JPH0243432B2 - - Google Patents
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- JPH0243432B2 JPH0243432B2 JP56111562A JP11156281A JPH0243432B2 JP H0243432 B2 JPH0243432 B2 JP H0243432B2 JP 56111562 A JP56111562 A JP 56111562A JP 11156281 A JP11156281 A JP 11156281A JP H0243432 B2 JPH0243432 B2 JP H0243432B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- frequency converter
- coil
- series
- transformer
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
- H05B41/2806—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
本発明は、無電極放電灯に少なくとも0.5MHz
の周波数で給電する周波数変換器であつて、直流
電圧源に接続するように構成されている2個の入
力端子を有し、これらの2個の入力端子を、制御
電極を具備するパワーMOS電界トランジスタと、
第1のコイルと、少なくとも第2のコイルを具え
る第1の枝路及び少なくともコンデンサを具える
第2の枝路から成る並列回路とを具える第1の直
列回路を介して相互に接続し、放電灯の動作状態
において、前記第2のコイルが放電灯の放電路に
結合される周波数変換器に関するものである。 本発明はまたこのような周波数変換器を含む回
路に関するものである。 本発明は更に上記回路を具え、無電極放電灯を
装置の周波数変換器から給電するようになつてい
るランプユニツトに関するものである。 無電極放電灯に少なくとも0.5MHzの高い周波
数で電力供給することは、第2のコイルと放電路
との結合効率が可成り高くなるという利点をもた
らす。 冒頭に記載したタイプの周波数変換器は例えば
米国特許第3500118号明細書に開示されていて既
知である。この既知の周波数変換器の半導体スイ
ツチング素子はトランジスタで構成されている。 この既知の周波数変換器の欠点は効率が可成り
低いことである。これは半導体スイツチング素子
が抵抗を含む制御回路により制御されるようにな
つているためである。 本発明の目的は冒頭に記載したタイプの周波数
変換器であつて、しかも効率が高い周波数変換器
を提供するにある。 この目的を達成するため本発明による周波数変
換器は、前記第1コイルが、前記並列回路と共に
ブリツジ回路の中央辺の一部を構成し、このブリ
ツジ回路が4個の辺を具え、第1の辺が第1の補
助コンデンサを有し、第2の辺が第2の補助コン
デンサを有し、第3の辺が第1のVMOS形パワ
ーMOS電界効果トランジスタを有し、第4の辺
が第2のVMOS形パワーMOS電界効果トランジ
スタを有し、前記入力端子間の第1の直列回路が
前記第1の補助コンデンサを含み、前記第1の辺
と第2の辺とを直列に接続し、第3辺と第4辺と
を直列に接続し、第1辺と第2辺との直列回路を
第3辺と第4辺との直列回路に並列に接続し、前
記第1のVMOS形パワーMOS電界効果トランジ
スタの制御電極及び主電極を変成器の二次巻線を
介して相互接続し、この変成器の一次巻線が前記
並列回路の一部を形成し、変成器の二次巻線に並
列に降服素子を接続し、動作状態において降服素
子の両端間の電圧が降服値に達するように変成器
の変成比を十分大きくしたことを特徴とする。 このような本発明周波数変換器の利点は効率が
可成り高いことであるが、その理由は半導体スイ
ツチング素子の制御が殆んど損失を伴なわずに行
なわれることである。加えて、降服素子を含んで
いるため制御信号は矩形波となるが、これによつ
て半導体スイツチング素子自体での損失を微小の
ものとすることができる。また、上述したような
種類の半導体スイツチング素子そのものが高効率
である。 本発明は就中周波数変換器の半導体スイツチン
グ素子の制御を改良すれば周波数変換器の効率が
高くなり、この結果周波数変換器とこれら給電さ
れる無電極放電灯の全体のシステム効率が高くな
ることを認識し、この認識に基づいてなされたも
のである。なおシステム効率は例えばルーメン/
Wで表わされる。また少なくとも0.5MHzという
高い動作周波数のため変成器が小形になるという
利点がある。 本発明の一実施例は前記の制御される半導体ス
イツチング素子を縦方向MOSとしたことを特徴
とする。なおこゝでVMOS(縦型MOS)という
のは一方の主電極(ソース)を半導体スイツチン
グ素子結晶の一側に設け、他方の主電極(ドレイ
ン)をこの結晶の他側に設けたパワーMOS―
FET(Vertical Power MOS―FET)を意味す
るものと理解されたい。このようなパワー
VMOSを用いると、殊に半導体スイツチング素
子での損失が非常に小さくなるため効率が非常に
高くなるという利点が得られる。もう一つの利点
は動作周波数が高く、例えば2MHz以上に亘る周
波数の電力を利用でき、これにより第2のコイル
と無電極放電灯の間の結合効率が高くなることで
ある。これもシステム効率を高くする上で役立
つ。 ここで注意すべきことはVMOSを具え、2個
の入力端子が直流電圧源に接続されるようになつ
ていて、VMOSが螢光灯を含む並列回路に対し
直列に入る周波数変換器自体は既知であつて例え
ば「VMOSアプリケーシヨン アイデアス」
(VMOS Application Ideas」、I.T.T編1979年8
月第7及び8頁に記載されている。しかし、この
刊行物は無電極放電灯を提供することとは無関係
である。 本発明周波数変換器は例えば唯一つの半導体ス
イツチング素子しか含まないようにすることもで
きるが、本発明周波数変換器の一実施例では、前
記第1のコイルと前記並列回路とブリツジ回路の
