JPH0613191A - 無電極放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電流の直流電源部への逆流を阻止でき
るようにする。 【構成】直流電源部２と、この直流電源部２からの直流
電源を高周波電源に変換するインバータ部３と、ランプ
チューブ１４ａ内に少なくとも放電性ガスまたは蒸気が
封入された無電極放電ランプ１４と、ランプチューブ１
４の近傍に配置され、インバータ部３から高周波電源が
供給される点灯用コイル７とを有し、この点灯用コイル
７と磁気的に結合するランプチューブ１４ａ内のプラズ
マリングを介して高周波電力をこのランプチューブ１４
ａ内に入力することで、無電極放電ランプ１４を点灯さ
せる点灯装置において、直流電源部２とインバータ部３
の少なくとも終段回路５とを、インダクタを含む低域ろ
波器２２を介して結線した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無電極放電ランプの周
囲に巻かれた点灯用コイルから、磁気的に結合するラン
プ内のプラズマリングに高周波電力を供給してランプを
点灯させる無電極放電ランプ点灯装置に関し、特に高周
波電流の直流電源部への逆流を防止できるように改良し
た無電極放電ランプ点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無電極放電ランプは、石英ガラスからな
るランプ本体（外管）が球状に形成され、このランプ本
体内にたとえばクリプトンガスや励起時に蒸気化する発
光金属が封入されている。この無電極放電ランプは、ラ
ンプ本体の周囲に点灯用コイルが数ターン程度（１ター
ンから３ターン程度）巻かれており、この点灯用コイル
に数ＭＨｚ以上の短波帯の高周波電流を通じることによ
り、ランプ本体内の放電性ガスまたは蒸気が励起し、コ
イルと磁気的に結合するプラズマリングが形成される。
これにより点灯用コイルから、磁気的に結合するランプ
本体内のプラズマリングに高周波電力が供給され、無電
極放電ランプが高周波点灯される。このような無電極放
電ランプは、高効率、高輝度、高演色、長寿命などの優
れた特性を合せ持っている。

【０００３】図４および図５に、この無電極放電ランプ
を点灯させるための点灯装置の構成を示す。これらの図
で、商用交流電源１は直流電源部２で整流・平滑される
ことで直流電源に変換されたあと、インバータ部３でた
とえば１３．５６ＭＨｚの高周波電源に高効率に変換さ
れる。このインバータ部３は、ドライブ回路４とこのド
ライブ回路４によって駆動されるスイッチング素子５
ａ，５ｂからなるハーフブリッジ形の終段回路５とによ
り構成されている。なお、ドライブ回路４には水晶発振
子１５が接続される発振回路１６からの発振出力が供給
されている。このインバータ部３の出力端子間には、可
変容量コンデンサ６を介して点灯用コイル７が接続さ
れ、主回路を構成するこの点灯用コイル７にはコンデン
サ８が並列に接続される。この点灯用コイル７は、ラン
プの周囲に数ターン巻き付けられる。ここで、コンデン
サ６，８は点灯用コイル７と共振回路を構成するととも
に、高周波電源とランプ負荷との整合をとるためのイン
ピーダンス補正用のマッチング回路１７を構成してい
る。また、点灯用コイル７には、コンデンサ９、始動用
コイル１０とコンデンサ１１との並列共振回路部および
始動用スイッチ１２の直列回路によって構成される始動
回路１３が並列に接続されている。コンデンサ９と並列
共振回路部との接続点である高電圧発生点は、ランプ１
４のガスプローブ１４ｂに接続されている。ここで、コ
ンデンサ９，１１はチューニング用として用いられ、コ
ンデンサ９，１１によって始動回路１３の共振の度合を
変えることにより、主回路と始動回路１３への電力の配
分を変えたり、始動回路動作中における主回路と始動回
路１３との合成インピーダンスを高周波電源にマッチン
グさせる作用を持っている。無電極放電ランプ１４は、
アークチューブとなるメインチューブ１４ａ内に放電性
ガスとなるたとえばクリプトンガス（Ｋｒ）が２５０ト
ル（ｔｏｒｒ）程度封入されているとともに、ＮａＩ、
ＣｅＩなどが封入されている。このメインチューブ１４
ａの頂部からは、メインチューブ１４ａと隔壁で隔てら
れた始動用エネルギ注入管部をなすガスプローブ１４ｂ
が延びている。このプローブ１４ｂ内には、クリプトン
ガスが１０ｔｏｒｒ程度封入されている。

