction coil 5 is erroneously inserted. There is no danger of electric shock even when the user touches the electric wire to which 5 is connected.
[0068]
(Example 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a circuit diagram of the present embodiment. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0069]
A difference between the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 8 and the discharge lamp lighting device shown in FIG. 1 is that the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 8 has a series circuit of resistors R16 and R17 in parallel with the capacitor C0. And the series circuit of resistors R15 and R18 are connected to each other. The midpoint of the series circuit of resistors R16 and R17 and the midpoint of the series circuit of resistors R15 and R18 are connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator IC4, respectively. The output terminal of the comparator IC4 is connected to a terminal c via a series connection of a diode D11 and resistors R19 and R20, and at the same time, the output terminal of the comparator IC4 is connected to the gate of the switching element Q4.
[0070]
In such a configuration, when the induction coil 5 is normally connected, the voltage determined by the resistor R17 / (the resistor R16 + the resistor 17) is applied to the inverting input terminal of the comparator IC4. A voltage determined by the resistance R18 // resistance R20 / (resistance R15 + resistance R18 // resistance R20) is applied to the inverting input terminal. Here, if the voltage of the inverting input terminal> the voltage of the non-inverting input terminal, the comparator IC4 does not output an ON signal, and thus the switching element Q4 does not enter the ON state.
[0071]
Next, when the induction coil 5 comes off, a voltage determined by the resistance R18 / (resistance R15 + resistance R18) is applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC4. Here, since the voltage determined by the resistance R18 / (resistance R15 + resistance R18)> the voltage determined by resistance R18 // resistance R20 / (resistance R15 + resistance R18 // resistance R20), the voltage applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC4. Rises, the voltage at the non-inverting input terminal> the voltage at the inverting input terminal, the comparator IC4 outputs an ON signal, and the switching element Q4 is turned on. Then, similarly to the first embodiment, the operations of the power conversion circuit 3 and the preamplifier 2 stop.
[0072]
Here, when the switching element Q4 is turned on, a voltage determined by the resistor R18 / (resistance R15 // resistance R19 + resistance R18) is applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC4, and is applied to the non-inverting input terminal. Although the voltage increases, the comparator IC4 continues to output an ON signal, and the so-called latch state continues.
[0073]
Next, when the induction coil 5 is mounted again, a voltage determined by the resistors R18 // R20 / (R15 // R19 + R18 // R20) is applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC4. Since the voltage determined by the resistance R18 / (resistance R15 // resistance R19 + resistance R18)> the resistance determined by the resistance R18 // resistance R20 / (resistance R15 // resistance R19 + resistance R18 // resistance R20), the voltage is applied to the non-inverting input terminal. Although the applied voltage decreases, the voltage determined by the resistance R18 // resistance R20 / (resistance R15 // resistance R19 + resistance R18 // resistance R20)> the voltage determined by the resistance R17 / (resistance R16 + resistance 17). Then, even when the induction coil 5 is re-mounted, the latch state is continued. That is, immediately after the induction coil 5 is remounted, the electrodeless discharge lamp 6 does not turn on. Therefore, when the user mounts the induction coil 5 while the AC power supply AC is turned on, the induction coil 5 is erroneously inserted. There is no danger of electric shock even when the user touches the electric wire to which 5 is connected.
[0074]
Here, in order to release the latched state, the voltage across the capacitor C0 may be discharged to near zero by temporarily stopping the AC power supply AC or the like. By doing so, the latched state is released, and the electrodeless discharge lamp 6 is turned on again.
[0075]
FIG. 9 shows an application example of the present embodiment.
[0076]
In the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 8, a switch SW for releasing a latch state is provided at both ends of a resistor R18.
[0077]
In such a configuration, when the switch SW is turned on when the induction coil 5 is remounted, the voltage applied to the non-inverting input terminal decreases, and the latch state can be released. That is, the latch state can be released without discharging the voltage across the capacitor C0 to near zero as in the above-described embodiment, and the latch state can be released freely even when the AC power supply AC is turned on. Can be.
[0078]
The functions and effects not specifically mentioned in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0079]
(Example 3)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a circuit diagram of the present embodiment. Here, the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0080]
