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JPH06111972A - Electrodeless discharge lamp lighting device - Google Patents

Electrodeless discharge lamp lighting device

Info

Publication number
JPH06111972A
JPH06111972A JP28540492A JP28540492A JPH06111972A JP H06111972 A JPH06111972 A JP H06111972A JP 28540492 A JP28540492 A JP 28540492A JP 28540492 A JP28540492 A JP 28540492A JP H06111972 A JPH06111972 A JP H06111972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slope
operating point
electrodeless discharge
discharge lamp
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP28540492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Araki
建次 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP28540492A priority Critical patent/JPH06111972A/en
Publication of JPH06111972A publication Critical patent/JPH06111972A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電源とランプ負荷とマッチングの設定
を良好に行なえるようにする。 【構成】 インバータから見た負荷インピーダンスの偏
角が、(1)動作点付近で位相角が負から正に急激に立
上る、(2)動作点はこの立上りのスロープ中に設定さ
れる、(3)動作点の位相は正である、(4)上記スロ
ープからさらに周波数の高い部分にディップがある、
(5)動作点での上記スロープの傾斜は正である、とい
う条件を満たすように始動時の動作周波数を設定する。
また、始動時のインバータから見た負荷インピーダンス
の偏角が、上記5つの条件を満たすように動作周波数に
対してチューニングを行なうようにしている。
(57) [Abstract] [Purpose] To enable good setting of high frequency power supply, lamp load and matching. [Configuration] The load impedance deviation angle viewed from the inverter is (1) the phase angle rises sharply from negative to positive in the vicinity of the operating point, (2) the operating point is set in the slope of this rising, ( 3) The phase of the operating point is positive, (4) There is a dip in the higher frequency part from the above slope,
(5) The operating frequency at the start is set so as to satisfy the condition that the slope of the slope at the operating point is positive.
In addition, tuning is performed with respect to the operating frequency so that the deflection angle of the load impedance viewed from the inverter at the time of start-up satisfies the above five conditions.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無電極放電ランプの周
囲に巻かれた励起コイルからランプ内のプラズマリング
に磁気的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、特に始動時に高周波電
源とランプ負荷とのインピーダンスマッチングが良好に
行なえるようにしたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device for lighting a lamp by magnetically supplying high frequency power to a plasma ring in the lamp from an excitation coil wound around the electrodeless discharge lamp. In particular, the present invention relates to a device capable of favorably performing impedance matching between a high frequency power supply and a lamp load at the time of starting.

【0002】[0002]

【従来の技術】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つ放電ランプ
である。しかし、高周波電力を励起手段であるたとえば
励起コイルに効率よく伝達するために、マッチングなど
を行なうネットワークを極めて低損失、高Qに設定しな
ければならず、回路定数の経時変化や温度変化に対する
回路応答の変動が極めて大きいという難しさがある。こ
れを解消するために、負荷電流と負荷電圧の位相を検出
してこの位相値が適正値となるように動作周波数(イン
バータの出力周波数)の制御を行なえる閉ループ系を持
つ点灯装置がある。このような閉ループ系では、出力の
位相角を一定化できるので、高周波電源部を構成する素
子にとって安全な領域に設定されるならば、素子の保護
を図ることができる。
2. Description of the Related Art Electrodeless discharge lamps have high efficiency, high brightness,
It is a discharge lamp that has excellent characteristics such as high color rendering and long life. However, in order to efficiently transmit the high frequency power to the excitation means, for example, the excitation coil, the network for performing matching or the like must be set to have extremely low loss and high Q. There is a difficulty that the fluctuation of the response is extremely large. In order to solve this, there is a lighting device having a closed loop system capable of detecting the phases of the load current and the load voltage and controlling the operating frequency (the output frequency of the inverter) so that the phase value becomes an appropriate value. In such a closed loop system, the phase angle of the output can be made constant, so that the element can be protected if it is set in a safe region for the element that constitutes the high frequency power supply section.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記位
相角の設定方法についてはまったく知られていない。こ
のため、閉ループ系による保護機能が十分に発揮されな
かったり、始動に必要な十分なパワーがランプに供給さ
れないなどの問題が生じることがあった。
However, there is no known method for setting the above phase angle. As a result, problems such as insufficient protection of the closed loop system and insufficient supply of power to the lamp may occur.

