JP2005158459A - Electrodeless discharge lamp lighting device and electrodeless discharge lamp device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無電極放電灯点灯装置および無電極放電灯装置に関するものである。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device and an electrodeless discharge lamp device.
一般に、図9に示すように、交流電源ACから電力供給され、無電極放電灯3を点灯させる無電極放電灯点灯装置が知られている。この無電極放電灯点灯装置は、交流電源ACから電力供給を受けて直流電圧を出力する直流電源回路1と、直流電源回路1を電源として動作し直流電圧を高周波出力に変換する高周波電源回路2とを備える。
In general, as shown in FIG. 9, there is known an electrodeless discharge lamp lighting device that is supplied with electric power from an AC power supply AC and lights an
高周波電源回路2は、MOSFETからなり直流電源回路1の出力電圧が印加されるスイッチング素子Q2およびスイッチング素子Q3の直列回路と、スイッチング素子Q2、Q3を高周波で交互にオンオフする駆動回路20とを備える。駆動回路20は、水晶振動子X1を備えた発振回路21と、2次側に各スイッチング素子Q2、Q3が夫々接続された駆動トランスT1およびMOSFETQ6を備え発振回路21の出力をC級増幅する増幅回路22とで構成される。高周波電源回路2は、スイッチング素子Q2、Q3を高周波で交互にオンオフすることによって無電極放電灯3を構成する誘導コイル30に高周波出力Vcoilを与える。
The high frequency
誘導コイル30は、放電ガスが封入されたバルブ31に近接して配置される形でバルブ31とともに無電極放電灯3を構成し、高周波電源回路2の出力を受けて数十kHzから数百MHzの高周波電流が流れることによって、バルブ31内の放電ガスに対して高周波電磁界を作用させて無電極放電灯3を点灯させる。放電ガスには、一般に、金属蒸気と不活性ガスとの混合気体が用いられる。
The
ところで、この無電極放電灯点灯装置は、高周波電源回路2から無電極放電灯3への電力供給に異常があるときに高周波電源回路2の出力が過大になることによって構成部品にかかるストレスを低減するために、図10に示すように、前記異常時に高周波電源回路2から誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを無電極放電灯3が点灯しない大きさにする保護期間Tp(図11参照)と無電極放電灯3が始動する大きさにする動作期間Tm(図11参照)とを交互に繰り返すように高周波電源回路2を制御する保護回路4を備える。ここに、高周波電源回路2から無電極放電灯3への電力供給の異常とは、無電極放電灯3の未装着や破損または無電極放電灯3の異常によるインピーダンスの変化の他に、高周波電源回路2の異常も含む。また、図9と図10とに夫々示した点A〜点Dは同符号同士が接続されている。
By the way, this electrodeless discharge lamp lighting device reduces the stress applied to the components by the output of the high frequency
保護回路4は、直流電源回路1の出力電流が流れるように接続される抵抗R16の両端間の電圧を監視する機能を有し、抵抗R16の両端間に接続される抵抗R17およびコンデンサC13の直列回路と、直流電源回路1の出力端子間に接続された電解コンデンサC14と、電解コンデンサC14の両端間に接続される抵抗R18および抵抗R19の直列回路とを備える。さらに、抵抗R18および抵抗R19の接続点の電圧を基準電圧として、抵抗R17およびコンデンサC13の接続点の電圧が基準電圧を越えると出力がHレベルになるコンパレータCP2を備える。
The
また、保護回路4は、高周波電源回路2のスイッチング素子Q3のゲートとソースとの間にダイオードD3および抵抗R16を介して接続されたMOSFETからなるスイッチング素子Q5を備える。スイッチング素子Q5は、コンパレータCP2の出力がHレベルの期間にオンになるようにコンパレータCP2の出力端子がダイオードD7を介してゲートに接続されている。
Further, the
すなわち、高周波電源回路2から無電極放電灯3に供給される電力が大きくなり抵抗R16の両端間の電圧が抵抗R18、R19により設定された上記基準電圧に達すると、コンパレータCP2の出力がHレベルとなってスイッチング素子Q5をオンする。スイッチング素子Q5がオンの期間には、高周波電源回路2を構成するスイッチング素子Q3がオフに保持されるので、高周波電源回路2の動作が停止する。また、図10の保護回路4では、スイッチング素子Q5がオンの期間に増幅回路22を構成するMOSFETQ6もオフに保持するようにMOSFETQ6のゲートがダイオードD6を介してスイッチング素子Q5に接続されている。
That is, when the power supplied from the high frequency
上述した無電極放電灯点灯装置の動作について説明する。前記異常時に高周波電源回路2の出力が大きくなると、直流電源回路1の出力電流が大きくなりスイッチング素子Q5がオンになるので高周波電源回路2の動作が停止する。高周波電源回路2の動作が停止すると抵抗R16に流れる電流が減少し、スイッチング素子Q5がオフされる。したがって、高周波電源回路2は動作を再開することになる。前記異常時にはこのスイッチング素子Q5のオンオフを繰り返すことによって、図11に示すように、保護期間Tpに高周波出力を停止し動作期間Tmに高周波出力を出力するように高周波電源回路2を間欠的に動作させる(たとえば特許文献1参照)。
ところで、上述したような無電極放電灯点灯装置では、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する際に消灯状態の無電極放電灯3の誘導コイル30に対して無電極放電灯3が始動する大きさの高周波出力Vcoilを与えることになる。結果的に、図11に示すように、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する度に、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを略ゼロから無電極放電灯3が始動する大きさまで急峻に立ち上げることになるので、立ち上がりの際に回路の制御が追従できずに誘導コイル30の両端間の電圧にオーバーシュートが発生し易く、構成部品にストレスがかかる可能性がある。
