JPH0745383A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents

無電極放電灯点灯装置

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JPH0745383A
JPH0745383A JP19003693A JP19003693A JPH0745383A JP H0745383 A JPH0745383 A JP H0745383A JP 19003693 A JP19003693 A JP 19003693A JP 19003693 A JP19003693 A JP 19003693A JP H0745383 A JPH0745383 A JP H0745383A
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JP
Japan
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discharge lamp
frequency
excitation coil
electrodeless discharge
coil
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Pending
Application number
JP19003693A
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English (en)
Inventor
Keiichi Shimizu
恵一 清水
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路損失を増大させることなく、励起コイル
側に伝達される高調波電流成分を低減し、且つ高周波発
生源でリンギングが起こりにくくする。 【構成】 コイルL1とコンデンサCSの直列回路はF
ET1、2から出力される高周波電流の基本周波数ω0
で容量性であるため、高周波電流をロスすることなく励
起コイル3側に伝達して、無電極ランプの点灯効率を向
上させることができる。又、前記高周波電流の第3次以
上の高調波電流に対しては前記直列回路の合成インピー
ダンスは誘導性となるため、第5次以上の高調波は励起
コイル3側に伝達されにくくなるため、前記励起コイル
3から放射される第5次以上の高次の高調波成分に起因
する放射雑音を減少させることができ、この放射雑音に
よる他の機器への悪影響を与えることを少なくできる。
又、前記合成インピーダンスが高次の高調波成分に対し
て誘導性になるため、FET1、2でのリンギングの発
生を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無電極放電灯点灯装置に
係り、特に無電極放電灯に電磁エネルギーを供給する励
起コイルと高周波発生源とを接続するマッチング回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の無電極放電灯点灯装置は、例えば
図5に示すようにFET1、2のスイッチングにより発
生した高周波電流をコンデンサCSとコンデンサCPか
ら成るマッチング回路を通して励起コイル3に供給し、
励起コイル3で発生する電磁エネルギーを無電極ランプ
4に供給して、この無電極ランプを点灯する構成を有し
ている。ところで、図5に示したマッチング回路では、
FET1、2のスイッチングにより発生された高周波電
流の高調波成分がコンデンサCSを素通りして励起コイ
ル3に伝達し易くなっているため、励起コイル3から前
記高調波成分に起因する電磁的放射雑音が多くなって、
この放射雑音により他の器具(通信機器等)に悪影響を
与えてしまうという欠点があった。又、FET1、2か
らなる高周波発生回路に存在する僅かなインダクタンス
と前記マッチング回路を構成するコンデンサCS、CP
が共振を起こして、FET1、2により発生される高周
波電流にリンギングが発生しやすくなる。このため、こ
のリンギングにより前記高周波電流の高調波成分が更に
大きくなって、励起コイル3から放射される雑音が更に
増大するという欠点があると共に、前記リンギングによ
りFET1、2に高電圧がかることがあり、この高電圧
がFET1、2の耐圧を越えると、FET1、2を破壊
してしまうという欠点があった。
【0003】そこで、上記のような欠点を回避するため
に、図6に示したマッチング回路が開発されている。こ
のマッチング回路では、コンデンサCSとコンデンサC
Pの間にコイルLが挿入され、コンデンサCSとコイル
Lから成る直列回路の合成インピーダンスが動作周波数
