JP4337705B2 - Electrodeless discharge lamp lighting device and lighting fixture - Google Patents
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Description
本発明は、放電ガスを封入した透光性のバルブに近接配置された誘導コイルに高周波電磁界を発生させて点灯せしめる無電極放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device that generates a high-frequency electromagnetic field in an induction coil disposed close to a translucent bulb in which a discharge gas is sealed, and a lighting fixture using the same.
従来から、透光性のバルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯が提供されており、無電極放電灯に近接して誘導コイルを配置し、この誘導コイルに高周波電源から高周波電力を供給することによって、誘導コイルの周囲に生じる高周波電磁界を放電ガスに作用させることによって無電極放電灯を点灯させるようにした無電極放電灯点灯装置が知られている。 Conventionally, an electrodeless discharge lamp in which a discharge gas is sealed in a light-transmitting bulb has been provided. An induction coil is disposed in the vicinity of the electrodeless discharge lamp, and high-frequency power is supplied to the induction coil from a high-frequency power source. Thus, an electrodeless discharge lamp lighting device is known in which a high frequency electromagnetic field generated around an induction coil is caused to act on a discharge gas so as to light the electrodeless discharge lamp.
無電極放電灯では、周囲温度の変化や無電極放電灯の周囲への金属筐体接近等、負荷インピーダンスの変動要因があれば、誘導コイルの電圧も大きく変化し、安定した始動、点灯を行うことが困難となる。そこで、周波数スイープによる始動を行えば、負荷インピーダンス変動の影響を吸収可能であるため、安定した始動、点灯ができ、周波数スイープによる始動は特に無電極放電灯負荷の場合に有効といえる。 In an electrodeless discharge lamp, if there is a load impedance fluctuation factor, such as a change in ambient temperature or the proximity of a metal housing to the periphery of the electrodeless discharge lamp, the voltage of the induction coil also changes greatly, and stable starting and lighting are performed. It becomes difficult. Therefore, if the start by the frequency sweep is performed, the influence of the load impedance fluctuation can be absorbed, so that the start and the lighting can be stably performed. The start by the frequency sweep can be said to be particularly effective in the case of the electrodeless discharge lamp load.
例えば、特開平10−208894号公報(特許文献1)には、発振周波数が可変である高周波発振器と、高周波発振器の出力を増幅し高周波電力を出力する電力増幅器を備え、電力増幅器から出力される高周波電力を誘導コイルに供給するようにした無電極放電灯点灯装置において、高周波発振器の発振周波数を徐々に変化させることにより安定した点灯を実現することが提案されている。
ところで、無電極放電灯が反射板によって覆われている場合、この反射板が特に金属製のように、高導電率のものである場合、誘導コイルからの電磁誘導による誘導電流が反射板上でループ状に流れることになる。従って反射板によるインダクタンス成分が発生するので、等価回路では誘導コイルにインダクタが並列接続されたことになる。その結果、始動時、点灯時の共振曲線が反射板の存在しない単体での場合と比較してシフトするため、誘導コイルの電圧が低下する領域まで周波数スイープが行われることがあり、誘導コイルの電圧が点灯維持電圧を下回ると、無電極放電灯に立消えが発生するという問題があった。 By the way, when the electrodeless discharge lamp is covered with a reflecting plate, when the reflecting plate is made of a metal having a high conductivity such as a metal, an induction current due to electromagnetic induction from the induction coil is generated on the reflecting plate. It will flow in a loop. Accordingly, since an inductance component is generated by the reflector, an inductor is connected in parallel to the induction coil in the equivalent circuit. As a result, since the resonance curve at the time of starting and lighting is shifted as compared with the case of a single unit without a reflector, a frequency sweep may be performed up to a region where the voltage of the induction coil decreases. When the voltage is lower than the lighting sustaining voltage, there has been a problem that the electrodeless discharge lamp is extinguished.