By the way, in the electrodeless discharge lamp lighting device as described above, the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、高周波電源回路から無電極放電灯への電力供給に異常があるときに構成部品にかかるストレスを低減するとともに、誘導コイルの両端間の電圧にオーバーシュートが発生することを防止する無電極放電灯点灯装置および無電極放電灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described reason, and reduces stress applied to a component when there is an abnormality in power supply from a high-frequency power supply circuit to an electrodeless discharge lamp, and between both ends of an induction coil. An object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp lighting device and an electrodeless discharge lamp device that prevent the occurrence of overshoot in the voltage.
請求項1の発明は、放電ガスを封入したバルブに誘導コイルを近接配置した無電極放電灯に対し高周波出力を誘導コイルに与える高周波電源回路と、高周波電源回路から無電極放電灯への電力供給の異常を検出したときに、誘導コイルに与える高周波出力の大きさを無電極放電灯が点灯しない大きさにする保護期間と無電極放電灯が始動可能な大きさにする動作期間とを交互に繰り返す保護回路と、保護期間から動作期間に移行する移行期間において誘導コイルに与える高周波出力の大きさを保護期間における大きさと動作期間における大きさとの間の大きさにするオーバーシュート防止回路とを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a high-frequency power supply circuit that provides a high-frequency output to the induction coil with respect to an electrodeless discharge lamp in which an induction coil is disposed close to a bulb in which a discharge gas is sealed; When an abnormality is detected, the protection period in which the magnitude of the high-frequency output given to the induction coil is set so that the electrodeless discharge lamp does not light up and the operation period in which the electrodeless discharge lamp is set to a size that can be started alternately A protection circuit that repeats, and an overshoot prevention circuit that sets the magnitude of the high-frequency output applied to the induction coil during the transition period from the protection period to the operation period between the magnitude during the protection period and the magnitude during the operation period. It is characterized by that.
この構成では、高周波電源回路から無電極放電灯への電力供給に異常があるときに保護期間と動作期間とを交互に繰り返すことによって構成部品にかかるストレスを低減するとともに、保護期間から動作期間に移行する移行期間において誘導コイルに与える高周波出力の大きさを保護期間と動作期間との間の大きさにするものである。要するに、誘導コイルに与える高周波出力は移行期間において従来構成よりも緩やかに立ち上がることになるので、立ち上がりの際に誘導コイルの両端間の電圧に発生するオーバーシュートを防止でき、構成部品にストレスがかかることを防止できる。 In this configuration, when there is an abnormality in the power supply from the high frequency power supply circuit to the electrodeless discharge lamp, the stress applied to the component parts is reduced by alternately repeating the protection period and the operation period, and from the protection period to the operation period. The magnitude of the high-frequency output given to the induction coil during the transition period is set to a magnitude between the protection period and the operation period. In short, the high-frequency output given to the induction coil rises more slowly than the conventional configuration during the transition period, so that overshoot that occurs in the voltage across the induction coil during the rise can be prevented and stress is applied to the components. Can be prevented.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記無電極放電灯とともに前記高周波電源回路の負荷回路を構成する共振回路を備え、前記オーバーシュート防止回路が、前記移行期間において前記高周波出力の周波数を前記保護期間よりも共振回路の共振周波数に近づけるように連続的に変化させる周波数設定回路を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a resonance circuit that forms a load circuit of the high-frequency power supply circuit together with the electrodeless discharge lamp is provided, and the overshoot prevention circuit outputs the high-frequency output during the transition period. A frequency setting circuit that continuously changes the frequency so as to be closer to the resonance frequency of the resonance circuit than the protection period is provided.