【0004】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、特に始動
時の動作安定性が確保できるように動作点の設定を行な
えるようにした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。
The present invention has been proposed in order to solve the problems of the above-mentioned conventional techniques, and in particular, the operating point can be set so as to ensure the operational stability at the time of starting. An object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp lighting device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、インバータから見た負荷インピーダンス
の偏角が、(1)動作点付近で位相角が負から正に急激
に立上る、(2)動作点はこの立上りのスロープ中に設
定される、(3)動作点の位相は正である、(4)上記
スロープからさらに周波数の高い部分にディップがあ
る、(5)動作点での上記スロープの傾斜は正である、
という条件を満たすように始動時の動作周波数を設定す
る。また、始動時のインバータから見た負荷インピーダ
ンスの偏角が、上記5つの条件を満たすように動作周波
数に対してチューニングを行なうようにしている。
In order to achieve this object, in the present invention, the deviation angle of the load impedance seen from the inverter is (1) the phase angle rises from negative to positive in the vicinity of the operating point. (2) The operating point is set during this rising slope, (3) the phase of the operating point is positive, (4) there is a dip in the higher frequency part from the above slope, (5) at the operating point The slope of the above slope of is positive,
The operating frequency at the time of start is set so as to satisfy the condition. In addition, tuning is performed with respect to the operating frequency so that the deflection angle of the load impedance viewed from the inverter at the time of start-up satisfies the above five conditions.

【0006】以下、本発明を具体的に説明する。励起コ
イルを負荷に持つ場合、このリアクタンス分を打ち消
し、高周波電源に対して低インピーダンスとするため
に、図1に示すようにこの励起コイル3に直列にコンデ
ンサ4を接続する。さらに、励起コイル3に並列にコン
デンサ5を接続したり、他にインダクタやトランス、コ
ンデンサを接続する場合があるが、全体として動作周波
数付近でインバータから見たメイン回路のインピーダン
スの位相角がゼロ点を持つようにすればよい。始動回路
7は励起コイル3、あるいはインバータ1に対して並列
に接続される。高周波で動作させる以上、この始動回路
7も純粋に抵抗性とはなりえず、インダクタンスおよび
キャパシタンスを含む2端子網となるが、始動回路7に
十分なパワーを供給しようとすると、動作周波数付近で
同様にインピーダンスの位相角がゼロ点を持つようにす
る必要がある。ここで、問題となるのがメイン回路と始
動回路7の位相角のゼロ点および動作周波数の相対位置
である。仮にメイン回路のゼロ点を固定し、始動回路の
ゼロ点を少しずつずらしていくと、図4に示すような
(A)から(D)に示す4通りの場合がある。本発明で
は(D)の場合を用いる。この(D)の場合について動
作周波数(動作位相)の選び方を図5に基づいて説明す
る。図中、(1)から(6)までの動作点で下記の条件
を満たすのは(3)の場合に限られる。条件 (1)メイン回路のゼロ点近傍にあって十分なコイル電
流が確保される。 (2)始動回路7のゼロ点近傍にあり、十分な電力を始
動回路7に供給できる。 但し、始動回路7はダンピングすることが可能であり、
これを行なえばゼロ点と動作周波数との距離を大きく取
ることができる。 (3)位相カーブが正のスロープを持っている。 (4)位相角が正である。
The present invention will be specifically described below. When the excitation coil is used as a load, a capacitor 4 is connected in series to the excitation coil 3 as shown in FIG. 1 in order to cancel out the reactance and make the impedance low with respect to the high frequency power source. Furthermore, the capacitor 5 may be connected in parallel to the excitation coil 3, or an inductor, a transformer, or a capacitor may be connected in addition to the excitation coil 3. However, the phase angle of the impedance of the main circuit seen from the inverter as a whole near the operating frequency is zero. You should have. The starting circuit 7 is connected in parallel to the excitation coil 3 or the inverter 1. As long as the starting circuit 7 is operated at a high frequency, the starting circuit 7 cannot be purely resistive and becomes a two-terminal network including an inductance and a capacitance. Similarly, the impedance phase angle must have a zero point. Here, the problems are the zero point of the phase angle of the main circuit and the starting circuit 7 and the relative position of the operating frequency. If the zero point of the main circuit is fixed and the zero point of the starting circuit is gradually shifted, there are four cases shown in (A) to (D) of FIG. In the present invention, the case of (D) is used. How to select the operating frequency (operating phase) for this case (D) will be described with reference to FIG. In the figure, the operating conditions from (1) to (6) satisfy the following conditions only in the case of (3). Condition (1) A sufficient coil current is secured near the zero point of the main circuit. (2) Since it is near the zero point of the starting circuit 7, sufficient electric power can be supplied to the starting circuit 7. However, the starting circuit 7 can be damped,
If this is done, the distance between the zero point and the operating frequency can be made large. (3) The phase curve has a positive slope. (4) The phase angle is positive.

