JPH0773984A - Electrodeless lamp lighting device and lighting system - Google Patents
Electrodeless lamp lighting device and lighting systemInfo
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置の設計及び調整を容易にすることと、経
時変化などに対しても安定な動作を行わせること。
【構成】 始動時、励起コイルLC に高周波電源発生回
路4からマッチング回路5を介して通常点灯に必要な高
周波電流が供給されると共にスイッチ8がオンになっ
て、電源7から始動回路6に直流電流が供給され、始動
回路6に高電圧が発生して電極3に印加されるため、補
助放電管1−2内にグロー放電が発生し、これが発光管
1−1内に侵入する。この時、励起コイルLC とコイル
LSTから電磁エネルギーが発光管1−1に供給され、発
光管1−1がグローアーク転移するため、励起コイルL
C から更に多量の電磁エネルギーが発光管1−1内に供
給され、無電化極ランプ1が点灯する。これにより、励
起コイルLC 側の主回路と始動回路6が独立し、単独の
機能を果たせばよく、各回路の設計及び調整を容易にで
き、経時変化に対しても安定な動作を確保できる。
(57) [Summary] [Purpose] To facilitate the design and adjustment of the device, and to perform stable operation even with changes over time. [Structure] At the time of starting, a high-frequency current required for normal lighting is supplied to the excitation coil L C from a high-frequency power supply generation circuit 4 through a matching circuit 5, and a switch 8 is turned on, so that the power supply 7 causes a start-up circuit 6 to operate. Since a direct current is supplied and a high voltage is generated in the starting circuit 6 and applied to the electrode 3, glow discharge is generated in the auxiliary discharge tube 1-2, and this enters the arc tube 1-1. At this time, electromagnetic energy is supplied from the excitation coil L C and the coil L ST to the arc tube 1-1, and the arc tube 1-1 makes a glow arc transition.
A larger amount of electromagnetic energy is supplied from C into the arc tube 1-1, and the non-electrification pole lamp 1 is turned on. As a result, the main circuit on the side of the excitation coil L C and the starting circuit 6 are independent of each other, and only have to perform a single function, the design and adjustment of each circuit can be facilitated, and stable operation can be ensured even with time. .
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は無電極ランプを点灯させ
る無電極ランプ点灯装置及び照明装置に係わり、特に無
電極ランプの補助放電管内にグロー放電を起こさせる始
動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless lamp lighting device and a lighting device for lighting an electrodeless lamp, and more particularly to a starting circuit for causing glow discharge in an auxiliary discharge tube of the electrodeless lamp.
【0002】[0002]
【従来の技術】図10は従来この種の無電極ランプ点灯
装置の一例を示した回路図である。高周波電流発生回路
を構成する電界効果トランジスタ(以降FETと称す
る)Q1、Q2がスイッチングすることにより、トラン
ジスタQ1、Q2の接続点から高周波電流が発生され、
この高周波電流はマッチング回路を構成するコンデンサ
CS 、CP を介して励起コイルLP に供給される。無電
極ランプ1の始動時、スイッチ8はオンとなっているた
め、コンデンサCst、コイルLST及び抵抗RSTからなる
始動回路側に前記マッチング回路の出力側から高周波電
流が供給される。これにより、始動回路側に高電圧が発
生して、この高電圧が電極3に印加される。これにより
補助放電管2内にグロー放電が発生して、更にこのグロ
ー放電が無電極ランプ1内に生じるとともに、励起コイ
ルLP に発生された電磁エネルギーが無電極ランプ1内
に供給されて、無電極ランプ1内をグローアーク転移さ
せる。これにより、無電極ランプ1内に形成されるリン
グプラズマと励起コイルLP が電磁的に結合し、励起コ
イルLP に発生した電磁エネルギーが無電極ランプ1内
に更に多量に供給されて、無電極ランプ1を全光で点灯
させる。その後、スイッチ8がオフして、始動回路が前
記マッチング回路の出力側から切り離される。2. Description of the Related Art FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a conventional electrodeless lamp lighting device of this type. By switching the field effect transistors (hereinafter referred to as FETs) Q1 and Q2 that form the high frequency current generation circuit, a high frequency current is generated from the connection point of the transistors Q1 and Q2.
This high-frequency current is supplied to the excitation coil L P via capacitors C S and C P that form a matching circuit. Since the switch 8 is turned on when the electrodeless lamp 1 is started, a high frequency current is supplied from the output side of the matching circuit to the starting circuit side including the capacitor C st , the coil L ST and the resistor R ST . As a result, a high voltage is generated on the starting circuit side, and this high voltage is applied to the electrode 3. As a result, a glow discharge is generated in the auxiliary discharge tube 2, this glow discharge is further generated in the electrodeless lamp 1, and the electromagnetic energy generated in the excitation coil L P is supplied to the electrodeless lamp 1. The glow arc transition is made in the electrodeless lamp 1. As a result, the ring plasma formed in the electrodeless lamp 1 and the excitation coil L P are electromagnetically coupled, and a large amount of electromagnetic energy generated in the excitation coil L P is supplied to the electrodeless lamp 1 and The electrode lamp 1 is turned on with all light. Then, the switch 8 is turned off and the starting circuit is disconnected from the output side of the matching circuit.