この構成によれば、オーバーシュート防止回路は誘導コイルに与える高周波出力の周波数を変化させることにより当該高周波出力の大きさを変化させるものであるから、周波数を制御するための簡単な回路構成で実現できる。 According to this configuration, since the overshoot prevention circuit changes the size of the high frequency output by changing the frequency of the high frequency output applied to the induction coil, it is realized with a simple circuit configuration for controlling the frequency. it can.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記無電極放電灯とともに前記高周波電源回路の負荷回路を構成する共振回路を備え、前記オーバーシュート防止回路が、前記移行期間において前記高周波出力の周波数を前記保護期間よりも共振回路の共振周波数に近づけるように連続的に変化させる周波数設定回路を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a resonance circuit that forms a load circuit of the high-frequency power supply circuit together with the electrodeless discharge lamp is provided, and the overshoot prevention circuit is configured to output the high-frequency output during the transition period. A frequency setting circuit that continuously changes the frequency so as to be closer to the resonance frequency of the resonance circuit than the protection period is provided.
この構成によれば、オーバーシュート防止回路は高周波の周波数を不連続に切替える回路であればよいので簡単な回路構成で実現できる。 According to this configuration, the overshoot prevention circuit can be realized with a simple circuit configuration as long as it is a circuit that switches the high-frequency frequency discontinuously.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明において、交流電源から電力供給され前記高周波電源回路に対して直流電圧を出力する直流電源回路を備え、前記保護回路が、直流電源回路の出力電圧を監視することによって高周波電源回路から前記無電極放電灯への電力供給の異常の有無を検出することを特徴とする。
The invention of
この構成によれば、保護回路は直流電圧の大きさを監視できるものであればよいので、簡単な比較回路で前記異常を検出することができる。 According to this configuration, since the protection circuit only needs to be able to monitor the magnitude of the DC voltage, the abnormality can be detected with a simple comparison circuit.
請求項5の発明は、放電ガスを封入したバルブに誘導コイルを近接配置した無電極放電灯と、交流電源から電力供給され直流電圧を出力する直流電源回路と、直流電源回路の出力を高周波出力に変換し当該高周波出力を誘導コイルに与えて無電極放電灯を点灯させる高周波電源回路と、高周波電源回路から無電極放電灯への電力供給の異常を検出したときに誘導コイルに与える高周波出力の大きさを無電極放電灯が点灯しない大きさにする保護期間と誘導コイルに与える高周波出力の大きさを無電極放電灯が始動する大きさにする動作期間とを交互に繰り返す保護回路と、保護期間から動作期間に移行する移行期間に誘導コイルに与える高周波出力の大きさを保護期間における大きさと動作期間における大きさとの間の大きさにするオーバーシュート防止回路とを備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electrodeless discharge lamp in which an induction coil is disposed close to a bulb filled with a discharge gas, a DC power supply circuit that outputs power from an AC power supply and outputs a DC voltage, and outputs the DC power supply circuit at high frequency. A high-frequency power circuit that turns on the electrodeless discharge lamp by applying the high-frequency output to the induction coil and a high-frequency output that is applied to the induction coil when an abnormality in power supply from the high-frequency power circuit to the electrodeless discharge lamp is detected. A protection circuit that alternately repeats a protection period that makes the electrodeless discharge lamp not lit and an operation period that makes the magnitude of the high-frequency output given to the induction coil start the electrodeless discharge lamp, and protection The high frequency output applied to the induction coil during the transition period from the period to the operation period is oversized between the protection period and the operation period. Characterized in that it comprises a chute preventing circuit.