において誘導性になるように設定してある。このように
することによって、FET1、2から発生される高周波
電流の高調波成分がコンデンサCSとコイルLの直列回
路により減衰されるため、励起コイル3へ伝達しにくく
なり、前記高調波成分が原因の放射雑音を減らして、他
の器具への悪影響を少なくすることができる。又、コン
デンサCSとコイルLの直列回路の合成インピーダンス
が誘導性のため、FET1、2から成る高周波発生回路
に存在する僅かなインダクタンスとマッチング回路とが
共振を起こしにくくなる。これにより、FET1、2の
スイッチング時にリンギングが発生しにくくなり、FE
T1、2の破壊や高調波成分の増大を防止することがで
きる。しかしこの回路では、所要の整合条件を得るため
には、大きな値のインダクタンスが必要であり回路の無
効電力が増大する。また一方、通常の技術で得られるコ
イルのQはそう大きくないため、回路損失が大きくな
り、無電極ランプ4を点灯する効率が悪化するという欠
点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の無電極放電灯点
灯装置の高周波発生源と励起コイルとの間を接続するマ
ッチング回路はコンデンサのみで構成されているため、
前記高周波発生源で発生した高周波電流の高調波成分が
前記マッチング回路を素通りして励起コイルに伝達され
易く、この励起コイルから前記高調波成分が原因の放射
雑音が多く出て、他の器具に悪影響を与えるという欠点
があった。又、前記高調波発生源に存在する僅かなイン
ダクタンスとマッチング回路が共振を起こし、前記高調
波発生源を構成するFETのスイッチング動作時にリン
ギングが発生し易くなり、前記高調波成分を更に増大さ
せると共に、場合によっては前記FETが損傷されると
いう欠点があった。そこで、マッチング回路にコイルを
挿入して前記高調波発生源から出力される高周波電流の
高調波成分が前記励起コイルに伝達されにくくした回路
が開発され、前記放射雑音を減少させると共に、高周波
発生源でのリンギングの発生を抑制するようにしている
が、前記コイルのQを高くできないため、無効電力が増
大して回路損失が大きくなってしまうという欠点があっ
た。
【0005】そこで本発明は上記の欠点を除去し、回路
損失を増大させることなく、励起コイル側に伝達される
高調波電流成分を低減でき且つ高周波発生源でリンギン
グが起こりにくくすることができる無電極放電灯点灯装
置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の無電極放電灯点
灯装置は、高周波電流を発生する高周波発生源と、無電
極放電灯と、この無電極放電灯に電磁エネルギーを供給
して点灯させる励起コイルと、この励起コイルに並列に
接続されてこの励起コイルに流れる無効電流を補償する
第1のコンデンサと、前記高周波発生源から出力される
高周波電流を前記励起コイルに伝達する経路に挿入され
るコイル及び第2のコンデンサから成る直列回路とを具
備して成り、且つ前記直列回路は前記高周波電流の基本
周波数成分に対して容量性であると共に、この高周波電
流の高次の高調波成分に対して誘導性である構成を有す
る。
【0007】
【作用】本発明の無電極放電灯点灯装置において、前記
高周波電流発生源から出力される高周波電流の基本周波
数に対して、コイル及び第2のコンデンサから成る直列
回路は容量性であるため、前記高周波電流はこの直列回
路でロスすることなく励起コイル側に伝達され、効率よ
く無電極放電灯を点灯させることができる。しかし、前
記高周波電流の高次の高調波成分に対して前記直列回路
は誘導性であるため、高次の高調波成分はこの直列回路
で減衰して励起コイル側に伝達されるため、励起コイル
から発生される前記高次の高調波成分が起因する放射雑
音のレベルを小さくすることができ、この雑音による他
の機器への悪影響をなくすことができる。又、前記直列
回路は前記高次の高調波成分に対して誘導性であるた
め、高周波発生源でのリンギングの発生を抑制すること
ができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明の無電極放電灯点灯装置の一実施
例を示した回路図である。1、2は高周波発生源を構成
するFETで、図示されないドライブ回路によりスイッ
チングして高周波電流を発生する。3は無電極ランプ4
に電磁エネルギーを供給する励起コイル、4は励起コイ
ル3から供給される電磁エネルギーにより点灯する無電
極ランプ、CS、CPはマッチング回路を構成するコン
デンサ、L1はマッチング回路を構成するコイルであ
り、コンデンサCP、CS及びコイルL1により本例の