【0007】[0007]

【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2に基づき説明する。この実施
例では位相検出部で検出したインバータの出力電流と出
力電圧の位相を発振回路に供給し、適正な動作周波数を
設定できるようにしている。また、各回路定数を図3に
示す。周波数範囲は13.0MHz〜13.7MHzで
ある。
EXAMPLE A specific example of the electrodeless discharge lamp lighting device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, the phases of the output current and the output voltage of the inverter detected by the phase detector are supplied to the oscillator circuit so that an appropriate operating frequency can be set. Moreover, each circuit constant is shown in FIG. The frequency range is 13.0 MHz to 13.7 MHz.

【0008】[0008]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンバータから見たメイン回路と始動回路のインピーダン
ス位相の設定方法が明らかとなり、始動時に安定に始動
回路を動作させることができ、十分な始動電力をランプ
に供給できる。
As described above, according to the present invention, a method of setting the impedance phase of the main circuit and the starting circuit seen from the inverter is clarified, and the starting circuit can be operated stably at the time of starting, and it is sufficient. The starting power can be supplied to the lamp.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る基本的な無電極放電ランプ点灯装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a basic electrodeless discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図2】具体的な無電極放電ランプ点灯装置の構成を示
す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a specific electrodeless discharge lamp lighting device.

【図3】図2の点灯装置の回路定数を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing circuit constants of the lighting device of FIG.

【図4】始動回路の位相角のゼロ点をずらした場合の共
振特性カーブを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a resonance characteristic curve when the zero point of the phase angle of the starting circuit is shifted.