この構成では、高周波電源回路から無電極放電灯への電力供給に異常があるときに保護期間と動作期間とを交互に繰り返すことによって構成部品にかかるストレスを低減するとともに、保護期間から動作期間に移行する移行期間において誘導コイルに与える高周波出力の大きさを保護期間と動作期間との間の大きさにするものである。要するに、誘導コイルに与える高周波出力は移行期間において従来構成よりも緩やかに立ち上がることになるので、立ち上がりの際に誘導コイルの両端間の電圧に発生するオーバーシュートを防止でき、構成部品にストレスがかかることを防止できる。 In this configuration, when there is an abnormality in the power supply from the high frequency power supply circuit to the electrodeless discharge lamp, the stress applied to the component parts is reduced by alternately repeating the protection period and the operation period, and from the protection period to the operation period. The magnitude of the high-frequency output given to the induction coil during the transition period is set to a magnitude between the protection period and the operation period. In short, the high-frequency output given to the induction coil rises more slowly than the conventional configuration during the transition period, so that overshoot that occurs in the voltage across the induction coil during the rise can be prevented and stress is applied to the components. Can be prevented.
本発明は、高周波電源回路から無電極放電灯への電力供給に異常があるときに保護期間と動作期間とを交互に繰り返すことによって構成部品にかかるストレスを低減するとともに、保護期間から動作期間に移行する移行期間において誘導コイルに与える高周波出力の大きさを保護期間と動作期間との間の大きさにするものである。要するに、誘導コイルに与える高周波出力は移行期間において従来構成よりも緩やかに立ち上がることになるので、立ち上がりの際に誘導コイルの両端間の電圧に発生するオーバーシュートを防止でき、構成部品にストレスがかかることを防止できるという利点がある。 The present invention reduces the stress applied to the components by alternately repeating the protection period and the operation period when there is an abnormality in the power supply from the high frequency power supply circuit to the electrodeless discharge lamp, and from the protection period to the operation period. The magnitude of the high-frequency output given to the induction coil during the transition period is set to a magnitude between the protection period and the operation period. In short, the high-frequency output given to the induction coil rises more slowly than the conventional configuration during the transition period, so that overshoot that occurs in the voltage across the induction coil during the rise can be prevented and stress is applied to the components. There is an advantage that can be prevented.
以下の各実施形態において、従来構成と同様の機能および構成については従来構成と同じ符号を用いて説明を省略する。 In the following embodiments, the same functions and configurations as those of the conventional configuration are denoted by the same reference numerals as those of the conventional configuration, and description thereof is omitted.
(実施形態1)
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図1に示すように、無電極放電灯3とともに負荷回路を構成する共振回路6が高周波電源回路2の出力端子間に設けられている。共振回路6を備えることによって、高周波電源回路2から誘導コイル30に与えられる高周波出力Vcoilの大きさは、図2に示すように、共振回路6の共振周波数f0よりも高い周波数領域において高周波出力の周波数が高くなるに従って小さくなる。
(Embodiment 1)
In the electrodeless discharge lamp lighting device of this embodiment, as shown in FIG. 1, a
無電極放電灯3の点灯状態と消灯状態とでは誘導コイル30に与えられる高周波出力Vcoilの周波数特性が異なっており、点灯状態の周波数特性を図2中に実線で示し消灯状態の周波数特性を図2中に2点鎖線で示す。消灯状態の無電極放電灯3は誘導コイル30に与えられる高周波出力Vcoilが最低始動出力Vstminを越えることによって始動可能であって、点灯状態の無電極放電灯3は誘導コイル30に与えられる高周波出力Vcoilが最低維持出力Vonminを越えることによって点灯維持される。
The frequency characteristics of the high-frequency output Vcoil applied to the
無電極放電灯3を点灯させるには、図2に示すように、高周波電源回路2が周波数f1(>f0)の高周波出力を出力することによって最低始動出力Vstminより大きい始動出力Vstを誘導コイル30に与えて無電極放電灯3を始動し、その後、高周波電源回路2が周波数f2(>f1)の高周波出力を出力することによって最低維持出力Vonminより大きい維持出力Vonを誘導コイル30に与えて無電極放電灯3を点灯維持する。高周波出力を周波数f3(>f2)にすると、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilは最低維持出力Vonminより小さい予備出力Voffになり、無電極放電灯3を始動することも点灯維持することもできなくなるので、誘導コイル30に予備出力V0ffを与えた状態であれば、高周波電源回路2の動作を停止させなくても構成部品にかかるストレスを低減することができる。
In order to turn on the
ところで、本実施形態は、誘導コイル30の両端間の電圧にオーバーシュートが発生することを防止するために、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する際に誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilの立ち上がりを従来構成よりも緩やかにするオーバーシュート防止回路5を備える点が従来構成と相違する。
By the way, in this embodiment, in order to prevent the voltage across the
以下に本実施形態の具体回路を図3を参照して説明する。 A specific circuit of this embodiment will be described below with reference to FIG.