マッチング回路が構成されている。
【0009】次に本実施例の動作について説明する。F
ET1、2のスイッチングにより発生した高周波電流は
コンデンサCS、CP及びコイルL1から成るマッチン
グ回路を介して励起コイル3に供給される。これによ
り、励起コイル3に発生した電磁エネルギーが無電極ラ
ンプ4に供給されて、この無電極ランプ4を点灯する。
尚、コンデンサCPは励起コイル3の無効電流を補償す
るとともに、インピーダンス変換作用をCP及びLIと
協動して行なうものである。
【0010】ところで、マッチング回路を構成するコン
デンサCSとコイルL1の直列回路は以下に示すように
設計されていて、コイルL1とコンデンサCSから成る
直列回路の合成インピーダンスはFET1、2のスイッ
チング動作周波数(発生される高周波電流の基本周波数
に同じ)ω0 では容量性を有し、高次の高調波成分に対
しては誘導性を有するようにしてある。前記コイルL
1、コンデンサCS、コンデンサCP及び励起コイル3
などが作る負荷側回路の直列共振周波数は前記高周波電
流の略基本波の周波数と、例えば第2.5次の周波数に
設定されているものとする。ここで、コイルL1のリア
クタンスをXL1、コンデンサCSのリアクタンスをXCS
とし、且つ前記FET1、2の動作周波数をω0 とする
と、前記合成インピーダンスを前記動作周波数にて容量
性にするには以下に示す関係がなければならない。即
ち、 XL1=ω0 L1,XCS=1/(ω0 CS)と表
され、ω0 L1−{1/(ω0 CS)}<0の関係があ
る時に前記合成インピーダンスが容量性になる。従っ
て、ω0 L1<{1/(ω0 CS)} CS<{1/
(ω0 2 L1)}…(1) 従って、(1)式の関係を
満たすようにコイルL1のインダクタンスとコンデンサ
CSのキャパシタンスが設定されている。しかも、本例
では前記コイルL1、コンデンサCS、CP及び励起コ
イル3等で作られる負荷回路を含めたマッチング回路の
直列共振周波数を前記高周波電流の2.5次になるよう
に、(1)式の関係を保持しつつ、コイルL、コンデン
サCS、CP及び励起コイル3の諸値が決定されてい
る。従って、前記高周波電流のほぼ2.5次以上の高調
波電流に対しては前記負荷回路の合成インピーダンスは
誘導性になっている。
【0011】図2は励起コイル3に流れる高周波電流の
大きさを、この高周波電流の高調波毎にプロットしたグ
ラフである。イは図1に示した本例の特性を示し、ロは
図4に示した従来例の特性を示したものである。但し、
横軸の高調波次数1はFET1、2の動作周波数ω0
あり、又、図1のFET1、2の出力側から励起コイル
3側を見た際の回路の直列共振周波数を、前記高調波電
流の第2.5次の高周波の周波数ωに設定しているもの
とする。これにより、図1に示した励起コイル3を流れ
る電流の特性は高調波次数が第1〜第3次あたりまでは
従来特性ロよりも大きいが、高調波次数が第3以上の高
次になるに従って、従来特性ロよりも励起コイル3を流
れる高調波電流値は小さくなっていく。ここで、励起コ
イル3を流れる高調波電流により引き起こされる放射雑
音は、第1〜3次の高調波成分による放射雑音周波数範
囲が無電極ランプなどを駆動する点灯回路に割り当てら
れた周波数範囲であるため、第1〜3次の高調波成分が
起因する放射雑音は励起コイル3から出ていても他の器
具に影響を与えることはほとんどない。しかし、第5次
以上の高調波成分による放射雑音はテレビジョン放送の
周波数範囲にかかってきてくるため、第5次以上の高次
の高調波成分による放射雑音は放送機器や通信機器にと
って妨害雑音になって悪影響を及ぼすことになる。従っ
て、本例では従来例に比べて前記高次の高調波成分が起
因する放射雑音の大きさを低減するように設計されてい
る。
【0012】本実施例によれば、マッチング回路にコイ
ルL1を挿入して、FET1、2から出力される高周波
電流の第3次以上の高調波電流に対しては、コイルL1
とコンデンサCSから成る直列回路の合成インピーダン
スが誘導性になるように設計されているため、前記第3
次以上の高調波電流が励起コイル3へ伝達される割合を
前記直列回路で減少させることができ、励起コイル3か
ら発生される前記第5次以上の高調波成分による放射雑
音のレベルを低減して、この雑音による他の機器への悪
影響をなくすことができる。しかも、前記コイルL1と
コンデンサCSから成る直列回路の合成インピーダンス
はFET1、2のスイッチング動作周波数ω0 では容量
性であるため、この回路で消費される無効電力は大きく
ならず、回路損失を図5に示した従来のマッチング回路
に比べてほぼ1/10程度に低減することができる。
又、前記直列回路は前記第3次以上の高調波電流に対し