これを回避するために、金属筐体に囲まれた器具に装着した状態で周波数スイープの終了周波数の調整を行うことも考えられるが、多種多様な器具に対応させるためには、それぞれの器具について個々に調整を行う必要があり、非常に手間やコストがかかり、現実的ではない。 In order to avoid this, it may be possible to adjust the frequency sweep end frequency while attached to an instrument surrounded by a metal casing, but in order to support a wide variety of instruments, Adjustments must be made individually, which is very laborious and costly and is not realistic.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無電極放電灯の周囲に高導電率の筐体が近接した場合でも容易に点灯させることができる無電極放電灯点灯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electrodeless electrode that can be easily lit even when a high-conductivity casing is close to the electrodeless discharge lamp. The object is to provide a discharge lamp lighting device.
本発明の無電極放電灯点灯装置にあっては、上記の課題を解決するために、図1に示すように、透光性のバルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯6に近接して配置される誘導コイル5と、少なくともスイッチング素子Q3,Q4と共振回路(インダクタLs、コンデンサCp、Cs)を含んで構成され、前記誘導コイル5に高周波電圧を出力する電力変換回路(インバータ回路9)と、前記スイッチング素子Q3,Q4を駆動する駆動回路11と、無電極放電灯6の始動時に前記誘導コイル5に発生する電圧Vcoilを徐々に増加させるように前記駆動回路11の動作周波数を開始周波数fsから終了周波数feまでスイープさせる周波数制御回路13とから構成される無電極放電灯点灯装置において、前記電力変換回路(インバータ回路9)の出力検出により前記無電極放電灯6の立消えを検出する立消え検出回路14を有すると共に、立消えが検出されると前記スイープの終了周波数feを高周波側に一定値シフトさせて設定し、再びスイープさせる再始動手段(周波数シフト回路15)を設けたことを特徴とするものである。
In the electrodeless discharge lamp lighting device of the present invention, in order to solve the above-described problem, as shown in FIG. 1, the electrodeless discharge lamp lighting device in which a discharge gas is sealed in a translucent bulb is provided. The power conversion circuit (inverter circuit 9) that outputs a high-frequency voltage to the
本発明によれば、電力変換回路の出力検出により無電極放電灯の立消えを検出する立消え検出回路を有すると共に、立消えが検出されるとスイープの終了周波数feを高周波側に一定値シフトさせて設定し、再びスイープさせる再始動手段を設けたので、金属筐体により無電極放電灯が覆われた場合でも、その構造に適した周波数のスイープ範囲となるように補正を行うことができ、安定して始動可能であるという効果がある。 According to the present invention, it has the extinction detection circuit that detects the extinction of the electrodeless discharge lamp by detecting the output of the power conversion circuit, and when the extinction is detected, the sweep end frequency fe is shifted to the high frequency side by a fixed value and set. In addition, since the restarting means for sweeping again is provided, even when the electrodeless discharge lamp is covered with a metal casing, correction can be performed so that the frequency sweep range suitable for the structure is obtained, and stable. The effect is that it can be started.
(実施形態1)
本発明の実施形態1の回路構成を図1に示す。この無電極放電灯点灯装置は、交流電源Vinからの電力供給を受けて、直流電圧VDCを出力する直流電源Eと、直流電源Eからの電力供給を受けて高周波電圧Vcoilを出力するインバータ回路9と、インバータ回路9のスイッチング素子を駆動する駆動回路11と、インバータ回路9の駆動周波数制御によりインバータ回路9の出力電圧Vcoilの可変を行う周波数制御回路13と、インバータ回路9の出力に接続される誘導コイル5と、誘導コイル5に近接配置される無電極放電灯6と、無電極放電灯6の立ち消えを検出する立消え検出回路14と、立ち消え検出を受けて周波数のスイープ範囲をシフトさせる周波数シフト回路15とを有している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit configuration of Embodiment 1 of the present invention. This electrodeless discharge lamp lighting device is supplied with power from an AC power source Vin and outputs a DC voltage VDC, and an
