專利名稱：無電極放電燈點(diǎn)亮裝置、燈泡形無電極熒光燈和放電燈點(diǎn)亮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無電極放電燈點(diǎn)亮裝置、燈泡形無電極熒光燈和放電燈點(diǎn)亮裝置。特別涉及白熾燈用調(diào)光器對燈進(jìn)行調(diào)光的點(diǎn)亮裝置。
背景技術(shù)：
由于熒光燈比白熾燈效率高，并且壽命長，所以從地球環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)來看，正在廣泛普及。近年來，將熒光燈和點(diǎn)亮電路一體化的燈泡形熒光燈在住宅、旅館、餐館等中作為節(jié)能光源引人注目，有著可以原封不動(dòng)使用來取代燈泡的便利，呈現(xiàn)越來越普及的趨勢。
最近，無電極的無電極燈泡形熒光燈與現(xiàn)有的有電極的燈泡形熒光燈相比，因其壽命增長幾倍，所以作為經(jīng)濟(jì)性光源而引人注目，有需求增加的傾向。
另一方面，在住宅和旅館中，人們讀書，或進(jìn)行與家人娛樂等各種各樣的生活行為，為了形成與這些生活行為和諧的光環(huán)境，需要在各個(gè)場合形成相應(yīng)的亮度。在燈泡市場上，通過使用市場銷售的燈泡調(diào)光器，可容易地改變亮度。白熾燈的調(diào)光一般采用以下方法對商用電源電壓進(jìn)行導(dǎo)通/截止，通過變更其導(dǎo)通時(shí)間來改變亮度，即使用燈泡調(diào)光器，以便將相位受控制的電壓輸入到白熾燈。另一方面，在燈泡形熒光燈的情況下，要求與燈泡的情況同樣，利用現(xiàn)有的燈泡用調(diào)光器來改變亮度，但熒光燈的發(fā)光是基于放電，所以如燈泡那樣僅簡單地調(diào)整供給電力，則難以實(shí)現(xiàn)達(dá)到可實(shí)際使用水平的、可調(diào)光的熒光燈。
最近，與燈泡的情況同樣，根據(jù)利用現(xiàn)有的燈泡用調(diào)光器改變亮度的用戶的需要，開發(fā)了連接到燈泡用調(diào)光器可進(jìn)行調(diào)光點(diǎn)亮的有電極的燈泡形熒光燈((日本)特開平11-111486號公報(bào))。但是，在無電極的燈泡形熒光燈中可調(diào)光的燈泡用調(diào)光器還處于沒有開發(fā)的情況。
此外，在對可調(diào)光的上述有電極的熒光燈進(jìn)行調(diào)光點(diǎn)亮?xí)r，這種熒光燈大多連接到市場銷售的燈泡用調(diào)光器上來使用。這種情況下，作為市場銷售的燈泡用調(diào)光器，無論使用哪種燈泡用調(diào)光器，在原理上當(dāng)然可以調(diào)光，但本發(fā)明人從實(shí)際試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，通過燈泡用調(diào)光器有時(shí)燈不能正常地調(diào)光點(diǎn)亮，產(chǎn)生閃爍，或熒光燈難以點(diǎn)亮的不良情況。
本發(fā)明是用于解決上述課題的發(fā)明，目的在于提供一種無電極放電燈點(diǎn)亮裝置、燈泡形無電極熒光燈和放電燈點(diǎn)亮裝置，防止閃爍和不易點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)光動(dòng)作。
本發(fā)明的另一目的在于，通過在相位受控制的電壓導(dǎo)通期間的所有期間內(nèi)供給電能，使放電燈點(diǎn)亮，從而使調(diào)光范圍比現(xiàn)有的點(diǎn)亮裝置寬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置包括無電極放電燈；將由調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出的AC/DC變換部；將上述直流電壓變換為高頻電壓，通過該高頻電壓，在將上述無電極放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和將上述無電極放電燈熄滅的熄滅期間間歇驅(qū)動(dòng)上述無電極放電燈的DC/AC變換部；以及將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到上述DC/AC變換部的調(diào)光控制部；上述調(diào)光控制部檢測上述相位被控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，使上述導(dǎo)通和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與上述截止和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)分別實(shí)質(zhì)上同步。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，上述DC/AC變換部在將上述高頻電壓施加在上述無電極放電燈上，并在使其點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間、停止產(chǎn)生上述高頻電壓并將上述無電極放電燈熄滅的熄滅期間間歇驅(qū)動(dòng)上述無電極放電燈。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，上述DC/AC變換部將直流電壓變換為上述無電極放電燈點(diǎn)亮的高頻電壓，并施加在上述無電極放電燈的點(diǎn)亮期間，以及將上述直流電壓變換為上述無電極放電燈不點(diǎn)亮的高頻電壓并施加在上述無電極放電燈的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)上述無電極放電燈。
進(jìn)而，在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，上述DC/AC變換部至少有一個(gè)開關(guān)元件，在將上述直流電壓變換為高頻電壓并施加在上述無電極放電燈的情況下，通過變更上述開關(guān)元件的柵極-源極間的電壓，在將上述無電極放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和上述無電極放電燈中流過比上述點(diǎn)亮期間少的電流并熄滅的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)上述無電極放電燈。
此外，上述調(diào)光控制部配有光耦合器，作為將上述調(diào)光指令信號傳送到上述DC/AC變換部的部件。
本發(fā)明的燈泡形無電極熒光燈包括無電極熒光燈；將高頻電壓施加在上述無電極熒光燈上的點(diǎn)亮電路；以及與上述點(diǎn)亮電路電連接的燈頭，上述無電極熒光燈、上述點(diǎn)亮電路、以及上述燈頭一體地安裝，上述點(diǎn)亮電路包括AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，將上述直流電壓變換為高頻電壓，通過該高頻電壓，在將上述無電極放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和將上述無電極放電燈熄滅的熄滅期間間歇驅(qū)動(dòng)上述無電極放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到上述DC/AC變換部；上述調(diào)光控制部檢測上述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，使上述導(dǎo)通和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與上述截止和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)分別實(shí)質(zhì)上同步。
上述調(diào)光控制部優(yōu)選包括輸入由上述調(diào)光器相位控制的交流電壓的調(diào)光信號輸入部；連接到該調(diào)光信號輸入部的光耦合器；以及將來自該光耦合器的上述調(diào)光指令信號傳送到上述DC/AC變換部的調(diào)光指令信號部。