【０００４】このように構成される無電極放電ランプ点
灯装置では、始動時にスイッチ１２をオンしてインバー
タ部３から主回路と始動回路１３に高周波電力を供給す
ると、始動回路１３で発生した高電圧がガスプローブ１
４ｂに印加される。これにより、ガスプローブ１４ｂ内
のガスが放電破壊して、メインチューブ１４ａ内のガス
をグロー放電状態に導き、主回路によってチューブ１４
ａ内にプラズマリングが形成される。このプラズマリン
グの形成が図示しない検出回路によって検出されると、
この検出信号を受けて始動用スイッチ１２がオフされ
る。以降、点灯用コイル７から磁気的に結合するプラズ
マリングに点灯用電力が供給され、ランプ１４が高周波
点灯される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
無電極放電ランプ点灯装置では、ランプ１４が点灯する
前の状態を見ると、プラズマリングに未結合の点灯用コ
イル７とマッチング回路１７および始動用回路１３が終
段回路５の負荷となる。点灯用コイル７とマッチング回
路１７によって構成される共振回路は、ランプ点灯時に
おける損失を極力抑えるために、そのＱ値（尖鋭度）を
３００〜５００程度と高く設定している。加えて、ラン
プ１４の放電をスタートさせるために、点灯用コイル７
で強力な磁界を形成しなければならないため、終段回路
５の負荷は極めて低インピーダンスとなっている。この
ような条件下では、高周波電流の直流電源部２への回り
込みが発生しやすくなる。そこで、従来はこのような不
具合を解消するために、終段回路５の直流電源入力端子
と接地間にバイパスコンデンサ１８を接続していた。し
かし、バイパスコンデンサ１８の容量をいくら増して
も、また良質なコンデンサを用いて等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を下げても、高周波電流の直流電源部２への逆流を
阻止するのは極めて困難であった。これは、バイパスコ
ンデンサ１８といえど寄生インダクタンス分は存在し、
しかもその値は始動時の負荷の抵抗分と大差なくなるか
らである。このような高周波電流の逆流は、直流電源部
２の正常な動作を妨げ、直流電源部２が間欠動作した
り、出力電流が低下するなどの問題が発生する。

【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、高周波電
流の直流電源部への逆流を防止できる無電極放電ランプ
点灯装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、直流電源部と、この直流電源部からの直流
電源を高周波電源に変換するインバータ部と、ランプチ
ューブ内に少なくとも放電性ガスまたは蒸気が封入され
た無電極放電ランプと、ランプチューブの近傍に配置さ
れ、上記インバータ部から高周波電源が供給される点灯
用コイルとを有し、この点灯用コイルと磁気的に結合す
るランプチューブ内のプラズマリングを介して高周波電
力をこのランプチューブ内に入力することで、無電極放
電ランプを点灯させる点灯装置において、上記直流電源
部とインバータ部の少なくとも終段回路とを、インダク
タを含む低域ろ波器を介して結線した構成となってい
る。

【０００８】

【作用】上述した構成によれば、直流電源部とインバー
タ部の少なくとも終段回路とを、インダクタを含む低域
ろ波器を介して結線してあるので、インバータ部から直
流電源部へ逆流しようとする高周波電流が、この低域ろ
波器によって阻止される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による無電極放電ランプ点灯装
置の具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、説明にあたっては従来例と同様部分に同一符号を付
して、重複する部分の説明を一部省略する。図１のブロ
ック図に、この無電極放電ランプ点灯装置の一実施例を
示す。この図で、直流電源部２では商用交流電源１を直
流電源に変換し、この直流電源２をインバータ部３の終
段回路５に供給している。インバータ部３では、入力さ
れる直流電源を高周波電源に変換し、マッチング回路１
７（図５参照）を介して無電極放電ランプ１４の点灯用
コイル７に供給している。図４で端子２０，２１間に相
当する直流電源部２とインバータ部３の終段回路５の間
は、インダクタを含む低域ろ波器（ローパスフィルタ）
２２を介して接続されている。この低域ろ波器２２は、
つぎのように構成されている。直流電源部２の電源側出
力端子２０ａと接地側端子２０ｂには、それぞれフェラ
イトビーズ２３，２３が個別に通された結線２４ａ，２
４ｂが接続されている。これら結線２４ａ，２４ｂは互
いにツイスト状によられてツイストケーブル２５とさ
れ、このツイストケーブル２５の終端部では、２本の結
線２４ａ，２４ｂに一括してフェライトビーズ２３が嵌
め込まれている。また、このツイストケーブル２５をほ
どいた電源側の結線２４ａにはフェライトビーズ２３が
嵌め込まれたあと、終段回路５の電源入力端子２１ａに
接続されている。また、他方の接地側の結線２４ｂには
フェライトビーズ２３が嵌め込まれたあと、終段回路５
の接地側端子２１ｂに接続されている。また、端子２１
ａ，２１ｂ間にはコンデンサ２６が接続されている。こ
こで、強磁性体からなる各フェライトビーズ２３は、図
２に示すように軸心にケーブル挿通孔２３ａが穿設され
た円柱状をなし、３０ｍｍ程度の長さＬを有している。
また、透磁率μはμ＝８５０程度である。低域ろ波器２
２において、各フェライトビーズ２３はインダクタとし
て作用する。このような低域ろ波器２２を直流電源部２
と終段回路５の間に設けたことで、高周波電流の直流電
源部２への逆流を阻止できる。