無電極放電灯6は、透明な球状のガラスバルブまたは内面に蛍光体が塗布された球状のガラスバルブ内に不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス(例えば、水銀及び希ガス)が封入されている。
The
直流電源Eは、整流用ダイオードブリッジ10とスイッチング素子Q6、インダクタL10、ダイオードD10、制御回路2及び平滑用コンデンサC10からなる昇圧チョッパ回路で構成される。
The DC power source E includes a boost chopper circuit including a
インバータ回路9は、スイッチング素子Q3,Q4、及びインダクタLs、コンデンサCp、Csの共振回路から構成される。インバータ回路9は誘導コイル5に対して数十kHzから数十MHzの高周波電流を流すことにより、誘導コイル5に高周波電磁界を発生させて無電極放電灯6に高周波電力を供給する。これに応じて、無電極放電灯6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ようになっている。
The
周波数制御回路13はオペアンプQ8、抵抗R1、コンデンサC1からなる積分回路、コンデンサC1の電荷放電用スイッチSW0等から構成される。スイッチSW0がONからOFFに切り替わると、周波数制御回路13は、直流電圧E1からの電力供給を受けて抵抗R1を介してコンデンサC1を充電し、コンデンサC1の両端電圧VC1をオペアンプQ8の非反転入力端子に印加し、オペアンプQ8の出力端子に電圧Vfを出力し、駆動回路11の周波数スイープ制御を行う。
The
駆動回路11はその入力端子から周波数制御回路13へ流れるシンク電流Isw(=Io)に応じて動作周波数を可変させ、電流Ioが大きいほど駆動周波数は高くなるように制御されるものであり、Hout、H−GND端子間、Lout、L−GND端子間にそれぞれスイッチング素子Q3、Q4に対する略矩形波状の駆動信号(両者の位相差は略180°)を出力するものである。Hout端子は高電位側の出力端子、H−GND端子は高電位側のグランド端子、Lout端子は低電位側の出力端子、L−GND端子は低電位側のグランド端子である。インバータ回路9のスイッチング素子Q3,Q4は例えばMOSFETよりなり、Hout、H−GND端子間の電圧によりスイッチング素子Q3がオン・オフ駆動され、Lout、L−GND端子間の電圧によりスイッチング素子Q4がオン・オフ駆動されるものである。
The
無電極放電灯負荷の場合、点弧始動時はインダクタ負荷であるため、有電極の蛍光ランプ等、他の光源と比較して始動時に大きな電力を必要とする。したがって、安定した始動、点灯を行うためには、インバータ回路9の共振回路のQも高く設定する必要がある。しかし、特に周囲温度変化や無電極放電灯6の周囲への金属筐体接近等、インバータ回路9の負荷インピーダンスの変動要因があれば、誘導コイルの電圧Vcoilも大きく変化し、安定した始動、点灯を行うことが困難となる。そこで、周波数スイープによる始動を行えば、負荷インピーダンス変動の影響を吸収可能であるため、安定した始動、点灯ができるものであり、周波数スイープによる始動は特に無電極放電灯負荷の場合に有効と言える。
In the case of an electrodeless discharge lamp load, since it is an inductor load at the start of ignition, a larger electric power is required at the start than other light sources such as an electrode fluorescent lamp. Therefore, in order to perform stable start-up and lighting, it is necessary to set the Q of the resonance circuit of the
インバータ回路9の出力電圧Vcoilの動作周波数finvに対する変化を図2に示すが、動作周波数finvを開始周波数fsから終了周波数feに向けてスイープさせることにより、出力電圧Vcoilは徐々に増加するように動作させている。この周波数スイープの間に無電極放電灯6が点弧始動に最低限必要な電圧Vth1を越えるように設計されるため、ある周波数fiで無電極放電灯6が点灯する。無電極放電灯6が点灯すると、直ちに電圧Vcoilは低下し、図の点灯時側の曲線上に動作点は移動する。ここで、終了周波数feはインバータ回路9の共振回路における共振点付近に設定することで、周波数のスイープにより十分な出力電圧Vcoilを得ることができ、無電極放電灯6の始動を容易に行えるという効果がある。
The change of the output voltage Vcoil of the
図3に周波数スイープによる始動動作の一例を示す。交流電源Vinが投入され、直流電源Eの直流電圧VDCが立ち上がると、直流電源E1を電源として感温抵抗R1を介してコンデンサC1が充電され、その充電電圧VC1は、ある設定電圧Vceで一定となるよう徐々に増加する。同様に電圧VfもオペアンプQ8の動作により、コンデンサC1の充電電圧VC1に応じて増加し、ある設定電圧で一定となるよう徐々に増加する。いま、電圧Vfが増加するとき、インバータ回路9から出力される電圧Vcoilの動作周波数finvは低下するものとすれば、開始周波数fsから徐々に低下するので、周波数スイープ区間内のある動作周波数finv=fiにおいて無電極放電灯6が点灯する(t=t2)。