本發(fā)明的第1放電燈點(diǎn)亮裝置包括放電燈；AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，將上述直流電壓變換為高頻電壓，在將該高頻電壓施加給上述放電燈使其點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和使上述高頻電壓的產(chǎn)生停止、將放電燈熄滅的熄滅期間間歇驅(qū)動(dòng)上述放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到上述DC/AC變換部；其中，上述調(diào)光控制部檢測上述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將上述導(dǎo)通和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與上述截止和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的偏差量維持固定。
本發(fā)明的第2放電燈點(diǎn)亮裝置包括放電燈；AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，在將上述直流電壓變換為點(diǎn)亮上述放電燈的高頻電壓并施加在上述放電燈上的點(diǎn)亮期間、將上述直流電壓變換為不點(diǎn)亮上述放電燈的高頻電壓并施加在上述放電燈上的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)上述放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到上述DC/AC變換部；其中，上述調(diào)光控制部檢測上述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將上述導(dǎo)通和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與上述截止和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的偏差量維持固定。
本發(fā)明的第3放電燈點(diǎn)亮裝置，包括放電燈；AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，至少有一個(gè)開關(guān)元件，在將上述直流電壓變換為高頻電壓并施加在上述放電燈上的情況下，通過變更上述開關(guān)元件的柵極-源極間的電壓，在將上述放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和在上述放電燈中流過比上述點(diǎn)亮期間小的電流并熄滅的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)上述放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到上述DC/AC變換部；其中，上述調(diào)光控制部檢測上述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將上述導(dǎo)通和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與上述截止和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的偏差量維持固定。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，上述調(diào)光控制部檢測上述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將上述導(dǎo)通和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與上述截止和上述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的上述偏差量實(shí)質(zhì)上維持為零。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，上述調(diào)光控制部包括光耦合器，作為將上述調(diào)光指令信號傳送到上述DC/AC變換部的部件。
而且，在優(yōu)選實(shí)施方式中，上述放電燈是帶有電極的有電極熒光燈。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置中的電路和燈的特性圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方式3的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4是實(shí)施方式3的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路和燈的特性圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方式4的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施方式5的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施方式6的放電燈點(diǎn)亮裝置的模式性的剖面圖。
圖8是現(xiàn)有例的有電極放電燈點(diǎn)亮裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖9是非同步式的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖10是實(shí)施方式2的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路和燈的特性圖。
圖11是圖9的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路和燈的特性圖。
圖12是實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置的另一電路和燈的特性圖。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式之前，首先研討本發(fā)明的有關(guān)事項(xiàng)。
首先，研討圖8所示的特開平11-111486號公報(bào)中公開的現(xiàn)有的有電極的放電燈點(diǎn)亮裝置。該放電燈點(diǎn)亮裝置采用改變逆變器電路的工作頻率進(jìn)行調(diào)光的頻率變更方式，根據(jù)輸入的相位受控制的電壓的導(dǎo)通角、即電壓的導(dǎo)通時(shí)間(導(dǎo)通期間)來變更熒光燈的亮度。
圖8所示的放電燈點(diǎn)亮裝置包括連接到商用電源101的相位控制裝置102、高頻發(fā)生裝置103、以及熒光燈108，還包括檢測相位控制電壓的導(dǎo)通角的檢測部件109、以及檢測熒光燈的光輸出的光檢測部110。高頻發(fā)生裝置103由高頻阻止濾波器104、整流裝置105、將相位受控制的電壓變換成平滑直流電壓的平滑化直流電壓變換部106、以及將直流變換電壓變換為高頻的逆變器部107構(gòu)成。逆變器部107由開關(guān)部171、以及產(chǎn)生控制開關(guān)部171信號的振蕩控制部172構(gòu)成。檢測部件109根據(jù)檢測出的導(dǎo)通角變更逆變器部107的振蕩控制部的輸出頻率。通過變更輸出頻率，從而變更放電燈的發(fā)光輸出。另一方面，光檢測部110根據(jù)光檢測量變更振蕩控制部172的輸出頻率。