中央枝路を形成し、このブリツジ回路が更に4個
の枝路を有し、第1の枝路が第1の補助コンデン
サを有し、第2の枝路が第2の補助コンデンサを
有し、第3の枝路がVMOSを有し、第4の枝路
が第2のVMOSを有し、前記の入力端子間の第
1の直列枝路が上記の第1の補助コンデンサを具
え、前記第1の枝路と第2の枝路とを直列に接続
し、第3の枝路と第4の枝路とを直列に接続し、
これら第1及び第2の枝路から成る直列回路を、
第3と第4の枝路から成る直列回路に並列に接続
したことを特徴とする。 この実施例の利点は、半導体スイツチング素子
の2つの主電極間の電圧が周波数変換器の2個の
入力端子間の直流電圧の大きさを越えることがな
いことである。それ故ここで使う2個の半導体ス
イツチング素子はどれも高耐圧のものにする必要
がない。 周波数変換器の入力端子を電池に接続すること
ができる。 本発明はまた上述したタイプの周波数変換器を
含む回路に関するもので、これは2個の入力端子
と2個の出力端子とを具える全波整流ブリツジを
設け、2個の入力端子を周波数が500Hz以下の交
流電圧源に接続し、2個の出力端子を周波数変換
器の夫々の入力端子に接続したことを特徴とす
る。 このような回路の利点は500Hz以下、例えば50
若しくは60Hzの商用電源又は例えば400Hzの船舶
用電源のような通常の低周波の交流電圧源に直接
接続できることである。 最後に、本発明はまた上述したような回路を具
えるランプユニツトに関するものであつて、これ
は上記回路と無電極放電灯とを具え、回路の周波
数変換器の第2のコイルを無電極放電灯の放電路
に結合したことを特徴とする。 このランプユニツトの利点はシステム効率が非
常に高く、また簡単に通常の交流電圧源に接続で
きることである。このようなランプユニツトは例
えば白熱電球の代表品とすることもできる。 図面につき本発明の詳細を説明する。 第1図で符号1及び2は入力端子を示すが、こ
の入力端子を約220V50Hzの交流電圧源に接続す
るように構成する。これらの入力端子1と2との
間に雑音防止回路3を接続し、これを介して入力
端子1及び2を4個のダイオードを具える全波整
流ブリツジ4の入力端子に接続する。この整流ブ
リツジの出力端子5は周波数変換器の一方の入力
端子となり、整流ブリツジの第2の出力端子6は
周波数変換器の第2の入力端子となる。 これらの周波数変換器の2個の入力端子5及び
6の間に主コンデンサ7を接続する。この主コン
デンサ7は回路が動作状態のとき周波数変換器に
対する直流電圧源となる。 周波数変換器の入力端子5及び6は、第1コン
デンサ8と、コンデンサ10及び電流変成器12
の一次巻線11から成る直列回路とコイル9との
並列回路と、コイル13と、半導体スイツチング
素子(これはVMOSの形をしており、制御電極
を有する)14との第1の直列枝路を介して相互
に接続する。 以下コイル13を第1のコイルと称し、コイル
9を第2のコイルと称する。 第2のコイル9を第1図では略式図示されてい
る無電極放電灯15の放電路に磁気的に結合す
る。第2のコイル9と放電灯15の詳細について
は後に第2図につき説明する。 周波数変換器はまた第2のコンデンサ16を具
え、この第2のコンデンサを第1のコンデンサ8
と直列に接続し他端を入力端子6に接続する。 更に、第2の類似のVMOS17を第1の
VMOS14と直列に接続し他端を入力端子5に
接続する。 この回路において、回路素子9,10,11及
び13を組合わせた辺は、回路素子8,16,1
4及び17が夫々第1の辺、第2の辺、第3の辺
及び第4の辺に含まれるブリツジ回路の中央辺を
形成する。第1の辺と第2の辺は直列に接続さ
れ、第3の辺と第4の辺も直列に接続されてい
る。また第1の辺と第2の辺との直列枝路8,1
6が第3の辺と第4の辺の直列枝路17,14と
並列になつている。 変成器12はまた2個の二次巻線18及び19
を具える。二次巻線18はVMOS17の制御回
路の一部を形成し、VMOS17の制御電極とこ
のVMOS17の主電極とを結ぶ。二次巻線18
の両端を2個のツエナダイオード20及び21を
背中合わせに接続した直列回路で形成した降服素
子で相互に接続する。二次巻線19はVMOS1
4の制御回路の一部を形成し、VMOS14の制
御電極とこのVMOS14の主電極を結ぶ。二次
巻線19の両端は2個のツエナダイオード22及
び23を背中合わせに接続した直列回路で形成し
た降服素子で相互接続した。 加えて、VMOS14の制御回路は周波数変換
器の入力端子5と6の間に設けた抵抗24とコン
デンサ25との直列枝路から成る始動回路を具え
る。この始動回路は更に双方性降服素子(diac)
26を含む枝路を具える。この枝路は一方では抵
抗24とコンデンサ25との接続点に接続し、他
方ではVMOS14の主電極にも接続する。 上述した回路は下記のように動作する。入力端
子1及び2を交流電圧源に接続すると、コンデン
サ7,8及び16が整流ブリツジ4を介して充電
される。これを同時にコンデンサ25も抵抗24
を介して充電される。コンデンサ25が充電さ
れ、回路素子26が降服電圧に達するとこの回路
素子26を通つて電流パルスが流れ、VMOS1
4を導通状態にする。すると電流が回路8,9;
10,11,13,14を流れる。この電流によ
り最初は充電されていなかつた並列回路9,1
0,11が共振する。こうして変成器12の巻線
11に電気振動が現われると変成器12の二次巻
線19の誘導電圧が低下してVMOS14が非導
通状態となり、一方、他方の二次巻線18の誘導
電圧が上昇してVMOS17が導通状態となる。
この結果、コンデンサ16を介して電流が流れ、
これによりVMOS17が再度非導通状態になり、
VMOS14が導通状態となる。 この結果、第2のコイル9を流れる電流により
放電路に放電が生じ、その結果無電極放電灯15
が発光を開始する。このように構成することによ
り、変成器の二次巻線に誘導される電圧により
VMOS14及び17を直接駆動制御することが
できる。 ツエナダイオード20乃至23があるため