FIG. 3 shows an example of the starting operation by frequency sweep. When the AC power supply Vin is turned on and the DC voltage VDC of the DC power supply E rises, the capacitor C1 is charged through the temperature sensitive resistor R1 using the DC power supply E1 as a power supply, and the charging voltage VC1 is constant at a certain set voltage Vce. It gradually increases to become. Similarly, the voltage Vf also increases according to the charging voltage VC1 of the capacitor C1 by the operation of the operational amplifier Q8, and gradually increases so as to be constant at a certain set voltage. Now, if the operating frequency finv of the voltage Vcoil output from the
ここで、無電極放電灯6がダウンライト器具に装着された場合を想定する。ダウンライト器具は反射板によって無電極放電灯6が覆われているが、反射板が特に金属製のように、高導電率のものである場合、誘導コイル5からの電磁誘導による誘導電流が反射板上でループ状に流れることになる。従って反射板によるインダクタンス成分が発生するので、等価回路では誘導コイル5にインダクタが並列接続されたことになる。その結果、図2に示すように始動時、点灯時の共振曲線が、ダウンライト器具(器具筐体や反射板等)の存在しない単体での場合と比較してシフトする。
Here, it is assumed that the
図3に示すように無電極放電灯6の点灯後も、コンデンサC1が満充電となるまで、つまり、電圧VC1が一定値Vceとなるまで変化しようとするため、発振周波数は終了周波数feまで変化する。しかし、共振曲線が高周波側にずれている場合、その分、点灯時共振曲線のピークを越え、さらに電圧Vcoilが低減する領域まで周波数スイープが行われることになる。その結果、電圧Vcoilが点灯維持電圧Vth2を下回ると、無電極放電灯6に立消えが発生するという問題があった。
As shown in FIG. 3, even after the
これを回避するために、金属筐体に囲まれた器具に装着した状態で終了周波数feの調整を行うことが考えられるが、多種多様な器具に対応させるためにはその個々で調整を行う必要があり、非常に手間やコストがかかり、現実的ではない。 In order to avoid this, it is conceivable to adjust the end frequency fe in a state where the end frequency fe is mounted on a device surrounded by a metal casing. Is very laborious and costly and is not realistic.
そこで、本実施形態1では、無電極放電灯6の立ち消えを検出する立消え検出回路14と、立ち消え検出を受けて周波数のスイープ範囲をシフトさせる周波数シフト回路15を設けている。
Therefore, in the first embodiment, a turn-
立消え検出回路14は、誘導コイル5の両端電圧の分圧及び平滑回路、抵抗R2〜R5、オペアンプQ7、Q9からなる所謂ウィンドウコンパレータ回路で構成され、オペアンプQ7、Q9としてはLM339(ナショナルセミコンダクター)等のオープンコレクタタイプを使用する。
The
周波数シフト回路15は、立消え検出回路14の出力電圧Voffに応じて、立消えの場合に周波数シフト及び再始動(スイッチSW0:ON→OFF)を行う制御回路16と、制御回路16の出力に応じてオペアンプQ8の+入力端子電圧(VC1)の最大値を可変するためのトランジスタQ10等から構成されている。
In response to the output voltage Voff of the
本実施形態の動作について、図1〜図3を用いて説明する。但し、ダウンライト反射板等の金属筐体により無電極放電灯6が覆われている場合を想定する。時間t=t1でスイッチSW0がONからOFFに切り替わることにより、周波数制御回路13は駆動回路11からのシンク電流Iswを可変し、周波数スイープ制御が行われる。その後、時間t=t2で電圧Vcoil>Vth1(点弧始動電圧)となるので無電極放電灯6が点灯し、電圧VC1が一定値Vce(最大値)となるまで変化し、動作周波数もfinv=feまで変化するが、Vcoil<Vth2(点灯維持電圧)となるため、時間t=t3で無電極放電灯6が立消えする(図2のAの軌跡)。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. However, it is assumed that the
図2より、正常な始動、点灯が行われる場合には、電圧Vcoilは、Vth2<Vcoil<Vth1の範囲に存在している。そこで、立消え検出回路14のウィンドウコンパレータの働きにより、Vth2<Vcoil<Vth1の場合にのみ、出力VoffがHレベルになるよう設定している。したがって、仮に、Vcoil<Vth2(点灯維持電圧)となって、無電極放電灯6が立消えすると、出力VoffはLレベルになる。
From FIG. 2, when normal start-up and lighting are performed, the voltage Vcoil is in the range of Vth2 <Vcoil <Vth1. Therefore, the output Voff is set to the H level only when Vth2 <Vcoil <Vth1 by the function of the window comparator of the