【0003】上記のような従来の無電極点灯装置の始動
回路は、(イ)補助放電管2と励起コイルLP の低電位
側間の絶縁破壊電圧の供給と、(ロ)リング・プラズマ
形成以前の高周波電流発生回路側から見た出力側インピ
ーダンスを調整して、所望の励起電流を励起コイルLP
に得るという2っの機能を有している。このような構成
を有する始動回路を実際に設計するには、上記した
(イ)と(ロ)の二つの機能を兼ね備えるための調整ポ
イントを見出だすのに大きな労力を必要とする。しか
も、なんとか見出だした調整ポイントの周辺には、所
謂、疑似調整ポイント、例えば(イ)は満足するが
(ロ)は満足しないポイント(範囲)が数多く存在し、
調整者は本来の調整ポイントを探して調整するのに、か
なりの熟練を要し、生産工程的には勿論、開発効率も非
常に悪くなるという欠点があった。この理由は無電極ラ
ンプ1と無電極ランプ点灯装置が磁気的に接続されてお
り、また励起コイルLP の周辺の電圧/電流値が大き
く、更に動作周波数が従来のインバータ照明装置よりも
3桁高いため、回路の諸特性を得るための直接的な観測
手段を入手することができないためであった。The starting circuit of the conventional electrodeless lighting device as described above includes (a) supply of the dielectric breakdown voltage between the auxiliary discharge tube 2 and the low potential side of the excitation coil L P , and (b) ring plasma formation. adjust the output impedance as seen from the previous high-frequency current generating circuit side, excites the desired excitation current coil L P
It has two functions: In order to actually design a starting circuit having such a configuration, a great deal of labor is required to find an adjustment point for having the above-mentioned two functions (a) and (b). Moreover, there are many so-called pseudo adjustment points, for example, there are many points (ranges) that satisfy (a) but not (b) around the adjustment points that have been found,
The coordinator requires a considerable amount of skill to search for and adjust the original adjustment point, and there is a drawback in that not only the production process but also the development efficiency becomes very poor. The reason for this is that the electrodeless lamp 1 and the electrodeless lamp lighting device are magnetically connected, the voltage / current value around the excitation coil L P is large, and the operating frequency is three digits higher than that of the conventional inverter lighting device. Because it is expensive, it is not possible to obtain direct observation means for obtaining various characteristics of the circuit.
【0004】又、上記した無電極ランプ点灯装置は回路
的に非常にQが高いため、何とか調整ポイントを見出だ
しても、各素子のばらつきや経時変化による各部のイン
ピーダンスずれが致命的になり、無電極ランプ1の不
点、更には高周波電源回路のスイッチング素子の破壊な
どに至ることもあり、従来のように始動回路が励起コイ
ルLP と高周波発生回路から成る主回路側に接続されて
動作する無電極ランプ点灯装置は調整が難しく、且つ経
時変化などに対して回路が不安定であるという欠点があ
った。Further, since the above-mentioned electrodeless lamp lighting device has a very high Q in terms of circuit, even if somehow an adjustment point is found, the impedance deviation of each part due to the variation of each element or the change over time becomes fatal. Since the electrodeless lamp 1 may have a defect, or the switching element of the high frequency power supply circuit may be destroyed, the starting circuit is operated by being connected to the main circuit side including the excitation coil L P and the high frequency generating circuit as in the conventional case. The electrodeless lamp lighting device has a drawback that it is difficult to adjust and the circuit is unstable against changes with time.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のような励起コイ
ルに供給される高周波電流を貰って無電極ランプ1を始
動させるための高電圧を発生させる始動回路を備えた無
電極ランプ点灯装置では、始動回路に高電圧発生作用
と、無電極ランプ内にリングプラズマが形成される以前
の高周波電源回路側から見た出力側のインピーダンスを
調整するという二つの作用を持たせなければならなかっ
た。このため、前記始動回路の設計時に上記2つの作用
を兼ね備えた調整ポイントを見出だすのが難しく、これ
に大きな手間及び時間がかかると共に、調整に熟練を要
するため、生産及び開発効率が悪いという欠点があっ
た。しかも、無電極ランプに電磁エネルギーを供給する
主回路は始動回路に高周波電流の一部を供給することも
考慮して設計しなければならないことに加えて、動作周
波数が通常のインバータ照明装置よりも3桁ほど高いた
め、前記始動回路を含めて回路設計上必要な諸特性を得
るための直接的な観測手段が無く、設計が困難であると
いう欠点もあった。更に、回路のQが高いため、装置を
構成する各素子のばらつきや経時変化による各部のイン
ピーダンスずれにより、ランプの不点、更には装置の破
壊などが生じることがあり、装置が不安定で信頼性に欠
けるという欠点があった。SUMMARY OF THE INVENTION In an electrodeless lamp lighting device provided with a starting circuit for generating a high voltage for starting the electrodeless lamp 1 by receiving the high frequency current supplied to the excitation coil as described above, The starting circuit had to have two functions of generating a high voltage and adjusting the impedance of the output side as seen from the side of the high frequency power supply circuit before the ring plasma was formed in the electrodeless lamp. For this reason, it is difficult to find an adjustment point having both of the above two effects when designing the starting circuit, which requires a lot of labor and time, and requires skill in adjustment, resulting in poor production and development efficiency. There was a flaw. Moreover, the main circuit that supplies electromagnetic energy to the electrodeless lamp must be designed in consideration of supplying a part of high-frequency current to the starting circuit, and the operating frequency is higher than that of a normal inverter lighting device. Since it is about three orders of magnitude higher, there is also a drawback that the design is difficult because there is no direct observation means for obtaining various characteristics necessary for circuit design including the starting circuit. Furthermore, since the Q of the circuit is high, variations in the elements that make up the device and impedance shifts in each part due to changes over time may cause defects in the lamp and even damage to the device, making the device unstable and reliable. It had the disadvantage of lacking sex.