The difference between the electrodeless discharge lamp lighting device illustrated in FIG. 10 and the discharge lamp lighting device illustrated in FIG. 2 is that the electrodeless discharge lamp lighting device illustrated in FIG. A metal housing 11 is provided to surround the electrodeless discharge lamp 6 including the induction coil 5, and the metal housing 10 and the metal housing 11 are connected by electric wires dd ′. And the metal casing 11 have the same potential. The metal housing 10 and the metal housing 11 may be, for example, a shield case 40 shown in FIG. The electric wires dd 'are bundled with the electric wires shown in FIG. 4, and the collective form thereof is that shown in FIG. 11A similar to that shown in FIG. 3A. That is, the collective electric wire shown in FIG. 11A is a cable 30 ′ having the core wires 18, 19 and 20 and the shield part 21, and the core wires 18, 19 and 20 are the electric wires aa ′, bb ′ and The shield 21 covers the outer periphery of each core wire, corresponding to cc '. Then, an electric wire dd ′ is provided in the shield portion 17.
[0081]
Further, as a mode of the cable 30, a coaxial structure shown in FIG. 11B similar to that shown in FIG. 3B may be used, and one of the electric wires aa ′ and bb ′ may be used. The shield portions 23, 24, and 25 cover the outer periphery of the corresponding core wire 22 in order from the inside. In each of the shield portions 23, 24, and 25, one of the electric wires aa 'or bb' and one of cc 'and dd' are provided. Here, an insulator 31 is provided between the core wire 22 and each of the shield portions 23, 24 and 25.
[0082]
In such a configuration, the metal casing 10 and the metal casing 11 are set to the same potential, and the shields cover the electric wires aa ′ and bb ′ through which the high-frequency current flows. The generated high frequency radiation noise can be further suppressed as compared with the first embodiment.
[0083]
Here, the matching circuit 4 may be connected between the terminals a ′ and b ′ and the induction coil 5.
[0084]
The functions and effects not specifically mentioned in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0085]
(Example 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a circuit diagram of the present embodiment. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0086]
The difference between the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 12 and the discharge lamp lighting device shown in FIG. 1 is that the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. R1 is connected, a series circuit of resistors R2 'and R3' and a resistor R4, a series circuit of a capacitor C4 and a series circuit of resistors R6 and R7 and a resistor R12, a series circuit of a capacitor C6 and a resistor R9 in parallel with the capacitor C0, The point at which the series circuit of R10 was connected, the midpoint of the series circuit of the resistors R2 'and R3' and the midpoint of the series circuit of the resistor R4 and the capacitor C4 were connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator IC1, respectively. The point that the output terminal of the comparator IC1 via the resistor R5 and the middle point of the series circuit of the resistors R6 and R7 are connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator IC2, respectively. The point at which the capacitor C5 is provided between the inverting input terminal of the comparator IC2 and the circuit ground, the output terminal of the comparator IC2 via the diode D3 and the resistor R8, and the middle point of the series circuit of the resistors R9 and R10 are the inversion of the comparator IC3. A point where the input terminal and the non-inverting input terminal are connected, a point where the output terminal of the comparator IC3 via the diode D4 is connected to the gate of the switching element Q6 ', a terminal piece 30 having terminals ax, bx and cx and each terminal ax, bx, and cx, a terminal piece 31 having terminals ay, by, and cy, a diode D10 provided between the gate of the switching element Q6 'and the terminal cx, and a capacitor C0 and a terminal. The point is that a resistor R15 'is provided between the resistor R15' and the resistor c15. Here, the terminal pieces 30 and 31 are, for example, BNC connectors.
[0087]
In such a configuration, when an abnormal state such as detachment of the electrodeless discharge lamp 6 occurs, the current flowing through the resistor R1 increases, and the charge charged in the capacitor C4 also increases. Then, the voltage applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC1 becomes higher than the voltage applied to the inverting input terminal of the comparator IC1, and the comparator IC1 outputs a high signal. When the capacitor C5 is charged by the high signal and the voltage applied to the inverting input terminal of the comparator IC2 becomes higher than the voltage applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC2, the comparator IC1 outputs a low signal. Then, the charge of the capacitor C6 is extracted via the diode D6. After that, when the voltage applied to the non-inverting input terminal of the comparator IC3 becomes smaller than the voltage applied to the inverting input terminal of the comparator IC3, the comparator IC4 outputs a high signal, and the switching element Q6 ′ via the diode D4. A high signal is applied to the gate of. Then, the switching element Q6 'is turned on, and the charges of the gates of the switching element Q2 and the switching element Q4 are extracted via the diodes D1 and D2, and the power conversion circuit 3 and the preamplifier 2 are switched off as in the first embodiment. Operation stops.
[0088]
As described above, in the present embodiment, even when an abnormal state other than the case where the induction coil 5 is detached, for example, when an abnormal state such as the detachment of the electrodeless discharge lamp 6 or the crack of the bulb 41 occurs, the power conversion circuit 3 and the preamplifier 2 Operation can be stopped.