この結果が制御回路16に入力されることにより、制御回路16はスイッチSW0を一旦ONさせてからOFFに切替えることで、再び周波数スイープ動作が開始する(t=t3’)。また、制御回路16に内蔵されたラッチ回路が動作し、トランジスタQ10に一定のベース電流iBを流す(但しトランジスタQ10の能動領域で動作させる)。このベース電流iBに応じてコレクタ電流が流れるため、実質的に電圧VC1の最大値を低減させることができる。これにより終了周波数feはfe+Δf(Δf>0)(=fe’)に再設定される(t=t5)。この周波数スイープ動作は、開始周波数fsから終了周波数fe’まで周波数スイープを行う(図2のBの軌跡)が、今度は終了周波数fe’においてVcoil>Vth2であるため立消えは発生しない。
By inputting this result to the
よって、金属筐体により無電極放電灯6が覆われた場合でも、その構造に適した周波数のスイープ範囲となるように補正を行うことができ、安定して始動可能であるという効果がある。また、終了周波数feを共振周波数の近傍に設定し、終了周波数fe<開始周波数fsに設定することで、周波数スイープ時に電圧Vcoilは徐々に増加するように動作させることができる。
Therefore, even when the
シフト周波数Δfの具体的な値は、駆動回路の動作周波数に対してΔfは0.1%〜数%程度とする。たとえば動作周波数150kHzの場合でΔfは0.15kHz〜2.3kHz程度となる。Δfは一定値としても可変値としてもどちらでも構わない。 The specific value of the shift frequency Δf is about 0.1% to several percent with respect to the operating frequency of the drive circuit. For example, when the operating frequency is 150 kHz, Δf is about 0.15 kHz to 2.3 kHz. Δf may be a constant value or a variable value.
(実施形態2)
本発明の実施形態2の回路構成を図4に示す。実施形態1と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態1との相違点はトランジスタQ10のコレクタ回路を駆動回路11の入力に接続していることであり、駆動回路11は周波数制御回路13へ流れるシンク電流IswとトランジスタQ10のコレクタ電流Ishとの和(=Io)に応じて動作周波数を可変させている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a circuit configuration of the second embodiment of the present invention. The description of the same configuration, operation, and effect as in the first embodiment is omitted. The difference from the first embodiment is that the collector circuit of the transistor Q10 is connected to the input of the
動作について図5、図6を用いて説明する。時間t=t1でスイッチSW0がONからOFFに切り替わった後、実施形態1と同様に周波数スイープを行うが、時間t=t3で立ち消えが発生する(図5のAの軌跡)。その結果、立消え検出回路14の働きにより出力VoffがLレベルになり、制御回路16に入力されることで、トランジスタQ10には所定のベース電流iBが流れ、それに応じたコレクタ電流Ishが流れる。これにより開始周波数fs、終了周波数feとも一定値、高周波側にシフトする。即ち、開始周波数fsはfs+Δf(Δf>0)(=fs’)、終了周波数feはfe+Δf(Δf>0)(=fe’)として再設定される。
The operation will be described with reference to FIGS. After the switch SW0 is switched from ON to OFF at time t = t1, a frequency sweep is performed in the same manner as in the first embodiment, but disappearance occurs at time t = t3 (trajectory A in FIG. 5). As a result, the output Voff becomes L level by the action of the
その後直ちに制御回路16はスイッチSW0をONからOFFに切替えることで、再び周波数スイープ動作が開始し、今度は開始周波数fs’から終了周波数fe’まで周波数スイープを行う(図5のBの軌跡)が、終了周波数fe’においてVcoil>Vth2であるため、立消えは発生しない。
Immediately after that, the
本実施形態2では、実施形態1と比較して、開始周波数fsも高周波側にシフトするため、始動時における周波数スイープ幅は拡大するから、例えば周囲温度変化等により共振曲線がさらにシフトした場合でも、安定して点灯させることができるという効果がある。 In the second embodiment, since the start frequency fs is also shifted to the high frequency side as compared with the first embodiment, the frequency sweep width at the time of start-up is increased. For example, even when the resonance curve is further shifted due to a change in ambient temperature or the like. There is an effect that it can be lit stably.