【0006】そこで本発明は上記の欠点を除去し、設計
及び調整が容易で且つ経時変化などに対しても安定な動
作を行うことができる信頼性の高い無電極ランプ点灯装
置及びこの無電極ランプを収容する照明器具を備えた照
明装置を提供することを目的としている。Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, is easy to design and adjust, and has a highly reliable electrodeless lamp lighting device capable of performing stable operation with respect to changes with time, and the electrodeless lamp. It is an object of the present invention to provide a lighting device including a lighting fixture that accommodates the.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は高周波電流発生
回路と、この高周波電流発生回路から発生された高周波
電流が供給される励起コイルと、この励起コイルにより
発生された電磁エネルギーにより点灯する無電極ランプ
と、始動時、前記無電極ランプの発光管に結合している
補助放電管に印加する高電圧を所定期間発生する始動回
路と、この始動回路を動作させる電力を供給する電源回
路とを前記高周波電流発生回路と電気的に分離して具備
した構成を有する。According to the present invention, there is provided a high-frequency current generating circuit, an exciting coil to which a high-frequency current generated from the high-frequency current generating circuit is supplied, and an electromagnetic energy generated by the exciting coil. An electrode lamp, a starting circuit for generating a high voltage applied to an auxiliary discharge tube coupled to the arc tube of the electrodeless lamp for a predetermined period at the time of starting, and a power supply circuit for supplying electric power for operating the starting circuit. The high frequency current generating circuit is electrically separated from the high frequency current generating circuit.
【0008】[0008]
【作用】本発明の無電極ランプ点灯装置において、励起
コイルと、この励起コイルに供給する高周波電流を発生
する高周波電流発生回路から成る主回路は、無電極ラン
プの通常点灯時に点灯を維持するのに必要な電磁エネル
ギを供給するだけであるため、従来のように始動回路を
動作させるための高周波電流や、始動時に無電極ランプ
側に供給する過大な電磁エネルギ−を発生しないで済む
ため、設計及び調整が簡単で、且つ部品のバラツキや経
時変化に対して比較的安定に動作する。又、前記無電極
ランプの始動時に前記無電極ランプの発光管に結合され
ている補助放電管に高電圧を印加する始動回路は上記し
た主回路とは別電源で且つ独立に動作するため、単に前
記補助放電管にグロー放電を起こさせるための高電圧を
発生するだけでよく、設計及び調整が著しく容易にで
き、装置の開発効率や生産効率を向上させることができ
る。In the electrodeless lamp lighting device of the present invention, the main circuit including the excitation coil and the high-frequency current generating circuit for generating the high-frequency current supplied to the excitation coil maintains the lighting during the normal lighting of the electrodeless lamp. Since it is only necessary to supply the electromagnetic energy necessary for the start-up, it is not necessary to generate the high-frequency current for operating the starting circuit and the excessive electromagnetic energy to be supplied to the electrodeless lamp side at the time of starting, unlike the conventional design. Also, it is easy to adjust and operates relatively stably against variations in parts and changes with time. In addition, since the starting circuit for applying a high voltage to the auxiliary discharge tube coupled to the arc tube of the electrodeless lamp at the time of starting the electrodeless lamp is a power source separate from the main circuit and operates independently, It suffices to generate a high voltage for causing a glow discharge in the auxiliary discharge tube, the design and adjustment can be significantly facilitated, and the development efficiency and production efficiency of the device can be improved.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の無電極放電ランプ点灯装置及
び照明装置の一実施例を図面を参照して説明する。図1
は本発明の無電極ランプ点灯装置の一実施例を示したブ
ロック図であり、また図2にこの無電極放電ランプ点灯
装置を適用した照明装置の一実施例を示す。1は希ガス
が封入されている無電極ランプで、発光管1−1と無電
極ランプ1を始動させるためのグロー放電を起こさせる
補助放電管1−2から成っている。3は高電圧が以降述
べる始動回路6から印加される電極で、補助放電管1−
2の先端に取り付けられている。4は励起コイルLC に
供給する高周波電流を発生する高周波電源発生回路、5
は高周波電源発生回路4と励起コイルLC とを接続する
マッチング回路、6は無電極ランプ1の始動時に補助放
電管1−2内にグロー放電を起こさせるための高電圧を
発生する始動回路、7は始動回路6に直流電源を供給す
る始動回路用電源、8は始動回路用電源7の始動回路6
への投切を行うスイッチである。ここで、前記始動回路
6はコイルLST及びコンデンサCSTからなる直列共振回
路からなり、前記コンデンサCSTに並列に接続されてい
る抵抗RSTはダンピング抵抗である。以上のように構成
された無電極ランプ点灯装置は例えば図2に示すような
照明装置に収容される。この図2で、耐熱プラスチック
または金属で円形状に形成された板部材としてのベース
プレート30の下面中心には、ソケット31を介して無
電極放電ランプ1(以下、単にランプと称する)が設け
られている。このランプ1の頂部には、始動用細管1b
が突設されており、ベースプレート30から突き出たこ
の始動用細管1b先端部にスタータ回路6から始動用の
高電圧が印加される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the electrodeless discharge lamp lighting device and lighting device of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
2 is a block diagram showing an embodiment of the electrodeless lamp lighting device of the present invention, and FIG. 2 shows an embodiment of a lighting device to which the electrodeless discharge lamp lighting device is applied. Reference numeral 1 denotes an electrodeless lamp in which a rare gas is enclosed, which is composed of an arc tube 1-1 and an auxiliary discharge tube 1-2 for causing glow discharge for starting the electrodeless lamp 1. Reference numeral 3 denotes an electrode to which a high voltage is applied from a starting circuit 6 described later, which is an auxiliary discharge tube 1-
It is attached to the tip of 2. Reference numeral 4 is a high frequency power supply generation circuit that generates a high frequency current supplied to the excitation coil L C.