[0089]
The functions and effects not specifically mentioned in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0090]
【The invention's effect】
In the electrodeless discharge lamp lighting device according to the first aspect, when the potential on the negative side of the DC power supply is different from the peak potential on the smaller side of the high-frequency voltage, the power consumption of the electrodeless discharge lamp is smaller than in normal lighting. Since the switching element is controlled as described above, it is possible to reduce the power consumption of the electrodeless discharge lamp when an abnormal state such as the detachment of the induction coil occurs.
[0091]
In the electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 2 or 3, since the electric wire connecting the power conversion circuit and the induction coil and the electric wire connecting the DC power supply and the control means are integrated, the power conversion circuit and the induction coil are integrated. When the wire connecting the DC power supply and the control means is disconnected, the wire connecting the DC power supply and the control means can also be disconnected at the same time.
[0092]
In the electrodeless discharge lamp lighting device according to the fourth aspect, when the potential on the negative side of the DC power supply and the peak potential on the smaller side of the high-frequency voltage are different for a predetermined period of time, the consumption of the electrodeless discharge lamp is greater than during normal lighting. Since the switching element is controlled so that the power is reduced, the power consumption of the electrodeless discharge lamp can be reduced for a predetermined period of time in a case where an abnormal state such as disconnection of the induction coil occurs or the like during normal lighting.
[0093]
In the electrodeless discharge lamp lighting device according to the fifth aspect, when the negative potential of the DC power supply is different from the peak potential of the high-frequency voltage on the low side, the negative potential of the DC power supply and the low-frequency side of the high-frequency voltage are again reduced. When the peak potential becomes the same, a detection means for detecting that the potential has become the same is provided, and the switching element is controlled so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp for a predetermined time. Even after returning to the normal state, power is not supplied to the electrodeless discharge lamp for a predetermined time.
[0094]
The device for lighting an electrodeless discharge lamp according to claim 6, further comprising a release unit for controlling the switching element so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp, and until the release signal is input to the release unit. Since the switching element is controlled so that power is not supplied, power is not supplied to the electrodeless discharge lamp until the release signal is input even when the normal state is returned after the abnormal state occurs.
[0095]
The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 7, wherein the electrodeless discharge lamp has a substantially spherical bulb having a cavity having a concave cross-section in which a discharge gas containing at least mercury and a rare gas is sealed. An induction coil disposed in the cavity to supply a high-frequency electromagnetic field to the discharge gas, a cylindrical core made of a magnetic material around which the induction coil is wound, and a heat conductive material inside the core and in contact with the core Since the induction coil is disposed and accommodated in the cavity of the electrodeless discharge lamp, the overall shape of the electrodeless lamp lighting device can be made compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view showing an electrodeless discharge lamp in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a collective electric wire in the first embodiment.
FIG. 4 is another diagram showing an embodiment of a collective electric wire in the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a lighting device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing an application example of the first embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing an application example of the application example of the first embodiment.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a second embodiment.
FIG. 9 is a circuit diagram showing an application example of the second embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a third embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of a collective electric wire in a third embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a fourth embodiment.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a conventional example.
FIG. 14 is a circuit diagram showing a protection circuit J8 in a conventional example.
FIG. 15 is a circuit diagram showing another conventional example.
[Explanation of symbols]
AC AC power supply (part of DC power supply)
E Rectifier circuit (part of DC power supply)
Q3, Q4 switching element
3 Power conversion circuit
5 Induction coil
6. Electrodeless discharge lamp
8 control means (including detection means and release means)
30 Collective electric wire (cable)
R5 resistance (part of detection means)
C10 capacitor (part of detection means)
R15 to R20 resistance (part of release means)
IC4 comparator (part of cancellation means)
41 valve
42 members
43 core
45 cavity