直流電源回路1は、交流電源ACを整流するダイオードブリッジからなる整流器DBと、昇圧チョッパ回路とで構成される。昇圧チョッパ回路は、整流器DBの出力端子間に、インダクタL1とMOSFETからなるスイッチング素子Q1との直列回路がインダクタL1を整流器DBの正極の出力端子に接続する形で接続され、スイッチング素子Q1の両端間に、平滑用コンデンサC1とダイオードD1との直列回路がダイオードD1のアノードをスイッチング素子Q1とインダクタL1との接続点に接続する形で接続された構成を有する。さらに、昇圧チョッパ回路は、スイッチング素子Q1を高周波でオンオフさせる出力制御部10を備える。直流電源回路1は、平滑用コンデンサC1の両端間に出力電圧VDCを出力するとともに、保護回路4およびオーバーシュート防止回路5の電源となる第2電源11を備え、第2電源11の出力端子間に第2の出力電圧Vcを出力する。
The DC
高周波電源回路2は、直流電源回路1の出力端子間に直列に接続されたMOSFETからなる一対のスイッチング素子Q2、Q3と、スイッチング素子Q2、Q3を高周波で交互にオンオフする駆動回路20とを備える。スイッチング素子Q3の両端間には、共振回路6を構成するインダクタL2とコンデンサC2との直列回路が接続され、コンデンサC2の両端間にコンデンサC3を介して無電極放電灯3を構成する誘導コイル30が接続される。
The high frequency
一方、保護回路4は、従来構成と同様に、高周波電源回路2から無電極放電灯3への電力供給に異常があるときに高周波電源回路2を間欠的に動作させることによって保護期間Tpと動作期間Tmとを交互に繰り返すものである。ただし、従来構成のように直流電源回路1の出力電流を検出する構成ではなく、前記異常時に高周波電源回路2の出力が過大になることに着目して誘導コイル30の両端間の電圧を検出する構成を採用している。
On the other hand, the
保護回路4は、誘導コイル30の両端間に接続される抵抗R1とコンデンサC4との直列回路と、コンデンサC4の両端間に接続される抵抗R2と、第2電源11の出力端子間に接続される抵抗R3とコンデンサC5との直列回路と、コンデンサC5の両端間に接続される抵抗R4とを備える。さらに、第2電源11から電力供給されるコンデンサC5の両端間の電圧を基準電圧として、コンデンサC4の両端間の電圧が基準電圧を超えると出力がHレベルになるコンパレータCP1を備える。コンパレータCP1の出力端子と第2電源11の負極の出力端子との間には抵抗R5とコンデンサC6との直列回路が接続され、コンパレータCP1の出力がHレベルの期間にコンデンサC6を充電するようにしている。また、コンパレータCP1の出力がLレベルの期間にコンデンサC6に充電された電荷を放電するように、コンデンサC6と抵抗R5との接続点は抵抗R6とダイオードD2とを介してコンパレータCP1の出力端子に接続される。
The
保護回路4は、高周波電源回路2のスイッチング素子Q3をオフにすることによって高周波電源回路2の動作を停止できるようにスイッチング素子Q3のゲートにダイオードD3を介して接続された高周波停止回路40を備え、コンデンサC6と抵抗R5との接続点が高周波停止回路40のトリガ端子EN1に接続されることによって、コンデンサC6の両端間の電圧が高周波停止回路40のしきい値電圧に達すると高周波電源回路2の動作を停止させる。
The
ところで、オーバーシュート防止回路5は、第2電源11の出力端子間に接続される抵抗R7とコンデンサC7との直列回路と、コンデンサC7の両端間に接続される抵抗R8と、抵抗R7とコンデンサC7の接続点が非反転入力端子に接続されたオペアンプOP1とを備える。オペアンプOP1は、反転入力端子と出力端子との間に抵抗R9およびコンデンサC8が並列に接続され、反転入力端子と第2電源11の負極の出力端子との間に抵抗R10が接続されることによって、非反転入力端子の電位が高くなると出力端子の電位を高くするように構成される。
By the way, the
また、オーバーシュート防止回路5は、高周波電源回路2の出力する高周波出力の周波数を決定する周波数設定回路50を備える。周波数設定回路50の制御端子Roscは、ダイオードD4と抵抗R11との直列回路を介してオペアンプOP1の出力端子に接続されるとともに、抵抗R12を介して第2電源11の負極の出力端子に接続される。周波数設定回路50は、制御端子RoscからダイオードD4および抵抗R11を介してオペアンプOP1の出力端子に流れる電流Iswが小さくなることによって高周波出力の周波数を低くするものである。
The
この構成によれば、第2電源11の出力によって充電されるコンデンサC7の両端間の電圧が上昇するとオペアンプOP1の出力端子の電位が上昇し電流Iswが低減するので、高周波出力の周波数は低くなるようにスイープする。ここで、オーバーシュート防止回路5は、コンデンサC7の両端間の電圧が略ゼロのときの高周波出力の周波数を図2に示した周波数f3より高い周波数fstにするとともに、コンデンサC7が飽和状態のときの高周波出力の周波数を図2に示した周波数f1にするように各部品の定数が設定される。したがって、誘導コイル30に与えられる高周波出力Vcoilは、コンデンサC7の両端間の電圧が略ゼロから飽和状態まで上昇することによって、略ゼロから始動出力Vstまで連続的に変化する。
According to this configuration, when the voltage between both ends of the capacitor C7 charged by the output of the second power supply 11 rises, the potential of the output terminal of the operational amplifier OP1 rises and the current Isw is reduced, so the frequency of the high frequency output is lowered. Sweep like so. Here, the
また、誘導コイル30の両端間の電圧を分圧および整流した電圧をオペアンプOP1の反転入力端子に入力すれば、オペアンプOP1は誘導コイル30の両端間の電圧が大きくなると電流Iswを大きくするので、誘導コイル30の両端間の電圧が過大になることを防止できる。