在基于這種變頻方式的調(diào)光方法中，需要更寬地變更逆變器的開關(guān)頻率(工作頻率)，需要在頻率寬的范圍內(nèi)可響應(yīng)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路。而且，為了在寬范圍內(nèi)變更逆變器的開關(guān)頻率，噪聲對策變得復(fù)雜，成本升高((日本)專利第2831016號公報(bào))。
作為另一種調(diào)光方法，有相位控制方式，用雙向三端晶閘管對來自電源的交流電力進(jìn)行相位控制，而且將全波整流的輸出供給逆變器電路，將其高頻輸出供給放電燈，從而限制燈電流并進(jìn)行調(diào)光。但是，在這種相位控制方式中，如果雙向三端晶閘管的導(dǎo)通角接近π，進(jìn)行深度調(diào)光，則產(chǎn)生放電燈熄滅或閃爍等現(xiàn)象。如果將這樣的相位控制方式用于通過燈泡用調(diào)光器連接到電輸入的放電燈點(diǎn)亮裝置，則更容易產(chǎn)生放電燈的熄滅或閃爍。
在這種相位控制方式中，作為消除在深度調(diào)光時(shí)產(chǎn)生的熄滅或閃爍現(xiàn)象的調(diào)光方式，有將逆變器電路的開關(guān)頻率固定，變更開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間的比率，通過將高電壓間歇地施加在放電燈上進(jìn)行調(diào)光的間歇驅(qū)動(dòng)方式，公開在例如特開平2-199796號公報(bào)、特開2000-268992號公報(bào)中。
但是，即使采用這種間歇驅(qū)動(dòng)方式，通過燈泡用調(diào)光器燈有時(shí)產(chǎn)生閃爍或不易點(diǎn)亮的不良情況。本發(fā)明人認(rèn)為這種不良情況的原因在于，主要是調(diào)光指令信號與燈泡用調(diào)光器的雙向三端晶閘管進(jìn)行相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止不同步，從而在放電燈點(diǎn)亮?xí)r沒有供給必要的能量。這里，同步指調(diào)光指令信號與導(dǎo)通/截止時(shí)間上一致，或始終在固定的偏差時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生。特別是無電極熒光燈，在對逆變器電路的開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通、截止，間歇驅(qū)動(dòng)供給該無電極放電燈的電能的情況下，在將開關(guān)元件導(dǎo)通并使無電極放電燈啟動(dòng)時(shí)，需要瞬間供給大的電能，而如果調(diào)光指令信號與相位受控制的電壓的導(dǎo)通/截止不同步，則在燈的每次啟動(dòng)中電壓的大小變化，所以使燈產(chǎn)生閃爍。因此，就無電極放電燈來說，由檢測部件正確地檢測由雙向三端晶閘管進(jìn)行相位控制的電壓的導(dǎo)通定時(shí)，通過基于該定時(shí)產(chǎn)生的調(diào)光指令信號，使逆變器電路的開關(guān)元件與相位受控制的電壓的導(dǎo)通的定時(shí)同步導(dǎo)通。
根據(jù)以上的研討，本發(fā)明人通過構(gòu)成使相位控制電壓的導(dǎo)通/截止定時(shí)和調(diào)光指令信號的導(dǎo)通/截止定時(shí)實(shí)質(zhì)上同步的調(diào)光控制部，從而實(shí)現(xiàn)不產(chǎn)生閃爍、進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)光動(dòng)作的放電燈點(diǎn)亮裝置。
以下，一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中，為了簡化，用相同的參考標(biāo)號表示實(shí)質(zhì)上具有同一功能的結(jié)構(gòu)元件。再有，本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1模式地表示本發(fā)明實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置由無電極熒光燈3、對商用電源1的電壓進(jìn)行相位控制的調(diào)光器2、根據(jù)由上述調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止來點(diǎn)亮控制無電極熒光燈3的點(diǎn)亮電路4構(gòu)成。商用電源1例如為60Hz、100V的交流電源，連接到調(diào)光器2。調(diào)光器2是使用雙向三端晶閘管的公知的相位控制的調(diào)光器，可以使用市場銷售的白熾燈調(diào)光器。
點(diǎn)亮電路4由AC/DC變換部5、DC/AC變換部6、調(diào)光控制部7構(gòu)成。再有，這里所說的AC/DC變換部5、DC/AC變換部6和調(diào)光控制部7的術(shù)語的概念分別相當(dāng)于特開平11-111486號公報(bào)中用平滑化直流電壓變換部、逆變器部和檢測部件的術(shù)語表現(xiàn)的概念。
AC/DC變換部5將從調(diào)光器2供給的相位受控制的電壓變換成直流。作為該AC/DC變換部，可使用公知的AC/DC變換部，例如可使用二極管電橋和平滑電容器等構(gòu)成的AC/DC變換部。
DC/AC變換部6由振蕩部24、開關(guān)電路25、驅(qū)動(dòng)電路11、MOSFET12、13、諧振電感器14、諧振電容器17、18構(gòu)成。諧振電容器18串聯(lián)連接到感應(yīng)線圈19，而感應(yīng)線圈19和諧振電容器18的串聯(lián)電路并聯(lián)連接到諧振電容器17。感應(yīng)線圈19和無電極放電燈泡20構(gòu)成無電極熒光燈3。
調(diào)光控制部7由輸入被調(diào)光器2相位控制的電壓的調(diào)光控制信號輸入部8、光耦合器9、以及將調(diào)光指令信號傳送到DC/AC變換部6的調(diào)光指令信號部10構(gòu)成。
在本發(fā)明中使用光耦合器9的理由在于，根據(jù)被調(diào)光器2相位控制的電壓的變化，通過開關(guān)電路25，將調(diào)光指令信號定時(shí)準(zhǔn)確地傳送到驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件12、13的驅(qū)動(dòng)電路11，而不受到電源電路、即DC/AC變換電路的影響。當(dāng)然，作為這樣的光耦合器9，使用上升時(shí)間、下降時(shí)間快的高速響應(yīng)的光耦合器。
以下，簡單說明實(shí)施方式1的動(dòng)作。
調(diào)光器2對商用電源1的輸出電壓進(jìn)行相位控制，AC/DC變換部5將被調(diào)光器2相位控制的交流電壓變換為直流電壓。
DC/AC變換部6的MOSFET12、13的驅(qū)動(dòng)電路11在振蕩部24的驅(qū)動(dòng)頻率f1(Hz)的輸出下被驅(qū)動(dòng)，通過MOSFET12和13交替導(dǎo)通、截止，AC/DC變換部5平滑后的直流電壓變換為高頻電壓。該高頻電壓施加在諧振電感器14、諧振電容器17、18、感應(yīng)線圈19構(gòu)成的諧振電路上。這里，無電極熒光燈3由感應(yīng)線圈19和無電極放電燈泡20構(gòu)成，所以點(diǎn)亮電路4可將高頻電壓施加在無電極熒光燈3上。通過流過感應(yīng)線圈19的電流而在無電極放電燈泡20內(nèi)產(chǎn)生的交流電磁場供給的能量，激勵(lì)封入在無電極放電燈泡內(nèi)的發(fā)光氣體(未圖示)并使其發(fā)光。作為發(fā)光氣體，例如使用汞、氪、氙等，或它們的混合氣體。