(実施形態3)
本発明の実施形態3の回路構成を図7に示す。実施形態1と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態1との相違点は、オペアンプQ8の+入力端子と制御回路16との間にクランプ回路26を設けたことである。クランプ回路26は内部にダイオード、定電圧ダイオード等の素子が含まれ、立消え検出回路14により立消えが検出された場合のみ、出力側の電圧クランプを行う。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows a circuit configuration of the third embodiment of the present invention. The description of the same configuration, operation, and effect as in the first embodiment is omitted. The difference from the first embodiment is that a
本実施形態の動作について、図8、図5を用いて説明する。時間t=t3で立消えが発生した後(図5のAの軌跡)、立消え検出回路14の働きにより出力VoffがLレベルになり、制御回路16に入力されることで、その後は、クランプ回路26が動作し、電圧VC1の最大値より低い電圧で電圧クランプを行う。これにより終了周波数feはfe+Δf(Δf>0)(=fe’)に再設定され、その後、制御回路16はスイッチSW0をONからOFFに切替えることで、再び周波数スイープ動作が開始し、今度は開始周波数fsから終了周波数fe’まで周波数スイープを行う(図5のBの軌跡)が、終了周波数fe’においてVcoil>Vth2であるため、立消えは発生しない。本実施形態では、周波数シフトが実施形態1の微弱なベース電流iBによる制御の場合と比較して、安定化できるという効果がある。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. After the extinction occurs at time t = t3 (the locus of A in FIG. 5), the output Voff becomes L level by the action of the
(実施形態4)
本発明の実施形態4の動作を図9に示す。実施形態1と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態1との相違点は、1回目の周波数スイープによる立消え後(Aの軌跡)、終了周波数をfe’(=fe+Δf)として再度周波数スイープしても、立消えが解消しない場合、さらに終了周波数をfe”(=fe+2Δf)、…として無電極放電灯6が立ち消えせずに点灯するまで周波数シフトを繰り返すことであり、より確実に点灯可能であるという効果がある。Δfは一定値としても可変値としてもどちらでも構わない。
(Embodiment 4)
The operation of Embodiment 4 of the present invention is shown in FIG. The description of the same configuration, operation, and effect as in the first embodiment is omitted. The difference from the first embodiment is that after the extinction by the first frequency sweep (the locus of A), if the extinction is not eliminated even if the frequency sweep is performed again with the end frequency set to fe ′ (= fe + Δf), the end frequency is further set. The frequency shift is repeated until the
シフト周波数Δfが、終了周波数feと開始周波数fsの差より小さく設定(Δf<fs−fe)されていても、再始動を繰り返すうちにVcoil>Vth2となるので、確実に無電極放電灯6を点灯させることができるという効果がある。 Even if the shift frequency Δf is set to be smaller than the difference between the end frequency fe and the start frequency fs (Δf <fs−fe), Vcoil> Vth2 is obtained as the restart is repeated. There is an effect that it can be lit.
