JPH0935512A - 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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JPH0935512A
JPH0935512A JP18906895A JP18906895A JPH0935512A JP H0935512 A JPH0935512 A JP H0935512A JP 18906895 A JP18906895 A JP 18906895A JP 18906895 A JP18906895 A JP 18906895A JP H0935512 A JPH0935512 A JP H0935512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
capacitor
discharge lamp
electrodeless discharge
switching element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18906895A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Makimura
紳司 牧村
Hiroshi Kido
大志 城戸
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路素子にかかるストレスの低減、回路効率
の向上、及び無電極放電灯の安定点灯が可能な無電極放
電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 交流電源VacをスイッチSWを介して
整流器DB,電解コンデンサCoで整流平滑して直流電
圧Eを得、スイッチング素子Q1,Q2からなる自励式
でハーフブリッジ式のインバータ回路INV1で交流の
高周波電力に変換し、共振回路1,コンデンサC4,抵
抗R3,誘導コイル3を介して無電極放電灯Laに電力
供給する。また、起動回路4eからスイッチング素子Q
2の制御端に起動パルスVpを印加することにより、イ
ンバータ回路INV1を起動する。その際に、インバー
タ回路INV1の動作周期Tと、起動パルスVpのパル
ス幅Tpとの関係を、 Tp≒T/2 とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無電極放電灯点灯装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に係る従来例の回路図を図9に示
す。
【0003】本回路は、交流電源VacをスイッチSW
を介して整流器DB,電解コンデンサCoで整流平滑し
て直流電圧Eを得、起動回路4aを介し、スイッチング
素子Q1,Q2からなる自励式でハーフブリッジ式のイ
ンバータ回路INV1で交流の高周波電力に変換し、共
振回路1,コンデンサC4,抵抗R3,コイル3を介し
て無電極放電灯Laに電力供給するものである。なお、
抵抗R3はインバータ回路INV1起動時の起動を補助
する為のものである。
【0004】電解コンデンサCoの両端には、インバー
タ回路INV1つまりスイッチング素子Q2を起動する
為の起動回路4aが接続されている。起動回路4aは、
電解コンデンサCoの両端に接続された抵抗R1,コン
デンサC1の直列接続と、抵抗R1,コンデンサC1の
接続点A1及びダイオードD2を介してスイッチング素
子Q2のゲート間に挿入されたトリガ素子Q3(例えば
松下電子工業製MA62)と、接続点A1及びスイッチ
ング素子Q1,Q2の接続点A2の間に挿入された抵抗
R2,ダイオードD1の直列接続とから構成される。な
お、ダイオードD2はなくても構わない。
【0005】共振回路1は、2次巻線n2,n3を有す
るトランスTo1の1次巻線n1を介した、スイッチン
グ素子Q1のドレイン・ソース間に接続されたインダク
タンス素子L1,コンデンサC3の直列回路からなる。
コイル3は無電極放電灯Laの外周に沿って近接配置さ
れた高周波電力供給用コイル(以下、誘導コイルと呼
ぶ。)である。
【0006】インバータ回路INV1つまりスイッチン
グ素子Q1,Q2は、起動後は駆動回路2により駆動さ
れ、駆動回路2は、トランスTo1の2次巻線n2,n
3と、トランスTo1の2次巻線n2と、トランスTo
1の2次巻線n2の両端に接続されたコンデンサC2と
から構成される。
【0007】次に動作を簡単に説明する。スイッチSW
をオンして電源を投入すると、上述の様にして直流電圧
Eを得、電解コンデンサCo→抵抗R1→コンデンサC
1→電解コンデンサCoからなる閉ループに電流が流れ
てコンデンサC1が充電される。コンデンサC1の両端
電圧(以下、電圧と呼ぶ。)Vc1は徐々に上昇し、電
圧Vc1がトリガ素子Q3のブレークオーバー電圧に達
するとトリガ素子Q3がオンし、コンデンサC1→トリ