再有，這種情況下，調(diào)光控制部7檢測受調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止的定時(shí)，在該導(dǎo)通和截止之間的期間(即受相位控制的電壓的導(dǎo)通期間)，將調(diào)光控制部7產(chǎn)生的調(diào)光指令信號連續(xù)傳送到開關(guān)電路25。在調(diào)光指令信號傳送到開關(guān)電路25的期間(導(dǎo)通期間，或無電極熒光燈的點(diǎn)亮期間)，開關(guān)電路導(dǎo)通，使MOSFET12、13的驅(qū)動(dòng)電路11導(dǎo)通，相反，在調(diào)光指令信號沒有傳送到開關(guān)電路25的期間(截止期間或無電極熒光燈的熄滅期間)，開關(guān)電路25截止，使MOSFET12、13的驅(qū)動(dòng)電路11截止。在開關(guān)電路導(dǎo)通的期間中，MOSFET12、13在驅(qū)動(dòng)頻率f1(Hz)下交替地重復(fù)導(dǎo)通、截止。隨著受調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通期間變化，由來自調(diào)光控制部7的調(diào)光指令信號確定的開關(guān)電路的導(dǎo)通期間和截止期間之比發(fā)生變化，對應(yīng)于該變化，MOSFET12、13的導(dǎo)通期間和截止期間之比(稱為占空比)變化。通過改變該占空比，改變對無電極熒光燈3的電能輸入，進(jìn)行無電極熒光燈3的調(diào)光。
下面詳細(xì)說明調(diào)光控制部7的動(dòng)作。
以下，參照圖1和圖2來說明動(dòng)作。在表示圖2(a)至圖2(d)的波形的四個(gè)圖中，橫軸是時(shí)間軸，各圖中為共用尺度。
圖2(a)表示受調(diào)光器2相位控制的電壓的波形，該相位受控制的電壓首先輸入到調(diào)光控制部7的調(diào)光控制信號輸入部8，在該調(diào)光控制信號輸入部8中進(jìn)行全波整流，而且為了驅(qū)動(dòng)光耦合器9而降壓到適當(dāng)?shù)碾妷?例如2V)，并施加在光耦合器9上。將受調(diào)光器2相位控制的電壓導(dǎo)通，同時(shí)將輸入到光耦合器9的全波整流過的電壓導(dǎo)通，而且在光耦合器9的上升時(shí)間(例如20μs)后，內(nèi)置在光耦合器9中的發(fā)光二極管發(fā)光。通過該二極管的發(fā)光，從構(gòu)成光耦合器9的晶體管經(jīng)調(diào)光指令信號部10將調(diào)光指令信號傳送到開關(guān)電路25，由此將DC/AC變換部6的MOSFET12、13以驅(qū)動(dòng)頻率f1(Hz)驅(qū)動(dòng)。該調(diào)光指令信號的導(dǎo)通狀態(tài)使受調(diào)光器相位控制的電壓截止，由此光耦合器9的發(fā)光下降，調(diào)光指令信號持續(xù)到變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)的時(shí)間。如果受調(diào)光器相位控制的電壓再次導(dǎo)通，則經(jīng)光耦合器9調(diào)光指令信號導(dǎo)通，進(jìn)而使相位受控制的電壓截止，經(jīng)光耦合器9傳送到開關(guān)電路25的調(diào)光指令信號截止，將DC/AC變換部6的MOSFET12、13的驅(qū)動(dòng)停止。
表示這樣重復(fù)進(jìn)行調(diào)光指令信號的導(dǎo)通、截止的波形示于圖2(b)。為使該調(diào)光指令信號的波形(圖2(b))和MOSFET12、13的驅(qū)動(dòng)的關(guān)系清楚，作為一例提出MOSFET12，與調(diào)光指令信號的波形(圖2(b))共用時(shí)間軸，圖2(c)示出該MOSFET12的漏極電流波形。MOSFET13的漏極電流與MOSFET12有關(guān)，與圖2(c)所示的波形相同。此外，在圖2(d)中，示出無電極放電燈點(diǎn)亮裝置的發(fā)光波形。如圖2所示，通過設(shè)置采用了光耦合器9的調(diào)光控制部7，與受調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止正確地同步，導(dǎo)通、截止MOSFET12、13的驅(qū)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)上確認(rèn)可獲得與此對應(yīng)的來自無電極熒光燈3的發(fā)光輸出。再有，這里的同步是包含光耦合器9的上升時(shí)間、下降時(shí)間等產(chǎn)生的短時(shí)間延遲的實(shí)質(zhì)性的同步。這種短時(shí)間的延遲比輸入交流電壓的周期短，所以對發(fā)光輸出沒有影響。
再有，在實(shí)施方式1的無電極熒光燈的DC/AC變換部6中，使用MOSFET作為開關(guān)元件，當(dāng)然也可以使用功率晶體管。
這里，簡單地說明本實(shí)施方式的燈泡形無電極熒光燈中點(diǎn)亮電路4施加在無電極熒光燈3上的高頻電壓的頻率。本實(shí)施方式中的該頻率與實(shí)用上一般使用的ISM帶的13.56MHz或幾MHz相比，為1MHz以下(例如50～500kHz)的比較低的頻率區(qū)域。下面論述使用這種低頻區(qū)域的頻率的理由。首先，在13.56MHz或幾MHz的這樣比較高的頻率區(qū)域工作時(shí)，用于抑制由點(diǎn)亮電路(電路基板)內(nèi)的高頻電源電路產(chǎn)生的線路噪聲的噪聲濾波器變?yōu)榇笮?，高頻電源電路的體積增大。此外，從燈的輻射或傳播的噪聲為高頻噪聲時(shí)，由于以法令方式對高頻噪聲設(shè)置非常嚴(yán)格的限制，所以就滿足該限制來說，需要設(shè)置使用昂貴的屏蔽，在成本下降方面成為極大的障礙。另一方面，在50kHz～1MHz左右的頻率區(qū)域工作時(shí)，作為構(gòu)成高頻電源電路的部件，可使用用作普通電子機(jī)器的電子部件的便宜的通用部件，同時(shí)可使用尺寸小的部件，所以具有成本下降和小型化的優(yōu)點(diǎn)。其中，本實(shí)施方式的無電極熒光燈不限于1MHz以下的工作，也可在13.56MHz或幾MHz等頻率區(qū)域中工作。
如上述那樣，通過使用實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置，與受調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止同步，間歇驅(qū)動(dòng)DC/AC變換部6，從而可以對調(diào)光的無電極熒光燈進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)光點(diǎn)亮，不產(chǎn)生在要解決課題項(xiàng)目上論述的不穩(wěn)定點(diǎn)亮造成的閃爍或不點(diǎn)亮的不良狀況。
此外，上述本發(fā)明實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置不僅可進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)光的、而且是可在該導(dǎo)通的整個(gè)期間內(nèi)有效地、最大限度利用相位受控制電壓的導(dǎo)通期間內(nèi)輸入的電力的點(diǎn)亮裝置。換句話說，由于不一定與相位受控制的電壓同步，因而與對放電燈的電力供給期間小于相位受控制的電壓的導(dǎo)通期間的現(xiàn)有的調(diào)光點(diǎn)亮裝置相比，是調(diào)光范圍寬的點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施方式2)本發(fā)明實(shí)施方式2的放電燈點(diǎn)亮裝置與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)類似，調(diào)光控制部7與實(shí)施方式1有所不同。
本實(shí)施方式與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)是，與實(shí)施方式1的光耦合器9相比，光耦合器9的上升時(shí)間和下降時(shí)間長。因此，本實(shí)施方式的放電燈點(diǎn)亮裝置在相位受控制的電壓的導(dǎo)通、截止上始終帶有固定的偏差時(shí)間，并同步間歇驅(qū)動(dòng)DC/AC變換部6。固定的偏差時(shí)間是光耦合器9的響應(yīng)時(shí)間，例如是比輸入交流電壓的周期長百分之幾的時(shí)間。