VMOSスイツチング素子14及び17の制御信
号は矩形波となる。 実際の回路では各素子の値はほぼ下記の通りと
なる。
の周波数で給電する周波数変換器であつて、直流
電圧源に接続するように構成されている2個の入
力端子を有し、これらの2個の入力端子を、制御
電極を具備するパワーMOS電界トランジスタと、
第1のコイルと、少なくとも第2のコイルを具え
る第1の枝路及び少なくともコンデンサを具える
第2の枝路から成る並列回路とを具える第1の直
列回路を介して相互に接続し、放電灯の動作状態
において、前記第2のコイルが放電灯の放電路に
結合される周波数変換器に関するものである。 本発明はまたこのような周波数変換器を含む回
路に関するものである。 本発明は更に上記回路を具え、無電極放電灯を
装置の周波数変換器から給電するようになつてい
るランプユニツトに関するものである。 無電極放電灯に少なくとも0.5MHzの高い周波
数で電力供給することは、第2のコイルと放電路
との結合効率が可成り高くなるという利点をもた
らす。 冒頭に記載したタイプの周波数変換器は例えば
米国特許第3500118号明細書に開示されていて既
知である。この既知の周波数変換器の半導体スイ
ツチング素子はトランジスタで構成されている。 この既知の周波数変換器の欠点は効率が可成り
低いことである。これは半導体スイツチング素子
が抵抗を含む制御回路により制御されるようにな
つているためである。 本発明の目的は冒頭に記載したタイプの周波数
変換器であつて、しかも効率が高い周波数変換器
を提供するにある。 この目的を達成するため本発明による周波数変
換器は、前記第1コイルが、前記並列回路と共に
ブリツジ回路の中央辺の一部を構成し、このブリ
ツジ回路が4個の辺を具え、第1の辺が第1の補
助コンデンサを有し、第2の辺が第2の補助コン
デンサを有し、第3の辺が第1のVMOS形パワ
ーMOS電界効果トランジスタを有し、第4の辺
が第2のVMOS形パワーMOS電界効果トランジ
スタを有し、前記入力端子間の第1の直列回路が
前記第1の補助コンデンサを含み、前記第1の辺
と第2の辺とを直列に接続し、第3辺と第4辺と
を直列に接続し、第1辺と第2辺との直列回路を
第3辺と第4辺との直列回路に並列に接続し、前
記第1のVMOS形パワーMOS電界効果トランジ
スタの制御電極及び主電極を変成器の二次巻線を
介して相互接続し、この変成器の一次巻線が前記
並列回路の一部を形成し、変成器の二次巻線に並
列に降服素子を接続し、動作状態において降服素
子の両端間の電圧が降服値に達するように変成器
の変成比を十分大きくしたことを特徴とする。 このような本発明周波数変換器の利点は効率が
可成り高いことであるが、その理由は半導体スイ
ツチング素子の制御が殆んど損失を伴なわずに行
なわれることである。加えて、降服素子を含んで
いるため制御信号は矩形波となるが、これによつ
て半導体スイツチング素子自体での損失を微小の
ものとすることができる。また、上述したような
種類の半導体スイツチング素子そのものが高効率
である。 本発明は就中周波数変換器の半導体スイツチン
グ素子の制御を改良すれば周波数変換器の効率が
高くなり、この結果周波数変換器とこれら給電さ
れる無電極放電灯の全体のシステム効率が高くな
ることを認識し、この認識に基づいてなされたも
のである。なおシステム効率は例えばルーメン/
Wで表わされる。また少なくとも0.5MHzという
高い動作周波数のため変成器が小形になるという
利点がある。 本発明の一実施例は前記の制御される半導体ス
イツチング素子を縦方向MOSとしたことを特徴
とする。なおこゝでVMOS(縦型MOS)という
のは一方の主電極(ソース)を半導体スイツチン
グ素子結晶の一側に設け、他方の主電極(ドレイ
ン)をこの結晶の他側に設けたパワーMOS―
FET(Vertical Power MOS―FET)を意味す
るものと理解されたい。このようなパワー
VMOSを用いると、殊に半導体スイツチング素
子での損失が非常に小さくなるため効率が非常に
高くなるという利点が得られる。もう一つの利点
は動作周波数が高く、例えば2MHz以上に亘る周
波数の電力を利用でき、これにより第2のコイル
と無電極放電灯の間の結合効率が高くなることで
ある。これもシステム効率を高くする上で役立
つ。 ここで注意すべきことはVMOSを具え、2個
の入力端子が直流電圧源に接続されるようになつ
ていて、VMOSが螢光灯を含む並列回路に対し
直列に入る周波数変換器自体は既知であつて例え
ば「VMOSアプリケーシヨン アイデアス」
(VMOS Application Ideas」、I.T.T編1979年8
月第7及び8頁に記載されている。しかし、この
刊行物は無電極放電灯を提供することとは無関係
である。 本発明周波数変換器は例えば唯一つの半導体ス
イツチング素子しか含まないようにすることもで
きるが、本発明周波数変換器の一実施例では、前
記第1のコイルと前記並列回路とブリツジ回路の
中央枝路を形成し、このブリツジ回路が更に4個
の枝路を有し、第1の枝路が第1の補助コンデン
サを有し、第2の枝路が第2の補助コンデンサを
有し、第3の枝路がVMOSを有し、第4の枝路
が第2のVMOSを有し、前記の入力端子間の第
1の直列枝路が上記の第1の補助コンデンサを具
え、前記第1の枝路と第2の枝路とを直列に接続
し、第3の枝路と第4の枝路とを直列に接続し、
これら第1及び第2の枝路から成る直列回路を、
第3と第4の枝路から成る直列回路に並列に接続
したことを特徴とする。 この実施例の利点は、半導体スイツチング素子
の2つの主電極間の電圧が周波数変換器の2個の
入力端子間の直流電圧の大きさを越えることがな
いことである。それ故ここで使う2個の半導体ス
イツチング素子はどれも高耐圧のものにする必要
がない。 周波数変換器の入力端子を電池に接続すること
ができる。 本発明はまた上述したタイプの周波数変換器を
含む回路に関するもので、これは2個の入力端子
と2個の出力端子とを具える全波整流ブリツジを
設け、2個の入力端子を周波数が500Hz以下の交
流電圧源に接続し、2個の出力端子を周波数変換
