JP4661304B2 - Electrodeless discharge lamp lighting device and lighting fixture - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ回路を用いて無電極放電灯を高周波点灯させる無電極放電灯点灯装置、及び、この無電極放電灯点灯装置により無電極放電灯の点灯動作が制御される照明器具に関する。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device that operates an electrodeless discharge lamp at a high frequency using an inverter circuit, and a lighting fixture in which the operation of lighting the electrodeless discharge lamp is controlled by the electrodeless discharge lamp lighting device.
従来の無電極放電灯点灯装置として図14に示すように構成されたものがある。この図14に示す無電極放電灯点灯装置は、交流電源101から出力される交流電圧を整流する整流回路102と、2つのスイッチング素子Q1、Q2を有する自励式でハーフブリッジ式のインバータ回路103と、インバータ回路103の一方のスイッチング素子Q1を起動する起動回路104と、インバータ回路103に接続された共振回路105と、共振回路105に接続された誘導コイル106とを備えている(例えば、特許文献1)。
A conventional electrodeless discharge lamp lighting device is configured as shown in FIG. The electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 14 includes a
このように構成された無電極放電灯点灯装置は、電源スイッチSWがオンにされると交流電源101から出力される交流電圧が整流回路102で整流され、この整流された直流電圧がインバータ回路103により高周波電圧に変換され、この高周波電圧が共振回路105の共振動作により高周波高電圧に変換され、誘導コイル106に供給されることで誘導コイル106に近接配置された無電極放電灯107が点灯される。
In the electrodeless discharge lamp lighting device configured as described above, when the power switch SW is turned on, the AC voltage output from the
また、従来の無電極放電灯点灯装置として図15に示すように構成されたものがある。この図15に示す無電極放電灯点灯装置は、交流電源111から出力される交流電圧を整流する整流回路112と、4つのスイッチング素子Q1乃至Q4及び制御回路113を有する他励式でフルブリッジ式のインバータ回路114と、インバータ回路114に接続された共振回路115と、共振回路115に接続された誘導コイル116とを備えている。
Another conventional electrodeless discharge lamp lighting device is configured as shown in FIG. The electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 15 is a separately-excited, full-bridge type having a
このように構成された無電極放電灯点灯装置は、電源スイッチSWがオンにされると交流電源111から出力される交流電圧が整流回路112で整流され、この整流された直流電圧がインバータ回路114により高周波電圧に変換され、この高周波電圧が共振回路115の共振動作により高周波高電圧に変換され、誘導コイル116に供給されることで誘導コイル116に近接配置された無電極放電灯117が点灯される。
ところが、図14に示す無電極放電灯点灯装置では、インバータ回路103がハーフブリッジ式であるため、高ワット負荷に対応しずらいという問題があると共に、特に始動時に誘導コイル106の両端に高電圧を印加する必要のある無電極放電灯107を点灯させるにはスイッチング素子Q1、Q2にかかるストレスが大きくなることから設計がしずらくなるという問題があった。
However, in the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 14, since the
一方、図15に示す無電極放電灯点灯装置では、インバータ回路114がフルブリッジ式であるため、高ワット負荷への対応が容易となると共に、始動時に誘導コイル116の両端に高電圧を印加する必要のある無電極放電灯117を点灯させる場合の設計も容易となる。しかしながら、誘導コイル116が接続される端子である出力端子a、bが共に大地に対して大きな浮遊容量Cs1、Cs2を有することになり、この浮遊容量Cs1、Cs2に出力端子a、bにおける高周波高電圧が印加されることになる。このため、図15において矢印(出力端子aが浮遊容量Cs1を介して交流電源111に流れる高周波電流のループは省略する。)で示すように、交流電源111のラインを介して高周波電流が流れてしまい、交流電源111に接続される他の機器に対して高周波電流が高周波ノイズとして働き、他の機器に対して悪影響を与えるという問題があった。
On the other hand, in the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 15, since the
また、図15に示す無電極放電灯点灯装置では、誘導コイル116が安定電位に接続されていないことから、誘導コイル116の両端の電位はスイッチング素子Q1乃至Q4のオンオフに合わせて急峻かつ高周波で変動する結果、高周波ノイズがさらに増大されることになる。
Further, in the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 15, since the
なお、図14に示す無電極放電灯点灯装置においても、交流電源101のラインを介して高周波電流が流れ、交流電源101に接続される他の機器に対して高周波電流がノイズとして働くことになるが、図14に示す無電極放電灯点灯装置では出力端子bはグランド電位に接続されていることから、出力端子bにおける浮遊容量Cs2は小さな値となることで高周波ノイズの発生は図15に示す無電極放電灯点灯装置に比べて格段に抑制される。
In the electrodeless discharge lamp lighting device shown in FIG. 14 as well, a high-frequency current flows through the line of the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高周波ノイズを効果的に抑制することができるフルブリッジ方式のインバータ回路を用いた無電極放電灯点灯装置及び照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an electrodeless discharge lamp lighting device and a lighting fixture using a full-bridge inverter circuit capable of effectively suppressing high-frequency noise. Objective.