下面，根據(jù)圖10說明本實(shí)施方式的放電燈點(diǎn)亮裝置的動(dòng)作和特性。
在圖10(a)至圖10(d)的表示波形的圖中，橫軸是時(shí)間軸，各圖為共用尺度。圖10(a)表示受調(diào)光器2相位控制的電壓的波形。從該圖中可知，調(diào)光器2的雙向三端晶閘管的導(dǎo)通角接近π，是進(jìn)行相當(dāng)深的調(diào)光的狀態(tài)。
圖10(b)表示在將圖10(a)那樣相位受控制的電壓輸入到點(diǎn)亮電路4時(shí)，從調(diào)光控制部7傳送到DC/AC變換部6的調(diào)光指令信號。比較圖10(a)和圖10(b)可知，在相位控制電壓導(dǎo)通后，來自調(diào)光控制部的調(diào)光指令信號僅延遲Δt時(shí)間后被傳送到DC/AC變換部6。
與其相伴的DC/AC變換部6的開關(guān)元件MOSFET12的漏極電流如圖10(c)那樣。MOSFET13的漏極電流也與圖10(c)所示的情況大致相同，所以沒有圖示。
在MOSFET12、13的漏極電流流過時(shí)，無電極熒光燈3發(fā)光，其發(fā)光輸出如圖10(d)所示那樣。偏差時(shí)間Δt是固定的，所以發(fā)光輸出始終固定，無電極熒光燈3沒有閃爍。
但是，MOSFET12、13的漏極電流需要大的能量，以便將無電極熒光燈3起動(dòng)，如圖10(c)所示，點(diǎn)亮的瞬間流過大電流。調(diào)光指令信號的導(dǎo)通從相位控制電壓的導(dǎo)通起僅延遲Δt時(shí)間，從而MOSFET12、13的漏極電流的上升延遲，僅在該部分減少供給至無電極熒光燈3的高頻電力的供給時(shí)間，不僅發(fā)光時(shí)間變短，而且相位控制電壓導(dǎo)通之后的相位控制電壓也為高的狀態(tài)，DC/AC變換部6的驅(qū)動(dòng)停止，所以與偏差時(shí)間Δt實(shí)質(zhì)上為零的情況相比，無電極熒光燈3的發(fā)光輸出下降。
在本實(shí)施方式中，將相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通、截止與DC/AC變換部6的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮、熄滅的定時(shí)的偏差量(△t時(shí)間)維持固定，所以可以防止放電燈的閃爍。這種定時(shí)的偏差在本實(shí)施方式中利用光耦合器9的響應(yīng)時(shí)間，但也可以使用延遲電路等來設(shè)置偏差時(shí)間。此外，在偏差時(shí)間Δt比交流電壓的一個(gè)周期短的時(shí)間的情況下，DC/AC變換部6的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮、熄滅定時(shí)與相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通、截止相比，可觀察到前面那樣的偏差，但這種情況也可防止放電燈的閃爍。再有，考慮到發(fā)光輸出的下降，偏差量小較好，優(yōu)選是實(shí)質(zhì)上為零。
(實(shí)施方式3)本發(fā)明的實(shí)施方式3的放電燈點(diǎn)亮裝置是對無電極熒光燈進(jìn)行調(diào)光點(diǎn)亮的放電燈點(diǎn)亮裝置，與前面實(shí)施方式1說明的結(jié)構(gòu)類似，但在DC/AC變換部6的結(jié)構(gòu)上有所不同。
圖3是模式地表示本發(fā)明實(shí)施方式3的放電燈點(diǎn)亮裝置的點(diǎn)亮電路的圖。與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)附以相同的標(biāo)號并省略重復(fù)的說明。
在圖3中，DC/AC變換部6由振蕩部244、開關(guān)電路255、驅(qū)動(dòng)電路11、MOSFET12、13、諧振電感器14、諧振電容器17、18構(gòu)成。再有，振蕩部244由振蕩頻率為f1(Hz)的振蕩部A、振蕩頻率為f2(Hz)的振蕩部B構(gòu)成，將頻率f2設(shè)定為比頻率f1低的頻率。驅(qū)動(dòng)電路11在從調(diào)光指令信號部10向開關(guān)電路255輸出調(diào)光指令信號時(shí)與振蕩部A連接，而驅(qū)動(dòng)電路11在從調(diào)光指令信號部10不向開關(guān)電路255輸出調(diào)光指令信號時(shí)與振蕩部B連接。
以下簡單說明本實(shí)施方式3的動(dòng)作。
本實(shí)施方式3中放電燈的點(diǎn)亮原理與實(shí)施方式1的情況相同，所以不重復(fù)說明。
調(diào)光控制部7對從調(diào)光器2輸入到調(diào)光控制部7的相位受控制的電壓的動(dòng)作也與實(shí)施方式1的情況基本相同，所以省略詳細(xì)的說明。
根據(jù)輸入到調(diào)光指令信號輸入部8的相位受控制的電壓，按利用前面實(shí)施方式1中論述的光耦合器9的方法，可以獲得二進(jìn)制化的導(dǎo)通、截止的調(diào)光指令信號輸出。
在通過內(nèi)置在光耦合器9中的晶體管將調(diào)光指令信號傳送到開關(guān)電路255，調(diào)光指令信號導(dǎo)通時(shí)，在開關(guān)電路中，將振蕩頻率為f1(Hz)的振蕩部A和驅(qū)動(dòng)電路11連接，開關(guān)元件的MOSFET12、13在開關(guān)頻率f1(Hz)下交替驅(qū)動(dòng)。由此產(chǎn)生高頻電壓，將無電極熒光燈3點(diǎn)亮。
另一方面，在不通過內(nèi)置在光耦合器9中的晶體管將調(diào)光指令信號傳送到開關(guān)電路255，調(diào)光指令信號截止時(shí)，在開關(guān)電路255中，將振蕩頻率為f2(Hz)的振蕩部B和驅(qū)動(dòng)電路11連接，開關(guān)元件的MOSFET12、13在開關(guān)頻率f2(Hz)下交替驅(qū)動(dòng)。但是，這種情況下，振蕩部B的頻率f2(Hz)設(shè)定得比振蕩部A的頻率f1(Hz)低，所以流過無電極熒光燈3的感應(yīng)線圈19的高頻電流比調(diào)光指令信號導(dǎo)通時(shí)少。這樣，在振蕩部244的振蕩頻率的設(shè)定時(shí)，頻率為f2(Hz)時(shí)通過感應(yīng)線圈19流過電流，但以無電極熒光燈3不點(diǎn)亮來進(jìn)行設(shè)定。在f2(Hz)頻率下，放電燈泡20的內(nèi)部不產(chǎn)生放電，或僅產(chǎn)生發(fā)光上不充分的放電。即，f1(Hz)的電壓是將無電極熒光燈3點(diǎn)亮的高頻電壓，f2(Hz)的電壓是無電極熒光燈3不點(diǎn)亮的高頻電壓。
為了有助于實(shí)施方式3的動(dòng)作的理解，在圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)中分別示出相位受控制的電壓的電壓波形、調(diào)光指令信號的波形、MOSFET12的漏極電流波形、以及來自無電極熒光燈3的發(fā)光輸出波形。
比較圖2(c)和圖4(c)可知，如本實(shí)施方式3那樣，在無電極熒光燈3的熄滅時(shí)間中，流過不點(diǎn)亮程度的電流的情況下(圖4(c))，相位受控制的電壓導(dǎo)通時(shí)的來自無電極放電燈的發(fā)光輸出與上述實(shí)施方式1中所述的熄滅時(shí)間中不流過電流的情況(圖2(c))相比，以更少的電流上升。這是因?yàn)樵谙鐣r(shí)間中，在無電極放電燈泡20中仍存在電離的發(fā)光氣體，所以下次用于將無電極放電燈泡20點(diǎn)亮的能量減少。如果用于點(diǎn)亮的能量減少，則點(diǎn)亮容易，其結(jié)果是光束上升快(圖4(d)的發(fā)光輸出的上升比圖2(d)急劇)。