器の夫々の入力端子に接続したことを特徴とす
る。 このような回路の利点は500Hz以下、例えば50
若しくは60Hzの商用電源又は例えば400Hzの船舶
用電源のような通常の低周波の交流電圧源に直接
接続できることである。 最後に、本発明はまた上述したような回路を具
えるランプユニツトに関するものであつて、これ
は上記回路と無電極放電灯とを具え、回路の周波
数変換器の第2のコイルを無電極放電灯の放電路
に結合したことを特徴とする。 このランプユニツトの利点はシステム効率が非
常に高く、また簡単に通常の交流電圧源に接続で
きることである。このようなランプユニツトは例
えば白熱電球の代表品とすることもできる。 図面につき本発明の詳細を説明する。 第1図で符号1及び2は入力端子を示すが、こ
の入力端子を約220V50Hzの交流電圧源に接続す
るように構成する。これらの入力端子1と2との
間に雑音防止回路3を接続し、これを介して入力
端子1及び2を4個のダイオードを具える全波整
流ブリツジ4の入力端子に接続する。この整流ブ
リツジの出力端子5は周波数変換器の一方の入力
端子となり、整流ブリツジの第2の出力端子6は
周波数変換器の第2の入力端子となる。 これらの周波数変換器の2個の入力端子5及び
6の間に主コンデンサ7を接続する。この主コン
デンサ7は回路が動作状態のとき周波数変換器に
対する直流電圧源となる。 周波数変換器の入力端子5及び6は、第1コン
デンサ8と、コンデンサ10及び電流変成器12
の一次巻線11から成る直列回路とコイル9との
並列回路と、コイル13と、半導体スイツチング
素子(これはVMOSの形をしており、制御電極
を有する)14との第1の直列枝路を介して相互
に接続する。 以下コイル13を第1のコイルと称し、コイル
9を第2のコイルと称する。 第2のコイル9を第1図では略式図示されてい
る無電極放電灯15の放電路に磁気的に結合す
る。第2のコイル9と放電灯15の詳細について
は後に第2図につき説明する。 周波数変換器はまた第2のコンデンサ16を具
え、この第2のコンデンサを第1のコンデンサ8
と直列に接続し他端を入力端子6に接続する。 更に、第2の類似のVMOS17を第1の
VMOS14と直列に接続し他端を入力端子5に
接続する。 この回路において、回路素子9,10,11及
び13を組合わせた辺は、回路素子8,16,1
4及び17が夫々第1の辺、第2の辺、第3の辺
及び第4の辺に含まれるブリツジ回路の中央辺を
形成する。第1の辺と第2の辺は直列に接続さ
れ、第3の辺と第4の辺も直列に接続されてい
る。また第1の辺と第2の辺との直列枝路8,1
6が第3の辺と第4の辺の直列枝路17,14と
並列になつている。 変成器12はまた2個の二次巻線18及び19
を具える。二次巻線18はVMOS17の制御回
路の一部を形成し、VMOS17の制御電極とこ
のVMOS17の主電極とを結ぶ。二次巻線18
の両端を2個のツエナダイオード20及び21を
背中合わせに接続した直列回路で形成した降服素
子で相互に接続する。二次巻線19はVMOS1
4の制御回路の一部を形成し、VMOS14の制
御電極とこのVMOS14の主電極を結ぶ。二次
巻線19の両端は2個のツエナダイオード22及
び23を背中合わせに接続した直列回路で形成し
た降服素子で相互接続した。 加えて、VMOS14の制御回路は周波数変換
器の入力端子5と6の間に設けた抵抗24とコン
デンサ25との直列枝路から成る始動回路を具え
る。この始動回路は更に双方性降服素子(diac)
26を含む枝路を具える。この枝路は一方では抵
抗24とコンデンサ25との接続点に接続し、他
方ではVMOS14の主電極にも接続する。 上述した回路は下記のように動作する。入力端
子1及び2を交流電圧源に接続すると、コンデン
サ7,8及び16が整流ブリツジ4を介して充電
される。これを同時にコンデンサ25も抵抗24
を介して充電される。コンデンサ25が充電さ
れ、回路素子26が降服電圧に達するとこの回路
素子26を通つて電流パルスが流れ、VMOS1
4を導通状態にする。すると電流が回路8,9;
10,11,13,14を流れる。この電流によ
り最初は充電されていなかつた並列回路9,1
0,11が共振する。こうして変成器12の巻線
11に電気振動が現われると変成器12の二次巻
線19の誘導電圧が低下してVMOS14が非導
通状態となり、一方、他方の二次巻線18の誘導
電圧が上昇してVMOS17が導通状態となる。
この結果、コンデンサ16を介して電流が流れ、
これによりVMOS17が再度非導通状態になり、
VMOS14が導通状態となる。 この結果、第2のコイル9を流れる電流により
放電路に放電が生じ、その結果無電極放電灯15
が発光を開始する。このように構成することによ
り、変成器の二次巻線に誘導される電圧により
VMOS14及び17を直接駆動制御することが
できる。 ツエナダイオード20乃至23があるため
VMOSスイツチング素子14及び17の制御信
号は矩形波となる。 実際の回路では各素子の値はほぼ下記の通りと
なる。
【表】
この実施例では動作周波数は約3MHzである。
コイル13を流れる電流の実効値は約0.25Aであ
り、コイル9を流れる電流は約0.6Aである。こ
の周波数変換器はD級動作する。ツエナダイオー
ド20乃至23を省略するとVMOS14と17
の制御電圧は10Vを越え、これらのVMOS装置
の許容し得るゲート―ソース電圧の範囲を越えて
しまうであろう。 第2図は第1図につき説明した回路を具えるラ
ンプユニツトを示す。 第2図で符号15は無電極放電灯を示す。なお
ここに示したのは長手方向断面図である。符号9
は並列回路9,10,11(第1図参照)の第2
のコイル9を示す。 第2図に示すランプユニツトの無電極放電灯1
5はガラスのランプ容器41を具える。符号42
はこのランプユニツトの基台を示す。ランプ容器
41の内壁には螢光体層43を塗布する。この螢
光体層43はランプ容器41内で発生した紫外線
を可視光に変える。ランプ容器41は弧状の管状
チランネル44を具え、ここで半球状フエライト