ガ素子Q3→ダイオードD2→トランスTo1の2次巻
線n3→コンデンサC1からなる閉ループに電流が流
れ、スイッチング素子Q2のゲート・ソース間に電圧が
発生してスイッチング素子Q2がオンする。スイッチン
グ素子Q2がオンすると、電解コンデンサCo→トラン
スTo1の1次巻線n1→コンデンサC3→インダクタ
ンス素子L1→スイッチング素子Q2→電解コンデンサ
Coの閉ループで電流が流れる。この電流によりトラン
スTo1の2次巻線n2,n3に2次電圧が発生するの
で、以後スイッチング素子Q1,Q2は交互にオンオフ
を繰り返す。
【0008】よって、共振回路1に振動電流が流れてイ
ンバータ回路INV1が自励発振をし、高周波電力を発
生する。そして、インバータ回路INV1から誘導コイ
ル3に数MHzから数百MHzの高周波電流を流すこと
により誘導コイル3に高周波電磁界を発生させ、無電極
放電灯Laに高周波電力を供給し、無電極放電灯La内
に高周波プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは可視
光を発生させる。
【0009】なおインバータ回路INV1が発振する
と、スイッチング素子Q2がオンしたときにコンデンサ
C1→抵抗R2→ダイオードD1→スイッチング素子Q
2→コンデンサC1の閉ループに電流が流れるので起動
回路4aは停止する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
於ては以下の様な問題点が生じる。
【0011】無電極放電灯Laの始動時に於て、起動回
路4aよりスイッチング素子Q2に印加される起動パル
スVpのパルス幅Tpと、インバータ回路INV1の動
作周期Tとの関係によっては、異常電圧、異常電流がイ
ンバータ回路INV1に発生し、回路素子にストレスが
かかってしまい、また起動が困難になってしまう。
【0012】つまり、図10に示す様なTp>T/2の
場合、起動回路4aによるインバータ回路INV1の起
動後に於て、共振回路1による共振電流の流れる方向が
逆転し、それによりスイッチング素子Q1がオンして
も、起動回路4aによりスイッチング素子Q2がオンさ
れたままであり、つまりスイッチング素子Q1とスイッ
チング素子Q2との同時オンを起こし、回路素子にスト
レスがかかってしまう。
【0013】また、一般にトリガ素子Q3のオン抵抗は
数10kΩと大きいので、Tp<T/2と起動パルスV
pのパルス幅Tpを短くすると、共振回路1での共振を
行わせるのに充分な電流が共振回路1に流れず、起動が
困難になってしまう。
【0014】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、回路素子にかかるスト
レスの低減、回路効率の向上、及び無電極放電灯の安定
点灯が可能な無電極放電灯点灯装置を提供することであ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、無電極放電灯と、
無電極放電灯に近接配置されると共に、高周波電流を通
電することにより無電極放電灯に高周波電力を供給する
誘導コイルと、少なくとも1つのスイッチング素子を有
すると共に、直流電源を交流の高周波電力に変換して誘
導コイルに供給するインバータ回路と、スイッチング素
子の制御端に起動パルスを印加することによりインバー
タ回路を起動する起動回路と、インバータ回路の出力端
に接続された共振回路とから構成される無電極放電灯点
灯装置に於て、インバータ回路の動作周期Tと、起動パ
ルスのパルス幅Tpとの関係を、 Tp≒T/2 としたことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)本発明に係る第1の実施の形態の回路
図を図1に示す。
【0017】図9に示した従来例と異なる点は、起動回
路4aの代わりに、図2に示す様に動作周期Tと起動パ
ルスVpのパルス幅Tpとの関係が Vp≒T/2 ・・・・・・・・・・・(1) である起動回路4eを設けたことであり、その他の同一
構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0018】この様に構成したことにより、スイッチン
グ素子Q1とスイッチング素子Q2との同時オンを防止
し、且つ共振回路1での共振を行わせるのに充分な電流
を共振回路1に供給できるので、容易に起動が可能とな
る。
【0019】(実施の形態2)本発明に係る第2の実施
の形態の回路図を図3に示す。
【0020】図1に示した第1の実施の形態と異なる点
は、トリガ素子Q3を介してコンデンサC1の両端に微
分回路5aを並列接続したことであり、その他の第1の
実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説
明を省略する。
【0021】ここで微分回路5aは、トリガ素子Q3に
直列接続されたコンデンサC5と、トリガ素子Q3,コ