根據(jù)上述本實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)，即使深度進(jìn)行無電極熒光燈3的調(diào)光，驅(qū)動(dòng)DC/AC變換部6的MOSFET12、13的導(dǎo)通時(shí)間短，即減小占空比，也可以進(jìn)行與相位受控制的電壓同步的可靠的調(diào)光點(diǎn)亮。
再有，在本實(shí)施方式中，振蕩部B的頻率f2(Hz)設(shè)定得比振蕩部A的頻率f1(Hz)低，與此相反，也可以將振蕩部B的頻率f2(Hz)設(shè)定得比振蕩部A的頻率f1(Hz)高。
此外，在上述實(shí)施方式3中，在點(diǎn)亮期間和熄滅期間，通過將驅(qū)動(dòng)頻率分別變更為f1、f2，熄滅期間中流過無電極放電燈泡20的高頻電流比點(diǎn)亮期間流過的高頻電流更少。與此同樣，在點(diǎn)亮期間和熄滅期間中，通過變更MOSFET12、13的柵極-源極間的電壓，控制漏極電流，熄滅期間流過放電燈泡20的高頻電流比點(diǎn)亮期間流過的高頻電流更少，也可以獲得與實(shí)施方式3同樣的效果。
(實(shí)施方式4)
實(shí)施方式4是本發(fā)明的另一應(yīng)用例的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置。再有，與實(shí)施方式1、3相同的結(jié)構(gòu)附以同一標(biāo)號并省略說明。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方式4的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
該無電極放電燈點(diǎn)亮裝置由無電極熒光燈3、對輸入電壓進(jìn)行相位控制的調(diào)光器2、與受上述調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止期間(即導(dǎo)通期間)同步并對上述無電極熒光燈3進(jìn)行點(diǎn)亮控制的點(diǎn)亮電路4構(gòu)成。
以下，說明本實(shí)施方式4的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。
點(diǎn)亮電路4由AC/DC變換部5、DC/AC變換部6、以及調(diào)光控制部7構(gòu)成。
AC/DC變換部5由二極管電橋DB1和電解電容器C2構(gòu)成。不用說，將該AC/DC變換部5連接到防止突入電流的電阻和防止噪聲濾波器。
如果接通電源，則受調(diào)光器2相位控制的電壓被AC/DC變換部5的二極管電橋DB1整流，進(jìn)而被電解電容器C2平滑化，其輸出傳送到DC/AC變換部6。
下面，在說明DC/AC變換部6的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作時(shí)，首先假設(shè)不從調(diào)光控制部7將調(diào)光指令信號傳送到DC/AC變換部6，即晶體管Q4截止，DC/AC變換部6的開關(guān)元件的MOSFET12、13為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，說明該狀態(tài)。
從商用電源1輸入到調(diào)光器2的、相位受控制的電壓被AC/DC變換部5整流，將平滑電容器C2、DC/AC變換部6的MOSFET13的觸發(fā)電容器C4和具有電荷泵電路功能的電容器C8充電。
觸發(fā)電容器C4的充電電壓達(dá)到齊納二極管ZD4的齊納電壓時(shí)，通過電阻R2、R4、R3流過電流，在MOSFET13的柵極-源極間提供柵極電壓，使MOSFET13為導(dǎo)通狀態(tài)。
在MOSFET13為導(dǎo)通狀態(tài)的初期，平滑電容器C2的電壓比電源電壓低，所以從電源1經(jīng)調(diào)光器2、AC/DC變換部5，通過諧振電容器18、17、電感器L1、感應(yīng)線圈19、變壓器CT的初級線圈CT1、MOSFET13流過電流。
另一方面，利用流過變壓器CT的初級線圈CT1的電流，在變壓器CT的次級線圈CT3上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，可以將柵極電壓供給MOSFET13，所以MOSFET13繼續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)。
但是，如果增加流過變壓器CT的各線圈的電流，則在經(jīng)過一定時(shí)間后，變壓器CT的鐵心自身達(dá)到磁飽和，變壓器CT的次級線圈CT3的感應(yīng)電壓不再產(chǎn)生，MOSFET13的柵極電壓不再供給，使MOSFET13截止。
再有，連接到變壓器CT的次級線圈CT2的MOSFET13和連接到變壓器CT次級線圈CT3的MOSFET12的柵極-源極間流過的電流方向有所不同，所以如果MOSFET13為截止?fàn)顟B(tài)，則MOSFET12的柵極電壓上升。因此，通過這樣的電壓上升，MOSFET12變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。
如果MOSFET12為導(dǎo)通狀態(tài)，則電流通過MOSFET12、變壓器CT、電感器L1、電容器C17、與電容器C17并聯(lián)連接的、電容器18和感應(yīng)線圈19的串聯(lián)電路流動(dòng)。該電流在電感器L1、諧振電容器C18、C17及感應(yīng)線圈19中產(chǎn)生諧振。
而且，如果增加流過電流變壓器CT的各線圈的電流，則電流變壓器CT的鐵心自身再次達(dá)到磁飽和。如果電流變壓器CT的鐵心達(dá)到磁飽和，則沒有次級線圈CT2的輸出，柵極電壓不能供給MOSFET12。這樣，MOSFET12變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。
以后，通過重復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，在MOSFET12和MOSFET13中，可在驅(qū)動(dòng)頻率f1(Hz)、例如200(kHz)時(shí)交替切換導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)。
由此，在DC/AC變換部6的諧振電路中產(chǎn)生高頻電壓，通過感應(yīng)線圈19將電磁能量供給無電極放電燈泡20，激勵(lì)封入在無電極放電燈泡20內(nèi)部的發(fā)光氣體，進(jìn)行紫外線發(fā)射，通過該紫外線發(fā)射，將涂敷在無電極放電燈泡20內(nèi)部的熒光體(未圖示)激勵(lì)發(fā)光，可以將無電極熒光燈3點(diǎn)亮。
下面，說明從調(diào)光控制部7將調(diào)光指令信號傳送到DC/AC變換部6，進(jìn)行調(diào)光點(diǎn)亮?xí)r的動(dòng)作。
將受調(diào)光器2相位控制的電壓(參照圖4(a))用電阻R30和R31分壓為適合光耦合器9驅(qū)動(dòng)的電壓，并輸入到二極管電橋DB2，將全波整流過的電壓施加在光耦合器9的光電二極管上。因此，如果相位受控制電壓導(dǎo)通，則同時(shí)在光耦合器9的光電二極管上施加全波整流過的電壓，光電二極管發(fā)光，由此電流流過光耦合器9的光電晶體管，光耦合器9導(dǎo)通。
如果光耦合器9導(dǎo)通，則晶體管Q4的基極電位為零，沒有晶體管Q4的集電極電流。因此，Q4在MOSFET12和MOSFET13的導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)上不產(chǎn)生任何影響，在MOSFET12、13中流過圖4(c)所示的漏極電流，在DC/AC變換部6中產(chǎn)生高頻電壓，將無電極熒光燈3點(diǎn)亮。
直至相位受控制的電壓截止，電壓不通過二極管電橋施加在光耦合器9的光電二極管DB2上為止，受調(diào)光器2相位控制的電壓導(dǎo)通并通過光電晶體管流過的電流持續(xù)流過，即將無電極熒光燈3的點(diǎn)亮持續(xù)。