磁心45をクランプ装置(図示せず)により位置
決めする。このフエライト磁心は別体のフエライ
ト継鉄と組んで閉じた環状コアを形成する。継鉄
46はランプ基台42内に格納する。2個のフエ
ライト部の境界面は面47a〜47b上にくる。
コイル9は継鉄46に巻回する(第1図参照)。
この代りにコイル9を一部又は全部フエライトコ
ア45に巻回してもよい。このコイル9には第1
図につき示したような高周波電源から給電され
る。第2図のブロツク49は第1図の回路素子3
乃至8,10乃至14及び16乃至26の組立体
を表わす。 前述した実際のランプユニツトでは球状のガラ
ス製のランプ容器41の直径は約80mmである。こ
のランプ容器41の中にはある量の水銀(約20
mg)とアルゴンとを約190パスカルの圧力で封入
する。螢光体層43は3種の螢光体、即ち青く発
光する二価のユーロピウムで活性化されるバリウ
ムマグネシウムアルミネートと緑色で発光するテ
ルビウムで活性されるセシウム マグネシウム
アルミネートと、赤色で発光する三価のユーロピ
ウムで活性化されるイツトリウム酸化物の混合物
であつて、ランプ容器の内壁に塗布される。管状
チヤネルの外壁には反射層(チタン酸化物)43
aを塗布する。この反射層は電気的に不導体であ
つてコイル9とランプ容器41内の放電路との結
合が攪乱されないようになつている。この反射層
43aはランプ容器のランプ基台に面する壁にも
塗布する。コアの磁性材料は比透磁率が約100の
フエライトである。コイル9は幅約2mm、厚さ約
0.1mmの銅箔ストリツプから成る。巻回数は8で
ある。第1図につき説明した回路の場合高周波発
振器の発振周波数は約3MHzである。これは放電
灯が効率良く動作するのに必要な最低周波数
0.5MHzよりも大きい。 ランプユニツトに供給する電力は約17Wであ
り、光束は850ルーメンである。周波数変換器の
効率は80%以上である。ランプと電源を含めた全
体のシステム効率は約50m/Wである。 このように上述した周波数変換器の効率が高い
のは半導体スイツチング素子の制御回路内での損
失や半導体スイツチング素子自体内部での損失が
小さいためである。 ここに述べたランプは例えば白熱電球の良好な
代用品となる。
コイル13を流れる電流の実効値は約0.25Aであ
り、コイル9を流れる電流は約0.6Aである。こ
の周波数変換器はD級動作する。ツエナダイオー
ド20乃至23を省略するとVMOS14と17
の制御電圧は10Vを越え、これらのVMOS装置
の許容し得るゲート―ソース電圧の範囲を越えて
しまうであろう。 第2図は第1図につき説明した回路を具えるラ
ンプユニツトを示す。 第2図で符号15は無電極放電灯を示す。なお
ここに示したのは長手方向断面図である。符号9
は並列回路9,10,11(第1図参照)の第2
のコイル9を示す。 第2図に示すランプユニツトの無電極放電灯1
5はガラスのランプ容器41を具える。符号42
はこのランプユニツトの基台を示す。ランプ容器
41の内壁には螢光体層43を塗布する。この螢
光体層43はランプ容器41内で発生した紫外線
を可視光に変える。ランプ容器41は弧状の管状
チランネル44を具え、ここで半球状フエライト
磁心45をクランプ装置(図示せず)により位置
決めする。このフエライト磁心は別体のフエライ
ト継鉄と組んで閉じた環状コアを形成する。継鉄
46はランプ基台42内に格納する。2個のフエ
ライト部の境界面は面47a〜47b上にくる。
コイル9は継鉄46に巻回する(第1図参照)。
この代りにコイル9を一部又は全部フエライトコ
ア45に巻回してもよい。このコイル9には第1
図につき示したような高周波電源から給電され
る。第2図のブロツク49は第1図の回路素子3
乃至8,10乃至14及び16乃至26の組立体
を表わす。 前述した実際のランプユニツトでは球状のガラ
ス製のランプ容器41の直径は約80mmである。こ
のランプ容器41の中にはある量の水銀(約20
mg)とアルゴンとを約190パスカルの圧力で封入
する。螢光体層43は3種の螢光体、即ち青く発
光する二価のユーロピウムで活性化されるバリウ
ムマグネシウムアルミネートと緑色で発光するテ
ルビウムで活性されるセシウム マグネシウム
アルミネートと、赤色で発光する三価のユーロピ
ウムで活性化されるイツトリウム酸化物の混合物
であつて、ランプ容器の内壁に塗布される。管状
チヤネルの外壁には反射層(チタン酸化物)43
aを塗布する。この反射層は電気的に不導体であ
つてコイル9とランプ容器41内の放電路との結
合が攪乱されないようになつている。この反射層
43aはランプ容器のランプ基台に面する壁にも
塗布する。コアの磁性材料は比透磁率が約100の
フエライトである。コイル9は幅約2mm、厚さ約
0.1mmの銅箔ストリツプから成る。巻回数は8で
ある。第1図につき説明した回路の場合高周波発
振器の発振周波数は約3MHzである。これは放電
灯が効率良く動作するのに必要な最低周波数
0.5MHzよりも大きい。 ランプユニツトに供給する電力は約17Wであ
り、光束は850ルーメンである。周波数変換器の
効率は80%以上である。ランプと電源を含めた全
体のシステム効率は約50m/Wである。 このように上述した周波数変換器の効率が高い
のは半導体スイツチング素子の制御回路内での損
失や半導体スイツチング素子自体内部での損失が
小さいためである。 ここに述べたランプは例えば白熱電球の良好な
代用品となる。
第1図は本発明に係る周波数変換器と全波整流
ブリツジの電気回路図、第2図は無電極低圧水銀
蒸気放電灯と第1図に示したこのランプに給電す
るための電気回路とを具えるランプユニツトの縦
方向断面図である。 1,2……交流電圧源へ接続するための入力端
子、3……雑音防止回路、4……全波整流ブリツ
ジ、5,6……全波整流ブリツジの出力端子兼周
波数変換器の入力端子、7……主コンデンサ、8
……第1の(補助)コンデンサ、9……コイル
(第2のコイル)、10……コンデンサ、11……
変成器の一次巻線、12……変成器、13……コ
イル(第1のコイル)、14……VMOS、15…