Is a matching circuit that connects the high-frequency power supply generation circuit 4 and the excitation coil L C , 6 is a starting circuit that generates a high voltage for causing glow discharge in the auxiliary discharge tube 1-2 when the electrodeless lamp 1 is started, Reference numeral 7 is a power source for the starting circuit that supplies DC power to the starting circuit 6, and 8 is a starting circuit 6 for the power source 7 for the starting circuit
It is a switch for switching off. Here, the starting circuit 6 is composed of a series resonant circuit consisting of coil L ST and a capacitor C ST, the resistance R ST which is connected in parallel with the capacitor C ST is an damping resistor. The electrodeless lamp lighting device configured as described above is housed in, for example, a lighting device as shown in FIG. In FIG. 2, an electrodeless discharge lamp 1 (hereinafter, simply referred to as a lamp) is provided via a socket 31 at the center of the lower surface of a base plate 30 as a plate member formed of a heat-resistant plastic or metal in a circular shape. There is. At the top of the lamp 1, there is a starting thin tube 1b.
A high voltage for starting is applied from the starter circuit 6 to the tip portion of the starting thin tube 1b protruding from the base plate 30.
【0010】また、ベースプレート30の下面には、励
起コイル32の基端がビス止めされており、この励起コ
イル32がランプ1の外周部を巻回している。また、ラ
ンプ1および励起コイル32はアクリル樹脂で半球状に
形成されたカバー33で覆われており、カバー33の上
端縁がベースプレート30の外周部に固定されている。
このカバー33は、ランプ1の配光を調整するととも
に、ランプ1および励起コイル32に手が触れるのを防
いだり、塵埃や虫が侵入するのを防いでいる。The base end of the excitation coil 32 is fixed to the lower surface of the base plate 30 with a screw, and the excitation coil 32 is wound around the outer peripheral portion of the lamp 1. Further, the lamp 1 and the excitation coil 32 are covered with a cover 33 formed of acrylic resin in a hemispherical shape, and an upper end edge of the cover 33 is fixed to an outer peripheral portion of the base plate 30.
The cover 33 not only adjusts the light distribution of the lamp 1, but also prevents the lamp 1 and the excitation coil 32 from touching with hands, and prevents dust and insects from entering.
【0011】一方、ベースプレート30の上面には励起
コイル32とランプ点灯装置34が配設されている。ま
た、このランプ点灯装置34には外部放熱器35に連結
されたヒートパイプ36が取り突けられている。このよ
うに構成される照明装置では、ランプ1から発生する放
射熱はベースプレート30によって遮断されてランプ点
灯装置34には伝達されない。また、ランプ点灯装置3
4で発生した熱は、ヒートパイプ36を介して外部放熱
器35に伝達され、外部に放熱されるという利点がある
ものである。On the other hand, an excitation coil 32 and a lamp lighting device 34 are arranged on the upper surface of the base plate 30. A heat pipe 36 connected to an external radiator 35 is projected from the lamp lighting device 34. In the lighting device configured as described above, the radiant heat generated from the lamp 1 is blocked by the base plate 30 and is not transmitted to the lamp lighting device 34. Also, the lamp lighting device 3
The heat generated in 4 is transmitted to the external radiator 35 via the heat pipe 36, and is advantageously radiated to the outside.
【0012】次に本実施例の動作について説明する。無
電極ランプ1の始動の際、高周波電源発生回路4からマ
ッチング回路5を介して励起コイルLC に高周波電流が
供給される。この時、励起コイルLC に流れる高周波電
流は無電極ランプ1を通常点灯させるのに必要な大きさ
である。高周波電源発生回路4から励起コイルLC に高
周波電流が供給された後、スイッチ8がオンとなる。こ
れにより、始動回路用電源7から約1KVの直流電流が
始動回路6のコイルLSTとコンデンサCSTの直列回路に
流入する。この時、コイルLSTには図3に示すような電
流がILST流れ、且つコイルLSTとコンデンサCSTの接
続点には図4に示すような電圧が発生し、この電圧が電
極3に印加される。この時の補助放電管1−2には図5
に示すような電流ICgが流れる。Next, the operation of this embodiment will be described. When the electrodeless lamp 1 is started, a high frequency current is supplied from the high frequency power supply generation circuit 4 to the excitation coil L C via the matching circuit 5. At this time, the high-frequency current flowing through the excitation coil L C has a magnitude necessary for normally lighting the electrodeless lamp 1. After the high frequency current is supplied from the high frequency power supply generation circuit 4 to the excitation coil L C , the switch 8 is turned on. As a result, a DC current of about 1 KV from the starting circuit power supply 7 flows into the series circuit of the coil L ST and the capacitor C ST of the starting circuit 6. At this time, current IL ST flow as the coil L ST shown in FIG. 3, and the connection point of the coil L ST and the capacitor C ST generated voltage as shown in FIG. 4, this voltage electrode 3 Is applied. The auxiliary discharge tube 1-2 at this time is shown in FIG.
A current I Cg flows as shown in.