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、無電極放電灯に高周波磁界を供給して当該無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置であって、無電極放電灯に高周波磁界を供給する誘導コイルと、この誘導コイルに高周波電力を供給するものであり、4つのスイッチング素子が直並列に接続されてなるフルブリッジ方式のインバータ回路と、一次巻線が前記インバータ回路側に接続されると共に、二次巻線が前記誘導コイル側に接続されるトランスと、このトランスの二次巻線と前記誘導コイルとの間に配設され、当該トランスを介する前記インバータ回路の出力を共振動作によって高電圧に変換する共振回路とを備え、前記共振回路は、互いに直列接続された第1のコイルと第1のコンデンサとが前記トランスの二次巻線の一端と前記誘導コイルの一端との間のラインに、互いに直列接続された第2のコイルと第2のコンデンサとが前記トランスの二次巻線の他端と前記誘導コイルの他端との間のラインに、各ライン間で対称になるように配設され、前記第1のコイルと前記第1のコンデンサの接続点と前記第2のコイルと前記第2のコンデンサの接続点との間に互いに直列接続された第3のコンデンサと第4のコンデンサとが接続され、この第3のコンデンサと第4のコンデンサ同士の接続点がグランド電位に接続されてなるものであることを特徴としている。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2の発明は、無電極放電灯に高周波磁界を供給して当該無電極放電灯を点灯させる照明器具であって、請求項1記載の無電極放電灯点灯装置と、この無電極放電灯点灯装置により点灯動作が制御される無電極放電灯とを含むことを特徴としている。 A second aspect of the present invention is a lighting fixture for lighting an electrodeless discharge lamp by supplying a high frequency magnetic field to the electrodeless discharge lamp, the electrodeless discharge lamp lighting device according to the first aspect, and the electrodeless discharge lamp. And an electrodeless discharge lamp whose lighting operation is controlled by a lighting device .
請求項1及び2の発明によれば、フルブリッジ方式のインバータ回路を用いていることで高ワット負荷への対応が容易になるにも拘わらず、高周波高電圧が印加される誘導コイルの接続側であるトランスの二次巻線の一端が高周波的にグランド電位に接続されていることから大地に対する浮遊容量が小さくなる結果、高周波ノイズを効果的に低減させることができることに加え、共振回路を構成するコイルとコンデンサとが各ライン間で対称になるように配設されているので、各部位におけるグランド電位に対する電位は極性が逆で大きさの等しいものとなり、各ラインとグランド電位間の漏れ電流も互いに大きさが等しく逆向きのものが流れることになる結果、これら漏れ電流は互いに打ち消されることになって高周波ノイズをより効果的に低減させることができる。 According to the first and second aspects of the invention, the connection side of the induction coil to which a high frequency high voltage is applied despite the fact that it is easy to cope with a high wattage load by using a full bridge type inverter circuit. Since one end of the secondary winding of the transformer is connected to the ground potential at a high frequency, the stray capacitance to the ground is reduced, so that the high-frequency noise can be effectively reduced , and the resonant circuit is Since the coils and capacitors that are configured are arranged symmetrically between the lines, the potentials with respect to the ground potential at each part are opposite in polarity and equal in magnitude, and leakage between each line and the ground potential As a result of currents flowing in equal and opposite directions, these leakage currents cancel each other out, making high frequency noise more effective. It can be reduced.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この図において、無電極放電灯点灯装置10aは、無電極放電灯12を高周波点灯させるものであり、交流電源Vacから出力される交流電圧を直流電圧に変換する直流電源14と、直流電源14の出力端に接続されたインバータ回路16と、インバータ回路16の出力端に一次巻線LM1が接続されたトランス18と、トランス18の二次巻線LM2に接続された共振回路20と、共振回路20の出力端に接続され、無電極放電灯12に近接配置される誘導コイル22とを備えたものである。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. In this figure, an electrodeless discharge
直流電源14は、交流電源Vacから出力される交流電圧を全波整流することで直流電圧を得るダイオードブリッジDBと、整流された電圧を平滑する平滑コンデンサCoとを備えている。
The
インバータ回路16は、4つのスイッチング素子が直並列に接続されたフルブリッジ方式のものであり、直流電源14の出力端に互いに直列接続されてなる第1のスイッチング素子Q1及び第2のスイッチング素子Q2と、直流電源14の出力端に互いに直列接続されてなる第3のスイッチング素子Q3及び第4のスイッチング素子Q4と、各スイッチング素子Q1乃至Q4をオンオフ制御する制御回路24とからなるものである。なお、直列接続の第1及び第2のスイッチング素子Q1、Q2と直列接続の第3及び第4のスイッチング素子Q3、Q4とは、互いに並列接続されている。制御回路24は、所定のデューティ比の矩形波信号を出力する発振回路26と、発振回路26から出力される矩形波信号に基づいて各スイッチング素子Q1乃至Q4をオンオフさせる駆動回路28とを備えている。スイッチング素子は、例えば、FET(Field Effect Transistor)等のトランジスタ
である。
The
トランス18は、一次巻線LM1の一端が第1のスイッチング素子Q1及び第2のスイッチング素子Q2の接続点に接続され、一次巻線LM1の他端が第3のスイッチング素子Q3及び第4のスイッチング素子Q4の接続点に接続され、二次巻線LM2の一端がインバータ回路16(第1、第2のスイッチング素子Q1、Q2及び第3、第4のスイッチング素子Q3、Q4)のグランド電位側の端子と同一のラインに接続され、二次巻線LM2の他端が共振回路20のホットラインに接続されたものである。
In the
共振回路20は、インバータ回路16の出力を共振動作によって数kVから数十kVの高周波高電圧に変換し、始動時にその高電圧を誘導コイル22に供給するもので、トランス18の二次巻線LM2の他端と誘導コイル22の他端との間に直列接続されたコイルL1及びコンデンサC1と、コイルL1及びコンデンサC1の接続点とグランド電位との間に接続されたコンデンサC2とから構成されたものである。
The