なお、この実施形態4で終了周波数を複数回シフトさせる場合、周波数シフトΔfの大きさを徐々に低減させる構成とすれば、点灯時の動作周波数が高周波側になりすぎず、立ち消え等が発生しにくく、より安定点灯可能という効果が得られる。 When the end frequency is shifted a plurality of times in the fourth embodiment, if the configuration is such that the magnitude of the frequency shift Δf is gradually reduced, the operating frequency at the time of lighting does not become too high, and extinction occurs. It is difficult to obtain the effect of more stable lighting.
(実施形態5)
本発明の実施形態5の回路構成を図10に示す。実施形態1と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態1との相違点は、無電極放電灯6が点灯した時の終了周波数feを記憶しておく記憶回路17が制御回路16に接続されていることである。
(Embodiment 5)
FIG. 10 shows a circuit configuration according to the fifth embodiment of the present invention. The description of the same configuration, operation, and effect as in the first embodiment is omitted. The difference from the first embodiment is that a
本実施形態の動作について図11、図12を用いて説明する。初回の動作(図11)で、実施形態1と同様に、終了周波数fe’(=fe+Δf)で無電極放電灯6が点灯した場合、記憶回路17により終了周波数fe’を記憶しておき(即ちそのときのベース電流iBを記憶しておき)、その後、例えば一旦交流電源Vinを切断した後、再度投入した場合などにおいて、以降の周波数スイープについては開始周波数fsから、記憶された終了周波数fe’まで行う(図12)。この結果、立消え状態に陥ることなく無電極放電灯6を安定して点灯できるという効果がある。
The operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the first operation (FIG. 11), as in the first embodiment, when the
つまり、図11の初回の動作では、Aの軌跡で開始周波数fsから終了周波数feまで周波数スイープした結果、立ち消えた後、終了周波数feをfe’=fe+Δfにシフトすることで、Bの軌跡で開始周波数fsから終了周波数fe’まで周波数スイープすることにより、安定点灯に移行しているが、ここで記憶された終了周波数fe’を用いて、図12の次回以降の動作では、Aの軌跡で開始周波数fsから記憶された終了周波数fe’まで周波数スイープすることにより、立消え状態に陥ることなく無電極放電灯6を安定して点灯できるのである。
In other words, in the first operation in FIG. 11, after the frequency sweeps from the start frequency fs to the end frequency fe along the locus A, it disappears, and then the end frequency fe is shifted to fe ′ = fe + Δf, thereby starting on the locus B. By shifting the frequency from the frequency fs to the end frequency fe ′, the stable lighting is performed. In the operation after the next time in FIG. 12 using the end frequency fe ′ stored here, the operation starts with the locus A. By performing a frequency sweep from the frequency fs to the stored end frequency fe ′, the
なお、実施形態2のように、終了周波数feのみならず開始周波数fsもシフトさせた場合には、初回の動作時の開始周波数fs’も終了周波数fe’とともに記憶しておき、以降の周波数スイープについては記憶された開始周波数fs’から終了周波数fe’まで行うようにすれば良い。 When the start frequency fs is shifted as well as the end frequency fe as in the second embodiment, the start frequency fs ′ at the first operation is stored together with the end frequency fe ′, and the subsequent frequency sweep is performed. Is performed from the stored start frequency fs ′ to end frequency fe ′.