Claims

直流電源と、直流電源の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子を有するとともに直流電源を高周波電源に変換する電力変換回路と、電力変換回路の両端に接続され電力変換回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力により点灯する無電極放電灯と、一端が直流電源の負側に接続されるとともに直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合には通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が少なくとも小さくなるようにスイッチング素子を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。A DC power supply, a power conversion circuit connected to both ends of the DC power supply and having at least one switching element and converting the DC power supply to a high-frequency power supply, and high-frequency power connected to both ends of the power conversion circuit and applied from the power conversion circuit; An induction coil, an electrodeless discharge lamp disposed in proximity to the induction coil and lit by high-frequency power, and one end connected to the negative side of the DC power supply, and a negative potential of the DC power supply and a peak potential of a small high-frequency voltage side And control means for controlling the switching element so that the power consumption of the electrodeless discharge lamp is at least smaller than at the time of normal lighting.

電力変換回路と誘導コイルとを接続する電線及び直流電源と制御手段とを接続する電線を一括する一括電線を備えた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。The lighting device for an electrodeless discharge lamp according to claim 1, further comprising a collective wire for connecting a wire connecting the power conversion circuit and the induction coil and a wire connecting the DC power supply and the control means.

一括電線は同軸線であることを特徴とする請求項２記載の無電極放電灯点灯装置。The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the collective electric wire is a coaxial line.

直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが所定の時間異なる場合には、通常点灯時よりも無電極放電灯の消費電力が少なくとも小さくなるように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記載の無電極放電灯点灯装置。When the potential on the negative side of the DC power supply is different from the peak potential on the smaller side of the high-frequency voltage for a predetermined time, the switching element is controlled such that the power consumption of the electrodeless discharge lamp is at least smaller than during normal lighting. The lighting device for an electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein:

直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位とが異なる場合において、再び直流電源の負側の電位と高周波電圧の小さい側のピーク電位が同じになったときは同電位になったことを検出する検出手段を設け、所定の時間無電極放電灯に電力が供給されないように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記載の無電極放電灯点灯装置。When the negative potential of the DC power supply is different from the peak potential of the small high-frequency voltage, when the negative potential of the DC power supply and the peak potential of the small high-frequency voltage become the same again, the potential becomes the same. 2. An electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising a detecting means for detecting that the power is not supplied to the electrodeless discharge lamp for a predetermined time.

無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御する解除手段を設け、解除手段に解除信号が入力されるまでは無電極放電灯に電力が供給されないようにスイッチング素子を制御することを特徴とする請求項５記載の無電極放電灯点灯装置。A release means for controlling the switching element so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp is provided, and the switching element is controlled so that power is not supplied to the electrodeless discharge lamp until a release signal is input to the release means. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 5, wherein:

無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。An electrodeless discharge lamp has a substantially spherical bulb having a cavity with a concave cross section in which a discharge gas containing at least mercury and a rare gas is sealed, and a high-frequency electromagnetic field applied to the discharge gas disposed in the cavity. An induction coil to be supplied, a cylindrical core made of a magnetic material around which the induction coil is wound, and a member made of a heat conductive material inside the core and in contact with the core. Item 7. An electrodeless discharge lamp lighting device according to any one of Items 1 to 6.

請求項１から６のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備え、請求項７記載の無電極放電灯を点灯させることを特徴とする照明装置。An illumination device comprising the electrodeless discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 6, and lighting the electrodeless discharge lamp according to claim 7.