誘導コイル22は、無電極放電灯12の内部に封入された放電ガスに高周波磁界を供給するものである。すなわち、無電極放電灯12は、例えば図2に示すように、断面凹形状の空洞部KDを有し、内部に放電ガスが封入されてなる略球状のバルブVBから構成されるもので、誘導コイル22はバルブVBの空洞部KD内に配設されるものである。
The
このように構成された無電極放電灯点灯装置10aは、電源スイッチSWがオンにされると交流電源Vacから出力される交流電圧が直流電源14により整流され、この整流された直流電圧がインバータ回路16により高周波電圧に変換され、この高周波電圧が共振回路20の共振動作により高周波高電圧に変換され、この高電圧が誘導コイル22に供給されることで誘導コイル22に近接配置された無電極放電灯12が点灯される。
In the electrodeless discharge
この構成において、トランス18の二次巻線LM2の一端がグランド電位に接続されているので、誘導コイル22が接続される共振回路20の出力端子aは大地に対して大きな浮遊容量Cs1を有することになるが、出力端子bは大地に対して小さな浮遊容量Cs2しか形成されないことになる。このため、交流電源Vacのラインを介して流れる高周波電流は実質的に出力端子a側からのみとなるため、フルブリッジ方式のインバータ回路を用いているにも拘わらず高周波ノイズを効果的に低減させることができる。
In this configuration, since one end of the secondary winding LM2 of the
また、誘導コイル22の一端がグランド電位に接続されることで電位が安定すると共に、誘導コイル22の他端の電位は共振回路20を介して供給されることで正弦波を描くように変化するため、従来例として示す図15の構成のように誘導コイル両端の電位がスイッチング素子のオンオフに合わせて急峻に変化することがないことからも、高周波ノイズを効果的に低減させることができる。
Further, the potential is stabilized by connecting one end of the
すなわち、図15の構成の場合、誘導コイル116の出力端子b側の電位Vbは、スイッチング素子Q1がオンでスイッチング素子Q2がオフの場合にはコンデンサCoに印加される電位となるのに対し、スイッチング素子Q1がオフでスイッチング素子Q2がオンの場合にはグランド電位となることから、スイッチング素子Q1がオンからオフ(スイッチング素子Q2がオフからオン)に変化する瞬間に直流電圧からグランド電位へと急峻に変化することになる。なお、誘導コイル116の出力端子a側の電位VaもVbと同様に変化する。
That is, in the case of the configuration of FIG. 15, the potential Vb on the output terminal b side of the
次に、別の実施形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第2の実施形態に係る回路構成では、図1に示す第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第2の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、共振回路20の構成を異ならせた点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the second embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the second embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the first embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the first embodiment. The circuit configuration according to the second embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that the configuration of the
すなわち、この第2の実施形態に係る放電灯点灯装置10bは、共振回路20が、各ライン間で共振素子を対称となるように配設したものであり、トランス18の二次巻線LM2の他端と誘導コイル22の他端との間に直列接続されたコイルL2及びコンデンサC3と、二次巻線LM2の一端と誘導コイル22の一端との間に直列接続されたコイルL3及びコンデンサC4と、コイルL2及びコンデンサC3の接続点とコイルL3及びコンデンサC4の接続点との間に接続されたコンデンサC5とから構成されたものである。ここで、コイルL2とコイルL3とは同一のインダクタンス値を有するものであり、コンデンサC3とコンデンサC4とは同一の静電容量値を有するものである。なお、図3において、電気的接続関係を説明する上で必要ではないので、インバータ回路16の発振回路26及び駆動回路28の記載は、省略されている。以下の図4乃至図12に示す実施形態についても同様である。
That is, in the discharge
このように構成された第2の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10bは、共振回路20における2本のラインの共振素子が各ライン間で対称になるように配置されていることで各部位における電位変動は大きさが等しく極性が反対となるため、これらの電位変動を互いに打ち消すことができ、しかも2本のライン間において各素子に均等に電圧が印加されることで電位が安定する結果、高周波ノイズをより効果的に低減させることができる。
In the electrodeless discharge
次に、別の実施形態について説明する。図4は、本発明の第3の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第3の実施形態に係る回路構成では、図1に示す第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第3の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、共振回路20がインバータ回路16とトランス18の一次巻線LM1との間に配設された点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the third embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the third embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the first embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the first embodiment. The circuit configuration according to the third embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that the
すなわち、この第3の実施形態に係る放電灯点灯装置10cは、共振回路20が、インバータ回路16を構成する第3のスイッチング素子Q3及び第4のスイッチング素子Q4の接続点とトランス18の一次巻線LM1の他端との間に直列接続されたコイルL4及びコンデンサC6と、コイルL4及びコンデンサC6の接続点と、インバータ回路16を構成する第1のスイッチング素子Q1及び第2のスイッチング素子Q2の接続点とトランス18の一次巻線LM1の一端とを結ぶラインに接続されたコンデンサC7とから構成されたものである。
That is, in the discharge
このように構成された第3の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10cは、インバータ回路16から出力される矩形波を共振回路20により略正弦波にした上でトランス18の一次巻線LM1に印加されるため、トランス18の一次巻線LM1の両端の電圧が急峻に変化することが阻止される結果、トランス18から発生する高周波ノイズまでも低減されることになる。また、トランス18の一次巻線LM1に対してコイルL4が直列に接続され、コンデンサC6、C7が並列に接続されることでトランス18から発生する高周波ノイズをより低減させることができる。