(実施形態6)
本発明の実施形態6の要部回路構成を図13(a)に示す。実施形態5と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態5との相違点は、記憶回路17はマイコン18、開始周波数fs’、終了周波数fe’を記憶するためのメモリ20、メモリ20の内容を記憶しておくためのバックアップ電源19から構成されていることである。
(Embodiment 6)
FIG. 13A shows the main circuit configuration of the sixth embodiment of the present invention. The description of the same configuration, operation, and effect as in the fifth embodiment is omitted. The difference from the fifth embodiment is that the
なお、バックアップ電源19は交流電源Vinを投入した後はコンデンサC10の両端電圧から充電され、交流電源Vinが切断された後もメモリ20の内容を記憶保持可能としている。また、バックアップ電源19として充電池や大容量キャパシタ等を内蔵すれば、さらに長期間に渡って記憶可能となる効果がある。
The
(実施形態7)
本発明の実施形態7の要部回路構成を図13(b)に示す。実施形態6と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態6との相違点は、記憶回路17はフラッシュメモリ等の不揮発メモリ21により開始周波数fs’、終了周波数fe’を記憶することであり、バックアップ電源等を必要とせず、半永久的に記憶内容が保持可能であるという効果がある。
(Embodiment 7)
FIG. 13B shows a circuit configuration of the main part of the seventh embodiment of the present invention. The description of the same configuration, operation, and effect as in the sixth embodiment is omitted. The difference from the sixth embodiment is that the
(実施形態8)
本発明の実施形態8の要部回路構成を図13(c)に示す。実施形態7と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態7との相違点は、記憶内容をリセットするためのリセットスイッチ22が設けられていることであり、無電極放電灯6を取り囲む器具構造が変更となった場合や、経時変化により共振曲線がシフトしてしまった場合でも、リセットスイッチ22により記憶内容をリセットした後、実施形態6のようにして再度最適な開始周波数fs’、終了周波数fe’を記憶させることで、安定始動が可能である。
(Embodiment 8)
FIG. 13 (c) shows a main circuit configuration of the eighth embodiment of the present invention. The description of the same configuration, operation, and effect as in the seventh embodiment is omitted. The difference from the seventh embodiment is that a
(実施形態9)
上記各実施形態1〜8に記載の無電極放電灯点灯装置は、例えば、図14に示すような照明器具として利用することができる。図中、5は誘導コイル、6は無電極放電灯、30は金属製の反射板である。このように、無電極放電灯6の周囲に高導電率の筐体が近接した場合でも本発明の点灯装置を用いれば、周波数スイープの終了周波数feをシフトさせることにより容易に点灯させることができる。また、金属製の反射板30を取り外した単体で使用した場合でも、周波数スイープの終了周波数feを再度シフトさせることにより、設置環境に関わらず容易に点灯させることができる。
(Embodiment 9)
The electrodeless discharge lamp lighting device described in each of the first to eighth embodiments can be used as, for example, a lighting fixture as shown in FIG. In the figure, 5 is an induction coil, 6 is an electrodeless discharge lamp, and 30 is a metallic reflector. As described above, even when a high-conductivity housing is in the vicinity of the
5 誘導コイル
6 無電極放電灯
9 インバータ回路
11 駆動回路
13 周波数制御回路
14 立消え検出回路
15 周波数シフト回路
5
Claims (5)
少なくともスイッチング素子と共振回路を含んで構成され、前記誘導コイルに高周波電圧を出力する電力変換回路と、
前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
無電極放電灯の始動時に前記誘導コイルに発生する電圧を徐々に増加させるように前記駆動回路の動作周波数を開始周波数から終了周波数までスイープさせる周波数制御回路とから構成される無電極放電灯点灯装置において、
前記電力変換回路の出力検出により前記無電極放電灯の立消えを検出する立消え検出回路を有すると共に、
立消えが検出されると前記スイープの終了周波数を高周波側に一定値シフトさせて設定し、再びスイープさせる再始動手段を設けたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 An induction coil disposed close to an electrodeless discharge lamp in which a discharge gas is sealed in a light-transmitting bulb;
A power conversion circuit configured to include at least a switching element and a resonance circuit and outputting a high-frequency voltage to the induction coil;
A drive circuit for driving the switching element;
An electrodeless discharge lamp lighting device comprising a frequency control circuit that sweeps the operating frequency of the drive circuit from a start frequency to an end frequency so as to gradually increase the voltage generated in the induction coil at the start of the electrodeless discharge lamp In
With a turn-off detection circuit for detecting the turn-off of the electrodeless discharge lamp by detecting the output of the power conversion circuit,
An electrodeless discharge lamp lighting device, comprising: restarting means for setting the end frequency of the sweep by shifting it to a high frequency side by a predetermined value when the extinction is detected, and sweeping it again.
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