…無電極放電灯、16……第2の(補助)コンデ
ンサ、17……第2のVMOS、18,19……
変成器12の二次巻線、20,21,22,23
……ツエナダイオード、24……抵抗、25……
コンデンサ、26……双方向降服素子。
ブリツジの電気回路図、第2図は無電極低圧水銀
蒸気放電灯と第1図に示したこのランプに給電す
るための電気回路とを具えるランプユニツトの縦
方向断面図である。 1,2……交流電圧源へ接続するための入力端
子、3……雑音防止回路、4……全波整流ブリツ
ジ、5,6……全波整流ブリツジの出力端子兼周
波数変換器の入力端子、7……主コンデンサ、8
……第1の(補助)コンデンサ、9……コイル
(第2のコイル)、10……コンデンサ、11……
変成器の一次巻線、12……変成器、13……コ
イル(第1のコイル)、14……VMOS、15…
…無電極放電灯、16……第2の(補助)コンデ
ンサ、17……第2のVMOS、18,19……
変成器12の二次巻線、20,21,22,23
……ツエナダイオード、24……抵抗、25……
コンデンサ、26……双方向降服素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 無電極放電灯に少なくとも0.5MHzの周波数
で給電する周波数変換器であつて、直流電圧源に
接続するように構成されている2個の入力端子
5,6を有し、これらの2個の入力端子を、制御
電極を有するVMOS形パワーMOS電界効果トラ
ンジスタ14と、第1のコイル13と、第2のコ
イル9を具える第1の枝路及び少なくともコンデ
ンサ10を具える第2の枝路から成る並列回路と
を具える第1の直列回路を介して相互に接続し、
放電灯の動作状態において、前記第2のコイル9
が放電灯の放電路に結合される周波数変換器にお
いて、前記第1コイル13が、前記並列回路9,
10,11と共にブリツジ回路の中央辺の一部を
構成し、このブリツジ回路が4個の辺を具え、第
1の辺が第1の補助コンデンサ8を有し、第2の
辺が第2の補助コンデンサ16を有し、第3の辺
が第1のVMOS形パワーMOS電界効果トランジ
スタ14を有し、第4の辺が第2のVMOS形パ
ワーMOS電界効果トランジスタ17を有し、前
記入力端子間の第1の直列回路が前記第1の補助
コンデンサ8を含み、前記第1の辺と第2の辺と
を直列に接続し、第3辺と第4辺とを直列に接続
し、第1辺と第2辺との直列回路を第3辺と第4
辺との直列回路に並列に接続し、前記第1の
VMOS形パワーMOS電界効果トランジスタ14
の制御電極及び主電極を変成器12の二次巻線を
介して相互接続し、この変成器の一次巻線が前記
並列回路の一部を形成し、変成器12の二次巻線
18,19に並列に降服素子20〜23を接続
し、動作状態において降服素子の両端間の電圧が
降服値に達するように変成器の変成比を十分大き
くしたことを特徴とする周波数変換器。 2 2個の入力端子と2個の出力端子とを具える
全波整流ブリツジを設け、2個の入力端子を周波
数が500Hz以下の交流電圧源に接続し、2個の出
力端子を周波数変換器の夫々の入力端子に接続し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
周波数変換器を含む回路装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8004175A NL8004175A (nl) | 1980-07-21 | 1980-07-21 | Frequentie-omzetter voor het voeden van een elektrodeloze ontladingslamp. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5752378A JPS5752378A (en) | 1982-03-27 |
| JPH0243432B2 true JPH0243432B2 (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=19835647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56111562A Granted JPS5752378A (en) | 1980-07-21 | 1981-07-18 | Frequency converter |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4415838A (ja) |
| JP (1) | JPS5752378A (ja) |
| BE (1) | BE889686A (ja) |
| CA (1) | CA1167902A (ja) |
| DE (1) | DE3125074A1 (ja) |
| FR (1) | FR2487140A1 (ja) |
| GB (1) | GB2080652B (ja) |
| NL (1) | NL8004175A (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4612904A (en) * | 1983-02-15 | 1986-09-23 | Mazda Motor Corporation | Fuel injection system for internal combustion engines |
| DE3312574A1 (de) * | 1983-04-08 | 1984-10-18 | Trilux-Lenze Gmbh + Co Kg, 5760 Arnsberg | Elektronisches vorschaltgeraet fuer leuchtstofflampen |
| JPS60149664A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-07 | Karupu Kogyo Kk | 樹脂組成物 |
| NL8401878A (nl) * | 1984-06-14 | 1986-01-02 | Philips Nv | Elektrodeloze lagedrukontladingslamp. |