In the electrodeless discharge
次に、別の実施形態について説明する。図5は、本発明の第4の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第4の実施形態に係る回路構成では、図4に示す第3の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第3の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第4の実施形態に係る回路構成は、第3の実施形態に係る回路構成とは、トランス18が昇圧用のトランスであり、トランス18の二次巻線LM2と誘導コイル22との間に直列にコンデンサC8が接続されたものである点及び共振回路20においてコンデンサC6を介することなくコイルL4がトランス18の一次巻線LM1の他端に直接接続されている点で相違するものであり、その他の構成は第3の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the fourth embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the third embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the third embodiment. The circuit configuration according to the fourth embodiment is different from the circuit configuration according to the third embodiment in that the
すなわち、この第4の実施形態に係る放電灯点灯装置10dは、トランス18として昇圧用のトランスを採用する一方、トランス18の二次巻線LM2と誘導コイル22との間に直列にコンデンサC8が接続されたもので、これに伴って共振回路20が、インバータ回路16を構成する第3のスイッチング素子Q3及び第4のスイッチング素子Q4の接続点とトランス18の一次巻線LM1の他端との間に接続されたコイルL4と、コイルL4及び一次巻線LM1の接続点と、インバータ回路16を構成する第1のスイッチング素子Q1及び第2のスイッチング素子Q2の接続点とトランス18の一次巻線LM1の一端とを結ぶラインに接続されたコンデンサC7とから構成されたものである。
That is, the discharge
このように構成された第4の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10dは、トランス18として昇圧用のトランスが採用されることで、誘導コイル22の両端により高い電圧を印加することが可能になるにも拘わらず、共振回路20がインバータ回路16とトランス18の一次巻線LM1との間に配設されているので、共振回路20に印加される電圧を低く設定することが可能になり、高耐圧化の要求されるコンデンサC7などの共振素子のコスト面及びサイズ面での不利を緩和することができる。
The electrodeless discharge
また、トランス18の二次巻線LM2と誘導コイル22との間に直列にコンデンサC8が接続されているので、トランス18の二次巻線LM2の端子に印加される電圧を低くすることができる。すなわち、トランス18の二次巻線LM2の端子に印加される電圧をV1とし、コンデンサC8に印加される電圧をV2とし、誘導コイル22に印加される電圧をV3とすると、始動時における無電極放電灯12のプラズマ抵抗は略無限大であり、V2及びV3は互いに逆位相となることから、V1=V3−V2となる。このため、コンデンサC8に印加される電圧分だけトランス18の二次巻線LM2の端子に印加される電圧を低く設定することができる結果、インバータ回路16と誘導コイル22との間の各素子に印加される電圧を低くすることができ、より低耐圧の部材を選択することができる。
Further, since the capacitor C8 is connected in series between the secondary winding LM2 of the
次に、別の実施形態について説明する。図6は、本発明の第5の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第5の実施形態に係る回路構成では、図4に示す第3の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第3の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第5の実施形態に係る回路構成は、第3の実施形態に係る回路構成とは、共振回路20の構成を異ならせた点で相違するものであり、その他の構成は第3の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the fifth embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the fifth embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the third embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the third embodiment. The circuit configuration according to the fifth embodiment is different from the circuit configuration according to the third embodiment in that the configuration of the
すなわち、この第5の実施形態に係る放電灯点灯装置10eは、共振回路20が、各ライン間で共振素子を対称となるように配設したものであり、インバータ回路16を構成する第3のスイッチング素子Q3及び第4のスイッチング素子Q4の接続点とトランス18の一次巻線LM1の他端との間に直列接続されたコイルL5及びコンデンサC9と、インバータ回路16を構成する第1のスイッチング素子Q1及び第2のスイッチング素子Q2の接続点とトランス18の一次巻線LM1の一端との間に直列接続されたコイルL6及びコンデンサC10と、コイルL5及びコンデンサC9の接続点とコイルL6及びコンデンサC10の接続点との間に接続されたコンデンサC11とから構成されたものである。ここで、コイルL5とコイルL6とは同一のインダクタンス値を有するものであり、コンデンサC9とコンデンサC10とは同一の静電容量値を有するものである。
In other words, in the discharge
このように構成された第5の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10eは、共振回路20における2本のラインの各部位における電位変動は大きさが等しく極性が反対となるため、これらの電位変動を互いに打ち消すことができ、しかも2本のライン間において各素子に均等に電圧が印加されることで電位が安定する結果、高周波ノイズをより効果的に低減させることができる。
In the electrodeless discharge
次に、別の実施形態について説明する。図7は、本発明の第6の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第6の実施形態に係る回路構成では、図1に示す第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第6の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、インバータ回路16と共振回路20との間に昇圧用の2つのトランスを直列接続した点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the sixth embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the sixth embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the first embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the first embodiment. The circuit configuration according to the sixth embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that two boosting transformers are connected in series between the