Further, if a voltage obtained by dividing and rectifying the voltage across the
さらに、オーバーシュート防止回路5は、コンデンサC7に充電された電荷を放電するための電荷放電回路51を備える。電荷放電回路51は、コンデンサC7の両端間に抵抗R13を介して接続されるMOSFETからなるスイッチング素子Q4と、周波数設定回路50の制御出力端子OPoutと第2電源11の負極の出力端子との間に接続されたダイオードD5と抵抗R14と抵抗R15との直列回路とを備え、抵抗R14と抵抗R15との接続点にスイッチング素子Q4のゲートが接続される構成を有し、周波数設定回路50の制御出力端子OPoutがHレベルの期間にスイッチング素子Q4をオンすることによってコンデンサC7に充電された電荷を放電する。
The
本実施形態の動作を、図4(a)に示す高周波出力の周波数および図4(b)に示す誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilの大きさを参照して説明する。図4は、横軸で時間を表すものであって、前記異常時に保護期間Tpと動作期間Tmとの組み合わせを3回繰り返す場合を示す。ここで、周波数設定回路50は、図4(c)に示すように、制御出力端子OPoutを保護期間Tpにおいて動作期間Tmに移行する直前の所定時間Hレベルにする機能を備えている。したがって、コンデンサC7の両端間の電圧は、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する移行期間Ttにおいて、略ゼロから飽和状態まで上昇することになる。
The operation of this embodiment will be described with reference to the frequency of the high frequency output shown in FIG. 4A and the magnitude of the high frequency output Vcoil applied to the
本実施形態では、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する移行期間TtにコンデンサC7の両端間の電圧が上昇することによって、図4(a)に示すように、高周波出力の周波数が周波数fstから周波数f1までスイープする。したがって、図4(b)に示すように、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが略ゼロから始動出力Vstまで連続的に変化することになる。また、保護期間Tpの度にコンデンサC7に充電された電荷が放電されるので、2回目以降の移行期間Ttにおいても、1回目の移行期間Ttと同様に誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを変化させることができる。
In the present embodiment, as the voltage across the capacitor C7 rises during the transition period Tt during which the protection period Tp shifts to the operation period Tm, the frequency of the high frequency output is changed from the frequency fst as shown in FIG. Sweep to frequency f1. Therefore, as shown in FIG. 4B, the high frequency output Vcoil applied to the
要するに、本実施形態では、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する際に誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが急峻に立ち上がる従来構成に比べて、オーバーシュート防止回路5を備えることによって誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilの立ち上がりが緩やかになるので、誘導コイル30の両端間の電圧にオーバーシュートが発生することを防止でき、構成部品にストレスがかかることを防止できる。
In short, in the present embodiment, the
なお、最低始動出力Vstminの大きさは一定でなく、上述したように誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを緩やかに立ち上げる場合には、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを急峻に立ち上げる場合に比べて小さくなることが確認されており、たとえば、低温や暗所等の無電極放電灯3の始動が困難な環境においても本実施形態の無電極放電灯点灯装置を用いれば無電極放電灯3が始動し易くなる。また、保護回路4は、従来構成と同様に直流電源回路1の出力電流を検出するものであってもよい。さらに、オーバーシュート防止回路5は、経過時間に比例して周波数を変化させるものや、高周波電源回路2の動作が停止している時間に応じて周波数のスイープの緩急を変化させるものであってもよい。
Note that the magnitude of the minimum starting output Vstmin is not constant. As described above, when the high frequency output Vcoil applied to the
(実施形態2)
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態1のように誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを連続的に変化させるのではなく、図5(a)に示すように、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilの大きさを段階的に変化させるものである。
(Embodiment 2)