【図5】本発明で用いられる共振特性カーブと動作点を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a resonance characteristic curve and an operating point used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インバータ 2 発振回路 3 励起コイル 4 直列コンデンサ 5 並列コンデンサ 7 始動回路 8 ランプ 9 始動スイッチ 10 位相検出部 1 Inverter 2 Oscillation Circuit 3 Excitation Coil 4 Series Capacitor 5 Parallel Capacitor 7 Starting Circuit 8 Lamp 9 Starting Switch 10 Phase Detector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源を高周波電源に変換するインバ
ータと、 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またはランプチューブ内に配され
る励起コイルと、 このインバータの出力端子間に接続される励起コイルに
対して直列に挿入され直列共振コンデンサと、 上記インバータの出力端子間または上記励起コイルに対
して並列に接続されるとともに、少なくとも直列共振回
路を有し、ランプ始動時に無電極放電ランプに始動用の
高電圧を印加する始動回路とを備える無電極放電ランプ
点灯装置において、 インバータから見た負荷インピーダンスの偏角が、
(1)動作点付近で位相角が負から正に急激に立上る、
(2)動作点はこの立上りのスロープ中に設定される、
(3)動作点の位相は正である、(4)上記スロープか
らさらに周波数の高い部分にディップがある、(5)動
作点での上記スロープの傾斜は正である、という条件を
満たすように始動時の動作周波数を設定することを特徴
とする無電極放電ランプ点灯装置。
1. An inverter for converting a DC power source into a high frequency power source, an electrodeless discharge lamp in which at least a discharge gas or vapor is sealed in a lamp tube, and an excitation coil disposed near the lamp tube or in the lamp tube. A series resonance capacitor that is inserted in series with respect to the excitation coil connected between the output terminals of the inverter, and a series resonance capacitor that is connected between the output terminals of the inverter or in parallel with the excitation coil, and at least a series resonance circuit. In the electrodeless discharge lamp lighting device having a starting circuit for applying a high voltage for starting to the electrodeless discharge lamp when the lamp is started, the deviation angle of the load impedance seen from the inverter is:
(1) The phase angle rapidly rises from negative to positive near the operating point,
(2) The operating point is set during this rising slope,
(3) The phase of the operating point is positive, (4) there is a dip in the higher frequency part from the slope, and (5) the slope of the slope at the operating point is positive. An electrodeless discharge lamp lighting device characterized by setting an operating frequency at the time of starting.
【請求項2】 直流電源を高周波電源に変換するインバ
ータと、 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またはランプチューブ内に配され
る励起コイルと、 このインバータの出力端子間に接続される励起コイルに
対して直列に挿入され直列共振コンデンサと、 上記インバータの出力端子間または上記励起コイルに対
して並列に接続されるとともに、少なくとも直列共振回
路を有し、ランプ始動時に無電極放電ランプに始動用の
高電圧を印加する始動回路とを備える無電極放電ランプ
点灯装置において、 始動時のインバータから見た負荷インピーダンスの偏角
が、(1)動作点付近で位相角が負から正に急激に立上
る、(2)動作点はこの立上りのスロープ中に設定され
る、(3)動作点の位相は正である、(4)上記スロー
プからさらに周波数の高い部分にディップがある、
(5)動作点での上記スロープの傾斜は正である、とい
う条件を満たすように動作周波数に対してチューニング
を行なうことを特徴とする無電極放電ランプ点灯装置。
2. An inverter for converting a DC power source into a high frequency power source, an electrodeless discharge lamp in which at least a discharge gas or vapor is sealed in a lamp tube, and an excitation coil arranged near the lamp tube or in the lamp tube. And a series resonance capacitor that is inserted in series with respect to the excitation coil connected between the output terminals of the inverter, and is connected between the output terminals of the inverter or in parallel with the excitation coil and at least a series resonance circuit. And a starting circuit for applying a high voltage for starting to the electrodeless discharge lamp at the time of starting the lamp, in the electrodeless discharge lamp lighting device, the deviation angle of the load impedance seen from the inverter at the time of starting is (1) The phase angle rapidly rises from negative to positive near the operating point. (2) The operating point is set during this rising slope. , (3) the phase of the operating point is a positive, there is a dip in the portion higher further frequencies from (4) above the slope,
(5) An electrodeless discharge lamp lighting device characterized in that tuning is performed with respect to an operating frequency so as to satisfy the condition that the slope of the slope at the operating point is positive.
【請求項3】 上記条件を満たす動作点を、負荷電流と
負荷電圧とから検出し、この位相が規定値となるように
フィードバックループを形成していることを特徴とする
請求項1または請求項2記載の無電極放電ランプ点灯装
置。
3. An operating point satisfying the above condition is detected from a load current and a load voltage, and a feedback loop is formed so that the phase becomes a specified value. 2. The electrodeless discharge lamp lighting device according to 2.
【請求項4】 上記フィードバックループにおける制御
動作は、規定値よりも位相が大きいければ動作周波数を
下げ、この位相が小さければ動作周波数を上げる動作を
とることを特徴とする無電極放電ランプ点灯装置。
4. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 4, wherein the control operation in the feedback loop lowers the operating frequency when the phase is larger than a specified value and raises the operating frequency when the phase is smaller than the specified value. .
【請求項5】 動作点が上記ディップの正の傾斜側に存
在しないように、動作周波数範囲を限定したことを特徴
とするることを請求項3記載の無電極放電ランプ点灯装
置。
5. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 3, wherein the operating frequency range is limited so that the operating point does not exist on the positive slope side of the dip.
JP28540492A 1992-09-30 1992-09-30 Electrodeless discharge lamp lighting device Withdrawn JPH06111972A (en)

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Effective date: 19991130