【0013】即ち、電極3に印加される電圧はスイッチ
8をオンとしてから図4に示すように上昇しだし、tn
秒後の電圧によって補助放電管1−2内に絶縁破壊が生
じてグロー放電が形成される。従って、このtn秒後の
補助放電管1−2内の電流ICgは図5に示すように急激
に立ち上がり、又、この時、コイルLSTを流れる電流I
LSTも図3に示すようにほぼ最大となる。尚、図4に示
した電圧はtn秒後に最大となって飽和する形が本来で
あるが、ここではシュミレーションの都合上、図示のよ
うな形となっいる。又、図6は始動回路用電源7からス
イッチ8を介して始動回路6へ供給される皮相電力aと
有効電力bの波形を示した図で、スイッチ8がオンとな
ってから有効電力も増大し始め、上記したように補助放
電管1−2内にグロー放電が発生した直後辺りに、この
有効電力が最大となっている。こうして、補助放電管2
内にグロー放電が形成されると、このグロー放電が無電
極ランプ1内の発光管1−1に侵入する。これに伴って
励起コイルLC に発生する電磁エネルギ−が無電極ラン
プ1の発光管1−1内に供給されると共に、コイルLST
に発生する電磁エネルギーも無電極ランプ1の発光管1
−1に供給されるため、無電極ランプ1の発光管1−1
内ではグローアーク転移が生じて、リングプラズマが形
成される。このリングプラズマは励起コイルLC と電磁
的に結合するため、励起コイルLC から前記リングプラ
ズ側に電磁エネルギーが更に多量に供給され、無電極ラ
ンプ1は全光で点灯される。その後、スイッチ8がオフ
となって、始動回路6の動作が停止される。That is, the voltage applied to the electrode 3 begins to rise as shown in FIG. 4 after the switch 8 is turned on, and tn
The voltage after 2 seconds causes dielectric breakdown in the auxiliary discharge tube 1-2 to form glow discharge. Therefore, the current I Cg in the auxiliary discharge tube 1-2 after tn seconds rapidly rises as shown in FIG. 5, and at this time, the current I Cg flowing through the coil L ST.
L ST also becomes maximum as shown in FIG. It should be noted that the voltage shown in FIG. 4 is supposed to have a maximum value and be saturated after tn seconds, but the voltage is shown here for the sake of simulation. 6 is a diagram showing the waveforms of the apparent power a and the active power b supplied to the starting circuit 6 from the starting circuit power supply 7 through the switch 8. The active power also increases after the switch 8 is turned on. Then, as described above, the effective power becomes maximum immediately after the glow discharge is generated in the auxiliary discharge tube 1-2. Thus, the auxiliary discharge tube 2
When glow discharge is formed inside, the glow discharge enters the arc tube 1-1 in the electrodeless lamp 1. Electromagnetic energy generated in the excitation coil L C along with this is supplied into the arc tube 1-1 of the electrodeless lamp 1, and the coil L ST
Electromagnetic energy generated in the arc tube 1 of the electrodeless lamp 1
-1, the arc tube 1-1 of the electrodeless lamp 1 is supplied.
Inside the glow arc transition occurs and a ring plasma is formed. Since this ring plasma to electromagnetically couple with the excitation coil L C, the electromagnetic energy is further large amount supplied to the ring plasma side from the excitation coil L C, electrodeless lamp 1 is turned on all the light. After that, the switch 8 is turned off and the operation of the starting circuit 6 is stopped.
【0014】本実施例によれば、励起コイルLC とこの
励起コイルLC に高周波電流を供給する高周波電源発生
回路4及びマッチング回路5から成る主回路に対して、
始動回路6とその始動回路用電源7を独立に構成して、
始動回路6に補助放電管1−2と励起コイルLP の低電
位側間の絶縁破壊電圧の供給だけの機能を持たせるだけ
であるため、始動回路6の設計を容易にすることができ
ると共にその調整を著しく簡単化することができる、誰
にでも調整できるようになって、装置の生産効率や開発
効率を向上させることができる。これと同時に、主回路
は無電極ランプ1の点灯を維持できる電磁エネルギーを
供給できればよいため、高周波電源発生回路4の負担を
減らすことができ、設計が容易になると共に、グロー発
生→グローアーク転移エネルギー重畳→アーク維持とい
う有電極HIDの起動ステップと同一の明確なステップ
を踏んで無電極ランプ1を点灯することができ、動作モ
ードが簡略化されて、主回路の設計の自由度を広げるこ
とができる。このため、各素子のばらつきや経時変化に
よる各部のインピーダンスずれに対しても、直ちに無電
極ランプ1の不点や回路の破壊等に陥ることがなくな
り、安定な動作を確保することができる。According to the present embodiment, the main circuit composed of the high-frequency power generation circuit 4 and the matching circuit 5 for supplying a high-frequency current to the excitation coil L C of the excitation coil L C Toko,
The starting circuit 6 and the starting circuit power source 7 are independently configured,
Since the starting circuit 6 only has the function of supplying the dielectric breakdown voltage between the auxiliary discharge tube 1-2 and the low potential side of the excitation coil L P , the starting circuit 6 can be easily designed. The adjustment can be remarkably simplified, and anyone can adjust it, thus improving the production efficiency and development efficiency of the device. At the same time, the main circuit only needs to be able to supply the electromagnetic energy capable of maintaining the lighting of the electrodeless lamp 1, so that the load on the high-frequency power supply generation circuit 4 can be reduced, the design becomes easy, and the glow generation → glow arc transition occurs. The electrodeless lamp 1 can be lit by following the same definite steps as the starting step of the electroded HID, namely, energy superimposition → arc maintenance, and the operation mode is simplified, and the degree of freedom in designing the main circuit is expanded. You can Therefore, even if the impedance of each part is varied due to variations in each element or changes with time, the defect of the electrodeless lamp 1 or the destruction of the circuit is not immediately lost, and stable operation can be ensured.