The electrodeless discharge lamp lighting device of this embodiment does not continuously change the high-frequency output Vcoil applied to the
本実施形態は、図3に示した実施形態1に対してオーバーシュート防止回路5を周波数設定回路50の他は全て省略し、周波数設定回路50の制御端子Roscと第2電源11の負極の出力端子との間に並列に接続される値の異なる2個の抵抗(図示せず)と、一定時間で当該抵抗を切替えるタイマー回路(図示せず)とを設けることによって、簡単な回路構成で実現することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、移行期間Ttにおける高周波出力の周波数を誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが予備出力Voffになるような周波数f3(図2参照)にする。その結果、図5(b)に示すように、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが、保護期間Tpにおいては略ゼロであって、移行期間Ttにおいては予備出力Voffであって、動作期間Tmにおいては始動出力Vstとなるように、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する際に段階的に変化することになる。
In the present embodiment, the frequency of the high frequency output in the transition period Tt is set to a frequency f3 (see FIG. 2) such that the high frequency output Vcoil applied to the
すなわち、保護期間Tpから動作期間Tmに移行する際に、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが略ゼロから予備出力Voffに立ち上がり、その後始動出力Vstに立ち上がるので、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが略ゼロから始動出力Vstまで急峻に立ち上がる従来構成に比べて立ち上がりが小さくなり、結果的に、従来構成に比べて誘導コイル30の両端間の電圧にオーバーシュートが発生することを防止でき、構成部品にストレスがかかることを防止できる。
That is, when shifting from the protection period Tp to the operation period Tm, the high frequency output Vcoil given to the
また、本実施形態の回路構成に加えて実施形態1のような周波数をスイープさせるための回路を設けることによって、図6(a)に示すように、移行期間Ttにおいて高周波出力の周波数をあるタイマー時間Tsだけ周波数f3にした後、周波数f1までスイープさせることもできる。この場合には、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilは、図6(b)に示すように、移行期間Ttにおいてタイマー時間Ts経過後に予備出力Voffから始動出力Vstまで連続的に変化する。
Further, by providing a circuit for sweeping the frequency as in the first embodiment in addition to the circuit configuration of the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the frequency of the high frequency output is set to a certain timer in the transition period Tt. The frequency f3 can be swept up to the frequency f1 after the time Ts. In this case, as shown in FIG. 6 (b), the high frequency output Vcoil applied to the
その他にも、上述したように移行期間Ttにおいて高周波出力の周波数を1つの周波数f3に固定するのではなく、移行期間Ttにおいて高周波出力の周波数を複数の周波数間で段階的に低下させるようにしてもよい。その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 In addition, as described above, the frequency of the high-frequency output is not fixed to one frequency f3 in the transition period Tt, but the frequency of the high-frequency output is decreased stepwise between a plurality of frequencies in the transition period Tt. Also good. Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
(実施形態3)
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、前記異常時にも高周波電源回路2の動作を停止させないものであって、図7(a)に示すように、保護期間Tp中にも誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilが予備出力Voffになるような周波数f3(図2参照)の高周波出力を高周波電源回路2から出力し続ける。移行期間Ttには、高周波出力の周波数を周波数f3から周波数f1にスイープさせることによって、図7(b)に示すように、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilを予備出力Voffから始動出力Vstまでスイープさせる。
(Embodiment 3)