すなわち、この第6の実施形態に係る放電灯点灯装置10fは、昇圧用の第1のトランス30の一次巻線LM1の一端がインバータ回路16を構成する第1のスイッチング素子Q1と第2のスイッチング素子Q2との接続点に接続されると共に、一次巻線LM1の他端がインバータ回路16を構成する第3のスイッチング素子Q3と第4のスイッチング素子Q4との接続点に接続される一方、昇圧用の第2のトランス32の一次巻線の一端が第1のトランス30の二次巻線LM2の一端に接続されると共に、一次巻線の他端が第1のトランス30の二次巻線LM2の他端に接続され、第1のトランス30の二次巻線LM2の一端及び第2のトランス32の二次巻線LM2の一端がグランド電位に接続されたものである。なお、第2のトランス32の二次巻線LM2の両端には共振回路20が接続される。この共振回路20は、第2のトランス32の二次巻線LM2の他端と誘導コイル22の他端との間に直列接続されたコイルL7及びコンデンサC12と、第2のトランス32の二次巻線LM2に並列接続されたコンデンサC13とから構成されたものである。
That is, in the discharge
このように構成された第6の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10fは、2つのトランス30、32が直列接続されることで、より高い電圧を誘導コイル22に印加することができることに加え、各トランス30、32は1つのトランスで構成する場合に比べて小型化できることから、無電極放電灯点灯装置の小型化を促進できると共に、汎用の安価なトランスを用いることでトータルコスト面でも有利に設計することが可能になる。
The electrodeless discharge
次に、別の実施形態について説明する。図8は、本発明の第7の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第7の実施形態に係る回路構成では、図7に示す第6の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第6の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第7の実施形態に係る回路構成は、第6の実施形態に係る回路構成とは、共振回路20の配設位置が異なる点で相違するものであり、その他の構成は第6の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the seventh embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the seventh embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the sixth embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the sixth embodiment. The circuit configuration according to the seventh embodiment is different from the circuit configuration according to the sixth embodiment in that the arrangement position of the
すなわち、この第7の実施形態に係る放電灯点灯装置10gは、昇圧用の第1のトランス30の二次巻線LM2と昇圧用の第2のトランス32の一次巻線LM1との間に共振回路20が配設されたものである。この共振回路20は、第1のトランス30の二次巻線LM2の他端と第2のトランス32の一次巻線LM1の他端との間に直列接続されたコイルL8及び2つのコンデンサC14、C15と、第1のトランス30の二次巻線LM2の一端及び第2のトランス32の一次巻線LM1の一端を直結するラインと2つのコンデンサC14、C15の接続点との間に接続されたコンデンサC16とから構成されたものである。ここで、第1のトランス30の二次巻線LM2の一端及び第2のトランス32の一次巻線LM1の一端を直結するラインはグランド電位に接続されたものである。また、誘導コイル22は、第2のトランス32の二次巻線LM2に直結されることになる。
That is, the discharge
このように構成された第7の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10gは、共振回路20が第1のトランス30の二次巻線LM2と第2のトランス32の一次巻線LM1との間に配設されることで共振回路20を構成する各共振素子に印加される電圧を低減させることができる結果、コストダウンを効果的に促進することができる。また、共振回路20がグランド電位と接続されていることで、共振回路20の電位をより安定化させることが可能となり、高周波ノイズをより低減させることが可能になる。
In the electrodeless discharge
次に、別の実施形態について説明する。図9は、本発明の第8の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第8の実施形態に係る回路構成では、図1に示す第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第8の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、インバータ回路16と誘導コイル22との間に3つのトランスと2つの共振回路が配設された点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the eighth embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the eighth embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the first embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the first embodiment. The circuit configuration according to the eighth embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that three transformers and two resonance circuits are arranged between the
すなわち、この第8の実施形態に係る放電灯点灯装置10hは、2つの二次巻線LM2、LM3を有する第1のトランス34の一次巻線LM1の一端がインバータ回路16を構成する第1のスイッチング素子Q1と第2のスイッチング素子Q2との接続点に接続されると共に、一次巻線LM1の他端がインバータ回路16を構成する第3のスイッチング素子Q3と第4のスイッチング素子Q4との接続点に接続される一方、第1のトランス34の一方の二次巻線LM2に対応して配設される第2のトランス36の二次巻線LM2及び第1のトランス34の他方の二次巻線LM3に対応して配設される第3のトランス38の二次巻線LM2が互いに同相となるように直列接続されたものである。
That is, in the discharge