【0015】又、本例では無電極ランプ1の発光管1−
1の周囲に励起コイルLC に加えてコイルLSTも近接配
置されて、その遮光性が大きくなることが懸念される。
しかし、コイルLSTに流れる電流は励起コイルLC に流
れる電流に比べて小さいと共に期間が短いため、コイル
LSTを細い線で構成することができ、前記遮光性をそれ
程大きくすることはない。又、コイルLSTの巻回数は線
が細いことから大きくすることができ、流れる電流は少
なくても発生する磁束密度を上げて、無電極ランプ1内
に始動時の電磁エネルギーをかなり供給できるようにな
っている。In this example, the arc tube 1 of the electrodeless lamp 1
In addition to the excitation coil L C , the coil L ST is also arranged in the vicinity of 1 so as to have a large light-shielding property.
However, since the current flowing through the coil L ST is smaller than the current flowing through the excitation coil L C and has a shorter period, the coil L ST can be configured by a thin line, and the light shielding property is not increased so much. Also, the number of turns of the coil L ST can be increased because the wire is thin, and the magnetic flux density generated can be increased even if a small amount of current flows, so that electromagnetic energy at the time of starting can be considerably supplied to the electrodeless lamp 1. It has become.
【0016】尚、図1に示した実施例では始動回路6の
コイルLSTから電磁エネルギーが励起コイルLC からの
電磁エネルギーに重畳して無電極ランプ1の発光管1−
1内に供給されるように前記コイルLSTが配置されてい
るが、コイルLSTから電磁エネルギーが無電極ランプ1
内に供給されないようにして、単に主回路と始動回路6
を分離した構成とすることもでき、このような構成の場
合、高周波電源発生回路4の電源容量は多少大きくなる
が、ほぼ前実施例と同様の効果を得ることができる。In the embodiment shown in FIG. 1, the electromagnetic energy from the coil L ST of the starting circuit 6 is superposed on the electromagnetic energy from the excitation coil L C and the arc tube 1 of the electrodeless lamp 1-
Although the coil L ST is arranged so as to be supplied into the electrode 1, the electrodeless lamp 1 receives electromagnetic energy from the coil L ST.
The main circuit and the starting circuit 6 without being supplied inside.
Can be separated, and in such a configuration, although the power supply capacity of the high frequency power supply generation circuit 4 is somewhat large, the same effect as in the previous embodiment can be obtained.
【0017】ところで、図1に示した無電極ランプ1と
補助放電管1−2は全体が石英で作られている。このよ
うな無電極ランプ1の発光管1−1の主放電に先行し
て、始動回路6から補助放電管1−2に高電圧を印加し
てその内部にグロー放電を起こさせるが、この時、補助
放電管1−2内に流れるグロー電流が大きいほど、無電
極ランプ1の始動が容易になる。しかし、このグロー電
流は補助放電管1−2に前記高電圧を印加する電極3か
ら励起コイルLC に至る経路の静電容量により限流され
てしまうため、グロー電流を大きくするには始動回路6
から極めて高い電圧を前記電極3に印加しなければなら
ず、始動回路6の絶縁設計が難しくなるという欠点があ
った。図7はこのような欠点を解決するための他の実施
例を示した図である。The electrodeless lamp 1 and the auxiliary discharge tube 1-2 shown in FIG. 1 are entirely made of quartz. Prior to such main discharge of the arc tube 1-1 of the electrodeless lamp 1, a high voltage is applied from the starting circuit 6 to the auxiliary discharge tube 1-2 to cause glow discharge therein. The larger the glow current flowing in the auxiliary discharge tube 1-2, the easier the starting of the electrodeless lamp 1. However, this glow current is limited by the capacitance of the path from the electrode 3 that applies the high voltage to the auxiliary discharge tube 1-2 to the excitation coil L C , so to increase the glow current, the starting circuit is required. 6
Therefore, an extremely high voltage must be applied to the electrode 3, which makes it difficult to design the starting circuit 6 for insulation. FIG. 7 is a diagram showing another embodiment for solving such a drawback.
【0018】図7は本発明の他の実施例の要部を示した
図である。本例の無電極ランプ1の発光管1−1及びそ
れに結合されている補助放電管1−2は補助放電管1−
2の電極3に近接している部分(斜線部分)イが例えば
アルミナ(Al2 O3 )のように石英よりも高い誘電率
の材料で作られ、又、補助放電管1−2と発光管1−1
の結合部分(斜線部分)ロもアルミナ等の高誘電率材料
で作られ、更に発光管1−1の励起コイルLC に近接し
ている部分(斜線部分)ハもアルミナ等の高誘電率材料
で作られている。しかし、残りの部分は従来通り石英で
作られている。FIG. 7 is a view showing the main part of another embodiment of the present invention. The arc tube 1-1 of the electrodeless lamp 1 of this example and the auxiliary discharge tube 1-2 coupled thereto are the auxiliary discharge tube 1-
The portion (hatched portion) (1) adjacent to the electrode 3 of 2 is made of a material having a higher dielectric constant than quartz such as alumina (Al 2 O 3 ), and the auxiliary discharge tube 1-2 and the arc tube. 1-1
The connecting portion (hatched portion) b is also made of a high dielectric constant material such as alumina, and the portion (hatched portion) c adjacent to the excitation coil L C of the arc tube 1-1 is also a high dielectric constant material such as alumina. Is made of. However, the rest is made of quartz as before.