The electrodeless discharge lamp lighting device of the present embodiment does not stop the operation of the high-frequency
本実施形態は、図3に示した実施形態1における高周波停止回路40を省略し、保護回路4が前記異常を検出したときに周波数設定回路50によって高周波出力の周波数を変化させる構成にすることで実現できる。
In this embodiment, the high frequency stop circuit 40 in the first embodiment shown in FIG. 3 is omitted, and the
本実施形態では、高周波電源回路2が動作し続けることによって、高周波電源回路2が間欠的に動作することにより生じるノイズを無くすことができる。また、動作期間Tmから保護期間Tpに移行する際にも移行期間Ttと同様に高周波出力の周波数をスイープさせることによって、動作期間Tmから保護期間Tpに移行する際において高周波出力の周波数が不連続的に変化することによるノイズの発生を低減することも可能である。その他の構成および機能は実施形態1と同様である。
In the present embodiment, since the high frequency
(実施形態4)
ところで、上述した各実施形態の無電極放電灯点灯装置を実際に使用する際には、無電極放電灯点灯装置に無電極放電灯3を備えることによって無電極放電灯装置として使用する。この場合に、前記異常によって高周波電源回路2の出力端子間が無負荷状態になると、直流電源回路1から高周波電源回路2側をみた抵抗値が大きくなることによって、直流電源回路1の出力電圧VDCが低下するものが確認されている。
(Embodiment 4)
By the way, when the electrodeless discharge lamp lighting device of each embodiment described above is actually used, the electrodeless discharge lamp lighting device is provided with the
そこで、本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、この直流電源回路1の出力電圧VDCが所定値を下回ることによって前記異常を検出する構成を採用したものである。
Therefore, the electrodeless discharge lamp lighting device of the present embodiment employs a configuration that detects the abnormality when the output voltage VDC of the DC
本実施形態は、図8に示すように、図3に示した実施形態1に対して、誘導コイル30の両端間に接続された抵抗R1と抵抗R2との直列回路を誘導コイル30の両端間に代えて直流電源回路1の出力端子間に接続するとともに、コンデンサC6の両端間の電圧が高周波停止回路40のしきい値電圧を下回ることにより高周波停止回路40が高周波電源回路2の動作を停止させるようにコンデンサC6と抵抗R5との接続点を高周波停止回路40のトリガ端子EN1に代えて反転トリガ端子EN2に接続することによって実現できる。
As shown in FIG. 8, the present embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 3 in that a series circuit of resistors R1 and R2 connected between both ends of the
本実施形態では、前記異常時に、直流電源回路1の出力電圧VDCが低下しコンパレータCP1の出力がLレベルになることによって、コンデンサC6に充電された電荷が抵抗R6およびダイオードD2を介して放電を開始する。コンデンサC6の両端間の電圧が高周波停止回路40のしきい値電圧を下回ると、高周波停止回路40が高周波電源回路2の動作を停止させる。その後、高周波電源回路2の動作が停止することによって直流電源回路1の出力電圧VDCが上昇するので、高周波電源回路2が動作を再開する。
In the present embodiment, when the abnormality occurs, the output voltage VDC of the DC
この構成によれば、保護回路4は直流電圧の大きさを検出するので、交流電圧の大きさを検出する場合に比べると、平滑が不要であり容易に前記異常を検出できる。
According to this configuration, since the
また、直流電源回路1には、出力電圧VDCが異常に昇圧したり交流電源ACの瞬時停電や瞬時降圧に起因して異常に降圧したときに構成部品を保護するための電源保護回路(図示せず)を備えるものがある。そこで、この電源保護回路によって検出される直流電源回路1の出力電圧VDCを保護回路4に流用すれば、電圧を検出するための回路が保護回路4には不要になるので回路構成を簡略化できる。その他の構成および機能は実施形態1と同様である。
Further, the DC
なお、上述した各実施形態では、誘導コイル30に与える高周波出力Vcoilの大きさを変化させるために高周波出力の周波数を変化させるようにしているが、他にも、直流電源回路1の出力電圧VDCを変化させるようにしてもよく、また、高周波出力の周波数と直流電源回路1の出力電圧VDCとの両方を変化させるようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the frequency of the high frequency output is changed in order to change the magnitude of the high frequency output Vcoil applied to the
1 直流電源回路
2 高周波電源回路
3 無電極放電灯
4 保護回路
5 オーバーシュート防止回路
6 共振回路
30 誘導コイル
31 バルブ
50 周波数設定回路
AC 交流電源
Tm 動作期間
Tp 保護期間
Tt 移行期間
Vcoil 高周波出力
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