如果受調(diào)光器2相位控制的電壓截止，則光耦合器9上施加的電壓為零，因而光耦合器9變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。在該狀態(tài)中，晶體管Q4的基極上由直流電源電路(例如三端子調(diào)節(jié)器)40通過電阻R35施加直流電壓，Q4的集電極電流流過。由此，流入與電阻R3并聯(lián)的電阻R38，MOSFET13的柵極電壓下降，MOSFET12變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，在無電極放電燈泡20上沒有高頻電壓，無電極熒光燈3熄滅。該MOSFET12的截止?fàn)顟B(tài)直至持續(xù)到受調(diào)光器2相位控制的電壓再次被導(dǎo)通。
這樣，與相位受控制的電壓的導(dǎo)通和截止同步，MOSFET12、13重復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通、截止，而且與MOSFET12、13的導(dǎo)通、截止同步，無電極熒光燈3重復(fù)進(jìn)行點(diǎn)亮和熄滅。再有，除了在兩個(gè)齊納二極管ZD3、ZD4之間以外，電阻R38的DC/AC變換部6內(nèi)部的連接部分也可以是電阻R6和齊納二極管ZD3的連接部分。無論是哪一種連接部分，無電極熒光燈3都重復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通、截止。
因此，不言而喻，根據(jù)本實(shí)施方式，可獲得與前面的實(shí)施方式3相同的效果。
(實(shí)施方式5)圖6是實(shí)施方式5的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。與前面論述的實(shí)施方式1的不同點(diǎn)僅在于，放電燈泡200有電極，具有負(fù)載諧振電路的結(jié)構(gòu)，以便將該有電極的熒光燈33點(diǎn)亮。再有，與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)附以同一標(biāo)號并省略說明。
在圖6中，在MOSFET13的漏極端子和源極端子間連接由熒光燈33、諧振電感器14、諧振電容器15、諧振兼余熱用的電容器16構(gòu)成的LC諧振電路。
在上述LC諧振電路的電容器16的兩端產(chǎn)生作為諧振電壓的高電壓。通過對放電燈泡200內(nèi)的兩個(gè)電極的余熱電流，電極的溫度上升，從電極容易產(chǎn)生熱電子，放電燈泡200產(chǎn)生絕緣擊穿并開始放電。如果放電燈泡200開始放電，則通過諧振電感器14限制流過放電燈泡200的電流，并維持穩(wěn)定的放電狀態(tài)。
本實(shí)施方式5的調(diào)光控制部7的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與實(shí)施方式1的情況相同。從前面的實(shí)施方式1的說明中可知，通過將放電燈點(diǎn)亮裝置的結(jié)構(gòu)形成如圖6那樣的結(jié)構(gòu)，使可調(diào)光的普通的有電極的熒光燈穩(wěn)定并可以調(diào)光點(diǎn)亮，不再重復(fù)說明。
(實(shí)施方式6)下面，說明實(shí)施方式6的放電燈點(diǎn)亮裝置的結(jié)構(gòu)。圖7模式地表示作為本實(shí)施方式6采用的無電極的燈泡形熒光燈、以及其結(jié)構(gòu)。再有，本實(shí)施方式的放電燈點(diǎn)亮裝置為無電極的燈泡形熒光燈，但也可以構(gòu)成為有電極的燈泡形熒光燈結(jié)構(gòu)。
圖7所示的無電極燈泡形熒光燈包括有凹入部20a，由封入了汞和稀有氣體、例如氬(未圖示)的透光性的放電燈泡20構(gòu)成的無電極熒光燈3；例如白熾燈用E26型等的燈頭56；安裝了形成點(diǎn)亮電路(例如圖6中所示的電路)的結(jié)構(gòu)布線的各個(gè)電路部件的電路基板54；以及容納電路基板的蓋55。
通過由感應(yīng)線圈19在放電燈泡內(nèi)產(chǎn)生的交流電磁場供給的能量，來生成封入在放電燈泡20內(nèi)部的用于汞激勵(lì)的放電等離子體。感應(yīng)線圈19由鐵氧體磁芯19a和卷線19b構(gòu)成，配置在放電燈泡帶有的凹入部20a中。
無電極熒光燈3、電路基板54和燈頭56沒有圖示，但分別相互電連接，通過燈頭56擰入在白熾燈用燈座中，從而供給電力，將無電極熒光燈3點(diǎn)亮。
通過燈頭56輸入的交流電壓是由外部的相位控制裝置(例如白熾燈用調(diào)光器等)相位控制的交流電壓。
放電燈當(dāng)然也可以是有電極的熒光燈，而不是本實(shí)施方式那樣的無電極熒光燈。
在本實(shí)施方式中，示出了將無電極熒光燈3、點(diǎn)亮電路和燈頭一體組裝的燈泡形無電極熒光燈，但本實(shí)施方式不限于此，也可以是無電極熒光燈3和點(diǎn)亮電路分開的放電燈點(diǎn)亮裝置(無電極放電燈點(diǎn)亮裝置)。
(其他實(shí)施方式)實(shí)施方式1～6所述的放電燈的形狀可以是直管、圓管、U形管等用于普通照明的形狀，也可以是任意的形狀。
此外，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置不限定于一般照明用的熒光燈，當(dāng)然也可以點(diǎn)亮例如其頻譜在紅斑效應(yīng)和維生素D生成上具有有效作用的健康射線燈、其頻譜在植物的光合成和形態(tài)形成上具有有效作用的植物育成用燈。
而且，如滅菌燈那樣，作為本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置的點(diǎn)亮對象的放電燈也可以是不在放電燈泡中涂敷熒光體的放電燈。
再有，在上述實(shí)施方式1中，調(diào)光控制部7具有輸出使導(dǎo)通和DC/AC變換部6的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)同步的信號的結(jié)構(gòu)，但這是因?yàn)橥娇闪己玫貓?zhí)行調(diào)光動(dòng)作。
盡管圖9所示的結(jié)構(gòu)是間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮電路4’，但意圖不在于使導(dǎo)通和DC/AC變換部6的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)同步。與上述實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)不同在于，產(chǎn)生調(diào)光控制信號，將調(diào)光指令信號傳送到DC/AC變換部(逆變器電路)6的調(diào)光控制部7’。
調(diào)光控制部7’由調(diào)光信號發(fā)生部74和將調(diào)光指令信號傳送到DC/AC變換部6的調(diào)光指令信號部10構(gòu)成。受雙向三端晶閘管相位控制的來自調(diào)光器2的輸出由半波整流電路71進(jìn)行半波整流，用比較器73比較其輸出電壓(120Hz)和產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率(120Hz)的基準(zhǔn)電壓的三角波發(fā)生電路72的輸出電壓，在來自比較器73的頻率固定時(shí)，輸出矩形波狀的調(diào)光信號。該調(diào)光信號通過調(diào)光指令信號部10傳送到DC/AC變換部6，變更DC/AC變換部6的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間，進(jìn)行無電極熒光燈3的調(diào)光。作為放電燈，使用無電極熒光燈3，逆變器電路的開關(guān)頻率f1為200kHz，作為開關(guān)元件，使用MOSFET12、13。
圖11示出一例實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