ては誘導性になるため、この分、FET1、2のスイッ
チング動作時のリンギングの発生を抑制でき、このリン
ギングに起因する高調波成分の増大をなくすと共に、F
ET1、2の破壊等が起きないようにすることができ
る。
【0013】図3は本発明の他の実施例を示した回路図
である。本例はマッチング回路にトランスTを用いてF
ET1、2から成る高周波発生源の設計の自由度を増大
させたり、或いはマッチング回路を含む負荷側回路の安
定度を増大させることができる。ここで、本例のコンデ
ンサCはDCカット用でコンデンサCSに比べて前記コ
ンデンサCは容量が非常に大きいため、トランスTの漏
れインダクタンスをL1とすれば、本例の等化回路は図
4に示すようになり、これにトランスTによる昇降作用
を持たせた回路と同等となる。これは前記実施例のマッ
チング回路と同等であり、同様の動作及び効果を得るこ
とができる。
【0014】
【発明の効果】以上記述した如く本発明の無電極放電灯
点灯装置によれば、回路損失を増大させることなく、励
起コイル側に伝達される高調波電流成分を低減でき且つ
高周波発生源でリンギングが起こりにくくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無電極放電灯点灯装置の一実施例を示
した回路図。
【図2】図1に示した励起コイルに流れる高周波電流の
大きさをこの高周波電流の高調波毎にプロットして得た
特性図。
【図3】本発明の他の実施例を示した回路図。
【図4】図3の回路の等化回路図。
【図5】従来の無電極放電灯点灯装置の一例を示した回
路図。
【図6】従来の無電極放電灯点灯装置の他の例を示した
回路図。
【符号の説明】
1、2…FET 3…励起コイル 4…無電極ランプ CS、CP…コ
ンデンサ L1…コイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電流を発生する高周波発生源と、
    無電極放電灯と、この無電極放電灯に電磁エネルギーを
    供給して点灯させる励起コイルと、この励起コイルに並
    列に接続されてこの励起コイルに流れる無効電流を補償
    する第1のコンデンサと、前記高周波発生源から出力さ
    れる高周波電流を前記励起コイルに伝達する経路に挿入
    されるコイル及び第2のコンデンサから成る直列回路と
    を具備して成り、且つ前記直列回路は前記高周波電流の
    基本周波数成分に対して容量性であると共に、この高周
    波電流の高次の高調波成分に対して誘導性であることを
    特徴とする無電極放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 前記高周波電流発生源は電圧型インバー
    タ回路であ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。
  3. 【請求項3】 前記高周波発生源の出力側から前記励起
    コイル側を見た回路の高次の直列共振周波数は、前記高
    周波電流の基本周波数の整数倍でないことを特徴とする
    請求項1又は2記載の無電極放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 前記高周波発生源の出力側から前記励起
    コイル側を見た回路の高次の直列共振周波数は、前記高
    周波電流の基本周波数の2.5倍付近、3.5倍付近、
    4.5倍付近のいずれか1つに設定されていることを特
    徴とする請求項3記載の無電極放電灯点灯装置。
JP19003693A 1993-07-30 1993-07-30 無電極放電灯点灯装置 Pending JPH0745383A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278044A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 無電極放電灯点灯装置及び照明器具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278044A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 無電極放電灯点灯装置及び照明器具
JP4661304B2 (ja) * 2005-03-28 2011-03-30 パナソニック電工株式会社 無電極放電灯点灯装置及び照明器具

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Effective date: 20011211