【0019】図8は図7に示した補助放電管1−2内に
グロー放電が発生した際に形成されるグロー放電経路の
等化回路を示した図である。放電経路はコンデンサC
1、抵抗R1、コンデンサC2、抵抗R2、コンデンサ
C3の直列回路から成っている。ここで、コンデンサC
1は図7の補助放電管1−2の電極3に接する壁の部分
イに相当し、コンデンサC2は発光管1−1と補助放電
管1−2の結合部の隔壁ロに相当し、コンデンサC3は
発光管1−1の励起コイルLC に近接した赤道部壁ハに
相当している。従って、抵抗R1は補助放電管1−2の
前記イの部分からロの部分の放電経路の抵抗に相当し、
抵抗R2は前記ロの部分からハの部分の放電経路の抵抗
に相当することになる。FIG. 8 is a diagram showing an equalization circuit of a glow discharge path formed when glow discharge occurs in the auxiliary discharge tube 1-2 shown in FIG. Discharge path is capacitor C
1, a resistor R1, a capacitor C2, a resistor R2, and a capacitor C3. Where capacitor C
1 corresponds to a part of the wall of the auxiliary discharge tube 1-2 in contact with the electrode 3 of FIG. 7, the capacitor C2 corresponds to a partition wall B of the connecting portion of the arc tube 1-1 and the auxiliary discharge tube 1-2, and C3 corresponds to the equatorial wall c adjacent to the excitation coil L C of the arc tube 1-1. Therefore, the resistance R1 corresponds to the resistance of the discharge path from the portion a to the portion b of the auxiliary discharge tube 1-2,
The resistance R2 corresponds to the resistance of the discharge path from the portion B to the portion C.
【0020】本例の無電極ランプ1の外壁部の上記した
コンデンサC1、C2、C3に相当する部分イ、ロ、ハ
は誘電率が9〜10のアルミナで作られているため、従
来のように誘電率が3.8の石英で作られていた場合に
比べて、各コンデンサの容量を大きくすることができ
る。従って、この分図8に示した等化回路のインピーダ
ンスが低くなって、電極3に印加される電圧が同じであ
れば、従来よりも大きなグロー電流を得ることができ、
この分無電極ランプ1の点灯を容易に行うことができ
る。又、特に無電極ランプ1の始動が困難な再始動時に
は、前記グロー電流が大きいことから比較的容易に無電
極ランプ1の再始動を行うことができるようになる。
又、無電極ランプ1の始動性が従来と同程度で良い場合
は、始動回路6から電極3に印加される電圧を低くでき
るため、始動回路6の絶縁を容易にして、始動回路6の
設計等を容易に行うことができるようになる。Parts a, b, and c corresponding to the above-mentioned capacitors C1, C2, and C3 on the outer wall of the electrodeless lamp 1 of this example are made of alumina having a dielectric constant of 9 to 10, so that they are different from conventional ones. It is possible to increase the capacitance of each capacitor as compared with the case where it is made of quartz having a dielectric constant of 3.8. Therefore, if the impedance of the equalization circuit shown in FIG. 8 is lowered and the voltage applied to the electrode 3 is the same, a larger glow current than in the conventional case can be obtained.
Therefore, the electrodeless lamp 1 can be easily turned on. Further, particularly when restarting the electrodeless lamp 1 is difficult, it is possible to restart the electrodeless lamp 1 relatively easily because the glow current is large.
Further, when the starting performance of the electrodeless lamp 1 is as good as the conventional one, the voltage applied from the starting circuit 6 to the electrode 3 can be lowered, so that the starting circuit 6 can be easily insulated and the starting circuit 6 can be designed. Etc. can be easily performed.
【0021】図9は本発明の更に他の実施例の要部を示
した図である。本例では無電極ランプ1の発光管1−1
の赤道部壁の内側に透光性アルミナのリング1−3をは
め、このアルミナのリング1−3の厚み分だけ発光管1
−1を形成している石英壁の厚みを削ってある。これに
より、発光管1−1の赤道部壁で形成されるコンデン
サ、即ち、図8のC3に当たる部分の容量が大きくで
き、この分、始動時に始動回路(図示せず)から印加さ
れた高電圧により生ずるグロー放電経路のインピーダン
スが低くなって、上記と同様にグロー放電電流を大きく
でき、同様の効果がある。又、本例では発光管1−1の
赤道部壁の内側にアルミナのリング1−3がはめてある
ため、このアルミナの内側で生じるアーク放電による発
光管1−1の外壁を形成する石英の劣化を防止する効果
もある。FIG. 9 is a diagram showing a main part of still another embodiment of the present invention. In this example, the arc tube 1-1 of the electrodeless lamp 1
A light-transmissive alumina ring 1-3 is fitted inside the equatorial wall of the arc tube 1 and the luminous tube 1 is formed by the thickness of the alumina ring 1-3.