ンデンサC5の直列接続を介してコンデンサC1の両端
に並列接続された抵抗R4とから構成され、微分回路5
aの定数設定を行うことにより、図4(c)に示す様
に、動作周期Tと起動パルスVpのパルス幅Tpとの関
係を Vp≒T/2 ・・・・・・・・・・・(1) とした。
【0022】つまり、トリガ素子Q3のオン抵抗により
コンデンサC1の放電速度は遅くなり、トリガ素子Q3
の出力電圧のパルス幅は大きくなるが、微分回路5aに
より動作周期Tと起動パルスVpのパルス幅Tpとの関
係を(1)式の様に設定した。
【0023】(実施の形態3)本発明に係る第3の実施
の形態の回路図を図5に示す。
【0024】図1に示した第1の実施の形態と異なる点
は、起動回路4aの代わりにスイッチング素子Q1を起
動する起動回路4bを設けると共に、コンデンサC2を
省略し、トランスTo1の2次巻線n3の両端にコンデ
ンサC6を並列接続したことであり、その他の第1の実
施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明
を省略する。
【0025】ここで起動回路4bは、電界コンデンサC
oの両端に接続された抵抗R11,R14の直列接続
と、抵抗R11,R14の接続点A1及びスイッチング
素子Q1,Q2の接続点A2の間に挿入されたコンデン
サC11と、コンデンサC11の両端に並列接続された
抵抗R12,ダイオードD11の直列接続と、接続点A
1及びスイッチング素子Q1のゲート端子間に接続され
たPUT(Q14)(例えばNEC社製N13T1),
抵抗R16,ダイオードD12の直列接続と、PUT
(Q14)のアノード・ゲート間に接続された抵抗R1
5及びコンデンサC16と、PUT(Q14)のカソー
ド・ゲート間に接続されたツェナーダイオードZD1
と、ダイオードD12を介してQ1のゲート・ソース間
に接続されたコンデンサC15とから構成され、抵抗R
16とコンデンサC15とで積分回路6を構成する。
【0026】積分回路6の定数設定を行うことにより、
図6(c)に示す様に、動作周期Tと起動パルスVpの
パルス幅Tpとの関係を Vp≒T/2 ・・・・・・・・・・・(1) とした。
【0027】つまり、PUT(Q14)のオン抵抗によ
りコンデンサC1の放電速度は早くなり、トリガ素子Q
3の出力電圧のパルス幅は図6(b)に示す様に小さく
なるが積分回路6により動作周期Tと起動パルスVpの
パルス幅Tpとの関係を(1)式の様に設定した。
【0028】次に動作を簡単に説明する。スイッチSW
をオンして電源を投入すると、上述の様にして直流電圧
Eを得、電解コンデンサCo→抵抗R11→コンデンサ
C11→インダクタンス素子L1→抵抗R3→誘導コイ
ル3→電解コンデンサCoからなる閉ループに電流が流
れてコンデンサC11が充電される。コンデンサC11
の両端電圧(以下、電圧と呼ぶ。)Vc11は徐々に上
昇し、電圧Vc11がツェナーダイオードZD1のツェ
ナー電圧を越えるとPUT(Q14)がオンし、コンデ
ンサC11→PUT(Q14)→抵抗R16→ダイオー
ドD12→トランスTo1の2次巻線n2→コンデンサ
C1からなる閉ループに電流が流れ、スイッチング素子
Q1のゲート・ソース間に電圧が発生してスイッチング
素子Q1がオンする。スイッチング素子Q1がオンする
と、電解コンデンサCo→スイッチング素子Q1→イン
ダクタンス素子L1→コンデンサC3→トランスTo1
の1次巻線n1→電解コンデンサCoの閉ループで電流
が流れる。この電流によりトランスTo1の2次巻線n
2,n3に2次電圧が発生するので、以後スイッチング
素子Q1,Q2は交互にオンオフを繰り返す。
【0029】なおインバータ回路INV1が発振する
と、スイッチング素子Q1がオンしたときに電解コンデ
ンサCo→Q1→ダイオードD11→抵抗R12→抵抗
R14→電解コンデンサCoの閉ループに電流が流れる
ので起動回路4bは停止する。
【0030】(実施の形態4)本発明に係る第4の実施
の形態の回路図を図7に示す。
【0031】図3に示した第2の実施の形態と異なる点
は、起動回路4aの代わりに起動回路4cを設けたこと
であり、その他の第1の実施の形態と同一構成には同一
符号を付すことにより説明を省略する。
【0032】ここで起動回路4cは、電解コンデンサC
oの両端に接続された抵抗R21,R22,コンデンサ
C21の直列接続と、抵抗R22,コンデンサC21の
接続点A3及びトランスTo1の1次巻線n1,コンデ
ンサC3の接続点A4の間に挿入されたトリガ素子Q2
1(例えばダイアック),コンデンサC22,ダイオー
ドD21の直列接続と、ダイオードD21を介してトラ
ンスTo1の1次巻線n1の両端に接続された抵抗R2
3とから構成される。また、コンデンサC22と抵抗R
23とで微分回路5bを構成する。
【0033】次に動作を簡単に説明する。スイッチSW
をオンして電源を投入すると、上述の様にして直流電圧
Eを得、電解コンデンサCo→抵抗R21→抵抗R22