また、この2つの二次巻線LM2、LM2の直列接続回路に誘導コイル22が並列接続され、第1のトランス34の一方の二次巻線LM2と第2のトランス36の一次巻線LM1との間に第1の共振回路40が接続され、第1のトランス34の他方の二次巻線LM3と第3のトランス38の一次巻線LM1との間に第2の共振回路42が接続されたものである。なお、第3のトランス38の一端はグランド電位に接続されている。
An
ここで、第1の共振回路40は、第1のトランス34の一方の二次巻線LM2の他端と第2のトランス36の一次巻線LM1の他端との間に直列接続されたコンデンサC17及びコイルL9と、第1のトランス34の一方の二次巻線LM2の一端及び第2のトランス36の一次巻線LM1の一端を直結するラインとコンデンサC17及びコイルL9の接続点との間に接続されたコンデンサC18とから構成されたものである。
Here, the
また、第2の共振回路42は、第1の共振回路40と同一の構成になるものであり、第1のトランス34の他方の二次巻線LM2の他端と第3のトランス38の一次巻線LM1の他端との間に直列接続されたコンデンサC19及びコイルL10と、第1のトランス34の他方の二次巻線LM3の一端及び第3のトランス38の一次巻線LM1の一端を直結するラインとコンデンサC19及びコイルL10の接続点との間に接続されたコンデンサC20とから構成されたものである。
The
このように構成された第8の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10hは、第1の共振回路40と第2の共振回路42からの同周波数で同相の出力電圧が第2のトランス36の二次巻線LM2及び第3のトランス38の二次巻線LM2で合成される結果、より高い電圧を誘導コイル22に印加することができる。一方、第1の共振回路40及び第2の共振回路42には、第1のトランス34の各二次巻線LM2、LM3の電圧が印加されるだけであるため、第1、第2の共振回路40、42を構成する各共振素子に印加される電圧を低減させることができる結果、コストダウンを効果的に促進することができる。
In the electrodeless discharge
次に、別の実施形態について説明する。図10は、本発明の第9の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第9の実施形態に係る回路構成では、図4に示す第3の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第3の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第9の実施形態に係る回路構成は、第3の実施形態に係る回路構成とは、共振回路20と誘導コイル22との間に3つのトランスが配設された点で相違するものであり、その他の構成は第3の実施形態に係るものと同一である。
Next, another embodiment will be described. FIG. 10 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the ninth embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the ninth embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the third embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the third embodiment. The circuit configuration according to the ninth embodiment is different from the circuit configuration according to the third embodiment in that three transformers are disposed between the
すなわち、この第9の実施形態に係る放電灯点灯装置10iは、2つの二次巻線LM2、LM3を有する第1のトランス44の一次巻線LM1が共振回路20の出力端に接続される一方、第1のトランス44の一方の二次巻線LM2に第2のトランス46の一次巻線LM1が並列接続されると共に、第1のトランス44の他方の二次巻線LM3に第3のトランス48の一次巻線LM1が並列接続され、第2のトランス46の二次巻線LM2及び第3のトランス48の二次巻線LM2が同相となるように互いに直列接続されたものであり、この2つの二次巻線LM2、LM2の直列接続回路に誘導コイル22が並列接続されたものである。なお、第3のトランス48の一端はグランド電位に接続されている。
That is, in the discharge lamp lighting device 10i according to the ninth embodiment, the primary winding LM1 of the
このように構成された第9の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10iは、第1のトランス44の2つの二次巻線LM2、LM3からの同周波数で同相の出力電圧が第2のトランス46の二次巻線LM2及び第3のトランス48の二次巻線LM2で合成される結果、より高い電圧を誘導コイル22に印加することができる。また、2つのトランス46、48の各二次巻線LM2が直列接続されることで、より高い電圧を誘導コイル22に印加することができることに加え、各トランス44、46、48は1つのトランスで構成する場合に比べて小型化できることから、無電極放電灯点灯装置の小型化を促進できると共に、汎用の安価なトランスを用いることでトータルコスト面でも有利に設計することが可能になる。
The electrodeless discharge lamp lighting device 10i according to the ninth embodiment configured as described above has the same frequency and the same phase output voltage from the two secondary windings LM2 and LM3 of the
次に、別の実施形態について説明する。図11は、本発明の第10の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第10の実施形態に係る回路構成では、図1に示す第1の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第1の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第10の実施形態に係る回路構成は、第1の実施形態に係る回路構成とは、共振回路を構成するコイルをトランスの巻線で兼用するようにした点で相違するものであり、その他の構成は第1の実施形態に係るものと同一である。 Next, another embodiment will be described. FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the tenth embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the tenth embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the first embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the first embodiment. The circuit configuration according to the tenth embodiment is different from the circuit configuration according to the first embodiment in that the coil constituting the resonance circuit is also used as the winding of the transformer. The configuration is the same as that according to the first embodiment.