The thickness of the quartz wall forming -1 is cut. As a result, the capacity of the capacitor formed by the wall of the equator of the arc tube 1-1, that is, the capacity corresponding to C3 in FIG. 8 can be increased, and the high voltage applied from the starting circuit (not shown) at the time of starting is correspondingly increased. As a result, the impedance of the glow discharge path is reduced, and the glow discharge current can be increased in the same manner as described above, with the same effect. Further, in this example, since the alumina ring 1-3 is fitted inside the equatorial wall of the arc tube 1-1, the quartz ring forming the outer wall of the arc tube 1-1 due to the arc discharge generated inside the alumina. It also has the effect of preventing deterioration.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上記述した如く本発明の無電極ランプ
点灯装置によれば、設計及び調整が容易で且つ経時変化
などに対しても安定な動作を行うことができる。As described above, according to the electrodeless lamp lighting device of the present invention, design and adjustment are easy, and stable operation can be performed even with a change with time.
【図1】本発明の無電極点灯装置の一実施例を示した回
路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an electrodeless lighting device of the present invention.
【図2】本発明による無電極ランプ点灯装置が収容され
る照明器具を示す図である。FIG. 2 is a view showing a lighting fixture in which the electrodeless lamp lighting device according to the present invention is housed.
【図3】図1に示したコイルLSTを流れる電流波形例を
示した図。3 is a diagram showing an example of a waveform of a current flowing through a coil L ST shown in FIG.
【図4】図1に示した電極に始動回路から印加される電
圧の波形例を示した図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a waveform of a voltage applied from a starting circuit to the electrodes shown in FIG.
【図5】図1に示した補助放電管内に流れる電流の波形
例を示した図。5 is a diagram showing an example of a waveform of a current flowing in the auxiliary discharge tube shown in FIG.
【図6】図1に示した始動回路に始動用電源から供給さ
れる皮相電力と有効電力との波形例を示した図。6 is a diagram showing an example of waveforms of apparent power and active power supplied from a starting power supply to the starting circuit shown in FIG.
【図7】本発明の他の実施例の要部を示した図。FIG. 7 is a diagram showing a main part of another embodiment of the present invention.
【図8】図6に示した無電極ランプのグロー放電経路の
等価回路図。8 is an equivalent circuit diagram of a glow discharge path of the electrodeless lamp shown in FIG.
【図9】本発明の更に他の実施例の要部を示した図。FIG. 9 is a diagram showing a main part of still another embodiment of the present invention.
【図10】従来の無電極ランプ点灯装置の一例を示した
回路図。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a conventional electrodeless lamp lighting device.
1…無電極ランプ 1−2…補助放電
管 3…電極 4…高周波電源発
生回路 5…マッチング回路 6…始動回路 7…始動回路用電源 8…スイッチ CST…コンデンサ LC …励起コイル LST…コイル RST…ダンピング
抵抗1 ... Electrodeless lamp 1-2 ... Auxiliary discharge tube 3 ... Electrode 4 ... High frequency power supply generation circuit 5 ... Matching circuit 6 ... Starting circuit 7 ... Starting circuit power supply 8 ... Switch C ST ... Capacitor L C ... Excitation coil L ST ... Coil R ST … Damping resistance
Claims (4)
発生回路から発生された高周波電流が供給される励起コ
イルと、この励起コイルにより発生された電磁エネルギ
ーにより点灯する無電極ランプと、始動時、前記無電極
ランプの発光管に結合している補助放電管に印加する高
電圧を所定期間発生する始動回路と、この始動回路を動
作させる電力を供給する電源回路とを前記高周波電流発
生回路と電気的に分離して具備したことを特徴とした無
電極ランプ点灯装置。1. A high-frequency current generating circuit, an exciting coil to which a high-frequency current generated from the high-frequency current generating circuit is supplied, an electrodeless lamp which is lit by electromagnetic energy generated by the exciting coil, and at the time of starting, A starting circuit for generating a high voltage applied to an auxiliary discharge tube coupled to the arc tube of the electrodeless lamp for a predetermined period, and a power supply circuit for supplying electric power for operating the starting circuit are electrically connected to the high-frequency current generating circuit. An electrodeless lamp lighting device characterized by being provided separately.
成る直列共振回路で構成され、且つ前記始動時前記コイ
ルで発生した電磁エネルギーを前記無電極ランプに供給
し得るように前記コイルを前記無電極ランプに対して配
置したことを特徴とする請求項1記載の無電極ランプ点
灯装置。2. The starter circuit is composed of a series resonance circuit including a coil and a capacitor, and the coil is the electrodeless lamp so that the electromagnetic energy generated in the coil can be supplied to the electrodeless lamp at the time of starting. The electrodeless lamp lighting device according to claim 1, wherein the electrodeless lamp lighting device is arranged with respect to.
し、且つその外壁の一部分を石英よりも誘電率の高い材
料で形成したことを特徴とする請求項1記載の無電極ラ
ンプ点灯装置。3. The electrodeless lamp lighting device according to claim 1, wherein the outer wall of the electrodeless lamp is made of quartz, and a part of the outer wall is made of a material having a higher dielectric constant than quartz.
灯させる請求項1若しくは3記載の無電極ランプ点灯装
置と、 上記無電極ランプを収容する照明器具とを備えたことを
特徴とする照明装置。4. An illumination comprising an electrodeless lamp, an electrodeless lamp lighting device according to claim 1 or 3 for lighting the electrodeless lamp, and a lighting fixture containing the electrodeless lamp. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21622293A JPH0773984A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Electrodeless lamp lighting device and lighting system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21622293A JPH0773984A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Electrodeless lamp lighting device and lighting system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0773984A true JPH0773984A (en) | 1995-03-17 |
Family
ID=16685193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21622293A Withdrawn JPH0773984A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Electrodeless lamp lighting device and lighting system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0773984A (en) |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21622293A patent/JPH0773984A/en not_active Withdrawn
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