| US4631449A (en) * | 1984-08-06 | 1986-12-23 | General Electric Company | Integral crystal-controlled line-voltage ballast for compact RF fluorescent lamps |
| NL8503008A (nl) * | 1985-11-04 | 1987-06-01 | Philips Nv | Gelijkstroom-wisselstroomomzetter voor het ontsteken en voeden van een ontladingslamp. |
| FR2599208A1 (fr) * | 1986-05-23 | 1987-11-27 | Harel Jean | Systeme electronique d'alimentation pour tubes fluorescents a electrodes |
| DE3628989A1 (de) * | 1986-08-26 | 1988-03-03 | Ceag Licht & Strom | Elektronisches vorschaltgeraet |
| US4825834A (en) * | 1986-12-10 | 1989-05-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel supply control method for internal combustion engines |
| US4937502A (en) * | 1988-06-09 | 1990-06-26 | Day-Ray Products, Inc. | Electronic ballast |
| US5053681A (en) * | 1989-04-17 | 1991-10-01 | Robert G. Lockwood | Remote electrical converter |
| US5047692A (en) * | 1990-01-30 | 1991-09-10 | General Electric Company | Integrated tuning capacitor network and heat sink for an electrodeless high intensity discharge lamp ballast |
| HU205518B (en) * | 1990-02-14 | 1992-04-28 | Philips Nv | Circuit arrangeent for supplying light source |
| US5446350A (en) * | 1994-04-18 | 1995-08-29 | General Electric Company | Impedance matching circuit for an electrodeless fluorescent lamp ballast |
| GB2305311A (en) * | 1995-09-18 | 1997-04-02 | Gen Electric | Self oscillating drive circuit for an electrodeless discharge lamp |
| DE19546874A1 (de) * | 1995-12-15 | 1997-06-19 | Leutz Elektronik Gmbh | Elektronisches Stromversorgungsgerät |
| WO1997044989A1 (en) * | 1996-05-23 | 1997-11-27 | Philips Electronics N.V. | Circuit arrangement |
| US5874810A (en) * | 1997-09-02 | 1999-02-23 | General Electric Company | Electrodeless lamp arrangement wherein the excitation coil also forms the primary of the feedback transformer used to switch the transistors of the arrangement |
| RU2129345C1 (ru) * | 1997-11-26 | 1999-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АБЭП" | Осветительное устройство |
| IL127335A0 (en) * | 1998-11-30 | 1999-09-22 | N L G I Electronics Ltd | Self exciting high freqency converter for gas discharge lamp |
| EP1089600A4 (en) * | 1999-04-16 | 2006-07-05 | Toshiba Lighting & Technology | LIGHTING UNIT WITH DISCHARGE LAMP |
| US7948185B2 (en) * | 2004-07-09 | 2011-05-24 | Energetiq Technology Inc. | Inductively-driven plasma light source |
| US7307375B2 (en) * | 2004-07-09 | 2007-12-11 | Energetiq Technology Inc. | Inductively-driven plasma light source |
| JP5179175B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2013-04-10 | エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド | 誘導駆動プラズマ光源 |