すなわち、この第10の実施形態に係る放電灯点灯装置10jは、トランス50の一次巻線LM1の一端がインバータ回路16を構成する第1のスイッチング素子Q1と第2のスイッチング素子Q2との接続点に接続されると共に、一次巻線LM1の他端がインバータ回路16を構成する第3のスイッチング素子Q3と第4のスイッチング素子Q4との接続点に接続される一方、トランス50の二次巻線LM2の一端がコンデンサC21を介して誘導コイル22の一端に接続されると共に、コンデンサC21と誘導コイル22の接続点がグランド電位に接続され、二次巻線LM2の他端がコンデンサC22を介して誘導コイル22の他端に接続されたものである。ここで、トランス50、コンデンサC21及びコンデンサC22は共振回路52をも構成している。なお、トランス50の二次巻線LM2の一端は直接的にグランド電位に接続されてはいないが、高周波的にはグランド電位に接続された状態となる。
That is, in the discharge lamp lighting device 10j according to the tenth embodiment, one end of the primary winding LM1 of the
このように構成された第10の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10jは、トランス50の一次巻線LM1及び二次巻線LM2が共振回路52のコイルを兼用していることで、構成素子数を削減することができる結果、点灯装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
The electrodeless discharge lamp lighting device 10j according to the tenth embodiment configured as described above has a configuration in which the primary winding LM1 and the secondary winding LM2 of the
次に、別の実施形態について説明する。図12は、本発明の第11の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。この第11の実施形態に係る回路構成では、図3に示す第2の実施形態に係る回路構成と基本的には同一の構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第2の実施形態に係る回路構成との相違点を中心に説明する。この第11の実施形態に係る回路構成は、第2の実施形態に係る回路構成とは、共振回路の構成が異なる点で相違するものであり、その他の構成は第2の実施形態に係るものと同一である。 Next, another embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram showing a circuit configuration of an electrodeless discharge lamp lighting device according to the eleventh embodiment of the present invention. The circuit configuration according to the eleventh embodiment is basically composed of the same components as the circuit configuration according to the second embodiment shown in FIG. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals, and the following description will focus on differences from the circuit configuration according to the second embodiment. The circuit configuration according to the eleventh embodiment is different from the circuit configuration according to the second embodiment in that the configuration of the resonance circuit is different, and the other configurations are those according to the second embodiment. Is the same.
すなわち、この第11の実施形態に係る放電灯点灯装置10kは、共振回路20を構成するコイルL2及びコンデンサC3の接続点とコイルL3及びコンデンサC4の接続点との間に接続されたコンデンサC5を互いに直列接続した2つのコンデンサC5a、C5bで構成し、この2つのコンデンサC5a、C5bの接続点をグランド電位に接続するようにしたものである。ここで、コイルL2とコイルL3とは同一のインダクタンス値を有するものであり、コンデンサC3とコンデンサC4とは同一の静電容量値を有するものである点は第2の実施形態に係る場合と同様である。
That is, the discharge
なお、このように2つのコンデンサC5a、C5bの接続点をグランド電位に接続するようにした場合でも、トランス18の二次巻線LM2の一端は高周波的にグランド電位に接続された状態となる。
Even when the connection point between the two capacitors C5a and C5b is connected to the ground potential in this way, one end of the secondary winding LM2 of the
このように構成された第11の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10kは、共振回路20における2本のラインの共振素子が各ライン間で対称になるように配置されていることで各部位におけるグランド電位に対する電位は極性が逆で大きさの等しいものとなる。このため、各ラインとグランド電位間の漏れ電流も互いに大きさが等しく逆向きのものが流れることになる結果、これら漏れ電流は互いに打ち消されることになり、高周波ノイズをより効果的に低減させることができる。
The electrodeless discharge
図13は、上述した各実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10a乃至10kを構成する各回路と無電極放電灯12とから構成される照明器具の具体的構成を示す図である。この図13に示す照明器具は、反射部を構成するプリズム60と、プリズム60の基部に設けられたランプソケット部62と、ランプソケット部62が支持された回路収納部64と、全体を覆う笠66とを含んで構成されたものである。なお、ランプソケット部62に無電極放電灯12が装着され、回路収納部64に無電極放電灯点灯装置10a乃至10kを構成する各回路を含む回路基板が収納されたものである。
FIG. 13 is a diagram illustrating a specific configuration of a lighting fixture including the circuits and the
本発明は、上記各実施形態に示すように構成されているので、フルブリッジ方式のインバータ回路を用いていることで高ワット負荷への対応が容易になるにも拘わらず、高周波高電圧が印加される誘導コイルの接続側であるトランスの二次巻線の一端がグランド電位に接続されていることから大地に対する浮遊容量が小さくなる結果、高周波ノイズを効果的に低減させることができる。 Since the present invention is configured as shown in each of the above embodiments, a high-frequency high voltage is applied even though it is easy to cope with a high wattage load by using a full-bridge inverter circuit. Since one end of the secondary winding of the transformer on the connection side of the induction coil to be connected is connected to the ground potential, the stray capacitance with respect to the ground is reduced, so that high-frequency noise can be effectively reduced.