【００１０】つぎに、直流電源部２と終段回路５の間に
結線される他の低域ろ波器２７の例を図３に基づいて説
明する。この低域ろ波器２７では、直流電源部２の電源
側出力端子２０ａと接地側端子２０ｂに接続される結線
２４ａ，２４ｂがツイスト状によられてツイストケーブ
ル２５とされ、このツイストケーブル２５の終端部の結
線２４ａ，２４ｂにそれぞれインダクタ２８，２９が直
列に接続されている。これらインダクタ２８，２９は同
相トランスからなる。インダクタ２８の他端は、インダ
クタ３１を介して終段回路５の電源入力端子２１ａに接
続され、インダクタ２９の他端は、インダクタ３２を介
して終段回路５の接地側端子２１ｂに接続されている。
これらインダクタ３１，３２は、トロイダルコアによっ
て構成されている。また、インダクタ２８，３１の接続
点とインダクタ２９，３２の接続点との間には、０．０
１μＦ程度のコンデンサ３０が接続されている。このよ
うに構成される低域ろ波器２７を設けたことで、高周波
電流の直流電源部２への回り込みを防止できる。

【００１１】なお、インダクタを含む低域ろ波器を直流
電源部２とドライブ回路４の間、直流電源部２と発振回
路１６の間に接続してもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
流電源部とインバータ部の終段とをインダクタを含む低
域濾波器を介して接続するようにしたので、高周波電流
の直流電源部への逆流を阻止することができる。これに
より、従来発生していた直流電源部の間欠動作などの不
具合が防止でき、直流電源部の安定動作が確保されると
ともに、インバータ部の出力電流の低下を防止できるこ
とで、無電極放電ランプの始動および点灯を良好に行な
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無電極放電ランプ点灯装置の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】フェライトビーズを示す斜視図である。

【図３】他の実施例の無電極放電ランプ点灯装置を示す
ブロック図である。

【図４】一般的な無電極放電ランプ点灯装置の概略的な
全体構成図である。

【図５】一般的な無電極放電ランプ点灯装置を示す回路
図である。

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ２ 直流電源部 ３ インバータ部 ４ ドライブ回路 ５ 終段回路 ７ 点灯用コイル １３ 始動回路 １４ 無電極放電ランプ １４ａ メインチューブ １６ 発振回路 １７ マッチング回路 ２０ａ 電源側出力端子 ２１ａ 電源入力端子 ２０ｂ，２１ｂ 接地側端子 ２２，２７ 低域ろ波器 ２３ フェライトビーズ ２４ａ，２４ｂ 結線 ２５ ツイストケーブル ２６，３０ コンデンサ ２８，２９，３１，３２ インダクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源部と、この直流電源部からの直
   流電源を高周波電源に変換するインバータ部と、ランプ
   チューブ内に少なくとも放電性ガスまたは蒸気が封入さ
   れた無電極放電ランプと、ランプチューブの近傍に配置
   され、上記インバータ部から高周波電源が供給される点
   灯用コイルとを有し、この点灯用コイルと磁気的に結合
   するランプチューブ内のプラズマリングを介して高周波
   電力をこのランプチューブ内に入力することで、無電極
   放電ランプを点灯させる点灯装置において、 上記直流電源部とインバータ部の少なくとも終段回路と
   を、インダクタを含む低域ろ波器を介して結線したこと
   を特徴とする無電極放電ランプ点灯装置。