→コンデンサC21→電解コンデンサCoからなる閉ル
ープに電流が流れてコンデンサC21が充電される。コ
ンデンサC21の両端電圧(以下、電圧と呼ぶ。)Vc
21は徐々に上昇し、電圧Vc21がトリガ素子Q21
のブレークオーバー電圧に達するとトリガ素子Q21が
オンし、コンデンサC21→トリガ素子Q21→コンデ
ンサC22→ダイオードD21→トランスTo1の1次
巻線n1→コンデンサC21からなる閉ループに電流が
流れ、この電流によりトランスTo1の2次巻線n2,
n3に2次電圧が発生する。この場合、スイッチング素
子Q1,Q2の各々のゲート・ソース間には正,負の電
圧が印加され、先ずスイッチング素子Q1がオンする。
スイッチング素子Q1がオンすると、電界コンデンサC
o→スイッチング素子Q1→インダクタンス素子L1→
コンデンサC3→トランスTo1の1次巻線n1→電界
コンデンサCoの閉ループで電流が流れる。この電流に
よりトランスTo1の2次巻線n2,n3に2次電圧が
発生するので、以後スイッチング素子Q1,Q2は交互
にオンオフを繰り返す。
【0034】なおインバータ回路INV1が発振する
と、スイッチング素子Q2がオンしたときにコンデンサ
C21→抵抗R22→スイッチング素子Q2→コンデン
サC21の閉ループに電流が流れるので起動回路4cは
停止する。
【0035】(実施の形態5)本発明に係る第5の実施
の形態の回路図を図8に示す。
【0036】図7に示した第4の実施の形態と異なる点
は、スイッチング素子Q1の代わりにインダクタンス素
子L3,コンデンサC7からなる並列回路を設けて、1
石の自励式インバータ回路INV2を構成したことであ
り、その他の第4の実施の形態と同一構成には同一符号
を付すことにより説明を省略する。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、回路素子にかかるスト
レスの低減、回路効率の向上、及び無電極放電灯の安定
点灯が可能な無電極放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態を示す回路図で
ある。
【図2】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図3】本発明に係る第2の実施の形態を示す回路図で
ある。
【図4】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図5】本発明に係る第3の実施の形態を示す回路図で
ある。
【図6】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図7】本発明に係る第4の実施の形態を示す回路図で
ある。
【図8】本発明に係る第5の実施の形態を示す回路図で
ある。
【図9】本発明に係る従来例を示す回路図である。
【図10】上記従来例に係る動作波形図を示す。
【符号の説明】
1 共振回路 3 誘導コイル 4 起動回路 INV インバータ回路 La 無電極放電灯 Q スイッチング素子 Vp 起動パルス T 動作周期 Tp 起動パルスのパルス幅

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無電極放電灯と、前記無電極放電灯に近
    接配置されると共に、高周波電流を通電することにより
    前記無電極放電灯に高周波電力を供給する誘導コイル
    と、少なくとも1つのスイッチング素子を有すると共
    に、直流電源を交流の高周波電力に変換して前記誘導コ
    イルに供給するインバータ回路と、前記スイッチング素
    子の制御端に起動パルスを印加することにより前記イン
    バータ回路を起動する起動回路と、前記インバータ回路
    の出力端に接続された共振回路とから構成される無電極
    放電灯点灯装置に於て、 前記インバータ回路の動作周期Tと、前記起動パルスの
    パルス幅Tpとの関係を、 Tp≒T/2 としたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
JP18906895A 1995-07-25 1995-07-25 無電極放電灯点灯装置 Withdrawn JPH0935512A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100477880C (zh) 2001-02-20 2009-04-08 电灯专利信托有限公司 用于荧光灯的保护电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100477880C (zh) 2001-02-20 2009-04-08 电灯专利信托有限公司 用于荧光灯的保护电路

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Effective date: 20021001