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、種々の変形態様を必要に応じて採用することができる。特にトランスについては、昇圧トランスであることを明確にしてあるものを除き、昇圧トランスであっても降圧トランスであってもよく、一次巻線と二次巻線の巻き数が同数のトランスであってもよい。また、共振回路についても種々の構成のものを採用することができる。特に、第2の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10b、第5の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10e及び第11の実施形態に係る無電極放電灯点灯装置10kについて、共振回路を構成する共振素子が各ライン間で対称になるように配設するものとして説明しているが、その他の実施形態に係るものについても共振回路を構成する共振素子が各ライン間で対称になるように配設することも可能である。
In addition, this invention is not limited to the thing of the said embodiment, A various deformation | transformation aspect can be employ | adopted as needed. In particular, the transformer may be a step-up transformer or a step-down transformer, except for those that are clearly defined as step-up transformers, and the number of turns of the primary winding and the secondary winding is the same number of transformers. May be. Also, various configurations of the resonance circuit can be employed. In particular, the resonance circuit for the electrodeless discharge
10a乃至10k 無電極放電灯点灯装置
12 無電極放電灯
14 直流電源
16 インバータ回路
18、30、32、44、46、48、50 トランス
20、40、42、52 共振回路
22 誘導コイル
10a to 10k electrodeless discharge
Claims (2)
無電極放電灯に高周波磁界を供給する誘導コイルと、この誘導コイルに高周波電力を供給するものであり、4つのスイッチング素子が直並列に接続されてなるフルブリッジ方式のインバータ回路と、一次巻線が前記インバータ回路側に接続されると共に、二次巻線が前記誘導コイル側に接続されるトランスと、このトランスの二次巻線と前記誘導コイルとの間に配設され、当該トランスを介する前記インバータ回路の出力を共振動作によって高電圧に変換する共振回路とを備え、
前記共振回路は、互いに直列接続された第1のコイルと第1のコンデンサとが前記トランスの二次巻線の一端と前記誘導コイルの一端との間のラインに、互いに直列接続された第2のコイルと第2のコンデンサとが前記トランスの二次巻線の他端と前記誘導コイルの他端との間のラインに、各ライン間で対称になるように配設され、前記第1のコイルと前記第1のコンデンサの接続点と前記第2のコイルと前記第2のコンデンサの接続点との間に互いに直列接続された第3のコンデンサと第4のコンデンサとが接続され、この第3のコンデンサと第4のコンデンサ同士の接続点がグランド電位に接続されてなるものであることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 An electrodeless discharge lamp lighting device for turning on the electrodeless discharge lamp by supplying a high frequency magnetic field to the electrodeless discharge lamp,
An induction coil for supplying a high-frequency magnetic field to an electrodeless discharge lamp, a high-frequency power to the induction coil, a full-bridge inverter circuit in which four switching elements are connected in series and parallel, and a primary winding Is connected to the inverter circuit side, and a secondary winding is disposed between the induction coil side and the transformer, and is disposed between the secondary winding of the transformer and the induction coil. and a resonant circuit for converting the output of said inverter circuit to a high voltage by the resonance operation,
The resonant circuit includes a second coil in which a first coil and a first capacitor connected in series to each other are connected in series to a line between one end of a secondary winding of the transformer and one end of the induction coil. The coil and the second capacitor are disposed on a line between the other end of the secondary winding of the transformer and the other end of the induction coil so as to be symmetrical between the lines. A third capacitor and a fourth capacitor connected in series with each other are connected between a connection point of the coil and the first capacitor and a connection point of the second coil and the second capacitor. An electrodeless discharge lamp lighting device, wherein a connection point between the third capacitor and the fourth capacitor is connected to a ground potential .
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