| CA2684794C (en) * | 2007-05-10 | 2017-01-17 | Osram Sylvania Inc. | Symmetrical rf power supply for inductively coupled electrodeless lamps |
| US7772753B2 (en) * | 2007-09-04 | 2010-08-10 | U.S. Energy Technologies, Inc. | Electrodeless lamp core assembly including coil bobbin and lamp envelope protector |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3500118A (en) * | 1967-07-17 | 1970-03-10 | Gen Electric | Electrodeless gaseous electric discharge devices utilizing ferrite cores |
| US3733541A (en) * | 1972-06-15 | 1973-05-15 | Westinghouse Electric Corp | Rectifier operable from dual input voltages for use with ballasted discharge lamps |
| JPS5242209B2 (ja) * | 1973-01-20 | 1977-10-22 | ||
| US4060752A (en) * | 1976-03-01 | 1977-11-29 | General Electric Company | Discharge lamp auxiliary circuit with dI/dt switching control |
| JPS52116831A (en) * | 1976-03-27 | 1977-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Transistor invertor |
| US4041352A (en) * | 1976-07-14 | 1977-08-09 | Gte Laboratories Incorporated | Automatic starting system for solid state powered electrodeless lamps |
| US4245178A (en) * | 1979-02-21 | 1981-01-13 | Westinghouse Electric Corp. | High-frequency electrodeless discharge device energized by compact RF oscillator operating in class E mode |
| JPS55161361A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-15 | Toshiba Corp | High frequency lighting apparatus |
| US4334324A (en) * | 1980-10-31 | 1982-06-08 | Rca Corporation | Complementary symmetry FET frequency converter circuits |
-
1980
- 1980-07-21 NL NL8004175A patent/NL8004175A/nl not_active Application Discontinuation
-
1981
- 1981-06-26 DE DE19813125074 patent/DE3125074A1/de active Granted
- 1981-07-15 US US06/283,398 patent/US4415838A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-07-16 CA CA000381914A patent/CA1167902A/en not_active Expired
- 1981-07-17 FR FR8114004A patent/FR2487140A1/fr active Granted
- 1981-07-17 GB GB8122187A patent/GB2080652B/en not_active Expired
- 1981-07-18 JP JP56111562A patent/JPS5752378A/ja active Granted
- 1981-07-20 BE BE0/205452A patent/BE889686A/fr not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5752378A (en) | 1982-03-27 |
| NL8004175A (nl) | 1982-02-16 |
| BE889686A (fr) | 1982-01-20 |
| DE3125074C2 (ja) | 1990-01-18 |
| FR2487140B1 (ja) | 1984-04-27 |
| GB2080652B (en) | 1984-05-23 |
| CA1167902A (en) | 1984-05-22 |
| FR2487140A1 (fr) | 1982-01-22 |
| US4415838A (en) | 1983-11-15 |
| DE3125074A1 (de) | 1982-03-18 |
| GB2080652A (en) | 1982-02-03 |
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