以下，根據(jù)圖11來說明圖9的放電燈點(diǎn)亮裝置的動(dòng)作和特性。在圖11(a)至圖11(d)的表示波形的圖中，橫軸是時(shí)間軸，在各圖中為共用尺度。圖11(a)表示受調(diào)光器2相位控制的電壓的波形。從該圖可知，調(diào)光器2的雙向三端晶閘管的導(dǎo)通角接近π，是進(jìn)行更深度調(diào)光的狀態(tài)。
圖11(b)表示在圖10(a)那樣的相位受控制的電壓輸入到點(diǎn)亮電路4’時(shí)，從調(diào)光控制部7傳送到DC/AC變換部6的調(diào)光指令信號。比較圖11(a)和圖11(b)可知，相位控制電壓的導(dǎo)通和調(diào)光指令信號的導(dǎo)通不同步。即，調(diào)光指令信號的導(dǎo)通/截止的定時(shí)偏離相位控制電壓的導(dǎo)通/截止的定時(shí)，而且，其偏離的時(shí)間Δt隨時(shí)間變動(dòng)。
在該調(diào)光指令信號如圖11(b)所示那樣變動(dòng)時(shí)，MOSFET12(或13)的漏極電流如圖11那樣變化，其結(jié)果，對無電極熒光燈的電能供給減少，其發(fā)光輸出如圖11(d)那樣變化，產(chǎn)生偏差。
如果通過調(diào)光器2繼續(xù)深度調(diào)光，則MOSFET12、13的漏極電流減少，其結(jié)果，供給無電極熒光燈3的高頻電力降低，接近點(diǎn)亮或熄滅的門限狀態(tài)。
下面，在相位受控制的電壓的導(dǎo)通定時(shí)和來自調(diào)光控制部7’的調(diào)光信號的導(dǎo)通定時(shí)同步的狀態(tài)下，考慮將無電極熒光燈3可勉強(qiáng)點(diǎn)亮的電能供給無電極熒光燈3的放電燈點(diǎn)亮裝置。在該裝置中，如圖11所示，調(diào)光指令信號的導(dǎo)通與相位控制電壓的導(dǎo)通定時(shí)偏離，如果該偏差時(shí)間的長度變動(dòng)，則從上述論述可知，安裝在該點(diǎn)亮裝置上的無電極熒光燈3幾乎熄滅，或變?yōu)辄c(diǎn)亮的狀態(tài)。而在進(jìn)行深度調(diào)光時(shí)，如果相位控制電壓的導(dǎo)通和調(diào)光指令信號的導(dǎo)通定時(shí)的偏差時(shí)間Δt增大，則無電極熒光燈3變成完全不能點(diǎn)亮的狀態(tài)。
因此，將實(shí)施方式1的放電燈點(diǎn)亮裝置中施加與圖10(a)所示的深度調(diào)光的相位控制電壓相同的電壓時(shí)的相位控制電壓、調(diào)光指令信號、MOSFET12的漏極電流及發(fā)光輸出的各波形分別示于圖12(a)、圖12(b)、圖12(c)和圖12(d)。比較圖11(d)和圖12(d)可知，使DC/AC變換部的開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止的定時(shí)與受調(diào)光器2相位控制的電壓的導(dǎo)通和截止正確地同步的本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置(圖1)沒有偏差，并且可確認(rèn)發(fā)光輸出也大。
如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置，將受調(diào)光器相位控制的電壓輸入到無電極或有電極的熒光燈，對熒光燈進(jìn)行調(diào)光時(shí)，通過將相位受控制的電壓的導(dǎo)通和截止的定時(shí)與用于間歇驅(qū)動(dòng)DC/AC變換部的調(diào)光指令信號的導(dǎo)通和截止的定時(shí)同步，可以實(shí)現(xiàn)沒有閃爍、中斷的穩(wěn)定的、調(diào)光動(dòng)作。
而且，通過使用本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置，與現(xiàn)有的點(diǎn)亮裝置相比，可以將電能更多地供給放電燈，增大放電燈的發(fā)光輸出。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性在本發(fā)明的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置、燈泡形無電極熒光燈和放電燈點(diǎn)亮裝置連接到現(xiàn)有的白熾燈用的調(diào)光器上使用時(shí)，在進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)光而沒有閃爍方面是有效的，產(chǎn)業(yè)上的可利用性強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種無電極放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，包括無電極放電燈；將由調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出的AC/DC變換部；將所述直流電壓變換為高頻電壓，通過該高頻電壓，在將所述無電極放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和將無電極放電燈熄滅的熄滅期間間歇驅(qū)動(dòng)所述無電極放電燈的DC/AC變換部；以及將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到所述DC/AC變換部的調(diào)光控制部，所述調(diào)光控制部檢測所述相位被控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，使所述導(dǎo)通和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與所述截止和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)分別實(shí)質(zhì)上同步。
2.如權(quán)利要求1所述的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述DC/AC變換部在將所述高頻電壓施加在所述無電極放電燈上并使其點(diǎn)亮期間、停止產(chǎn)生所述高頻電壓并將所述無電極放電燈熄滅的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)所述無電極放電燈。
3.如權(quán)利要求1所述的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述DC/AC變換部將所述直流電壓變換為所述無電極放電燈點(diǎn)亮的高頻電壓并施加在所述無電極放電燈的點(diǎn)亮期間，以及將所述直流電壓變換為所述無電極放電燈不點(diǎn)亮的高頻電壓并施加在所述無電極放電燈的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)所述無電極放電燈，
4.如權(quán)利要求1所述的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述DC/AC變換部至少有一個(gè)開關(guān)元件，在將所述直流電壓變換為高頻電壓并施加在所述無電極放電燈的情況下，通過變更所述開關(guān)元件的柵極-源極間的電壓，在將所述無電極放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和所述無電極放電燈中流過比所述點(diǎn)亮期間少的電流并熄滅的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)所述無電極放電燈。
5.如權(quán)利要求1所述的無電極放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述調(diào)光控制部配有光耦合器，作為將所述調(diào)光指令信號傳送到所述DC/AC變換部的部件。
6.一種燈泡形無電極熒光燈，其特征在于，包括無電極熒光燈；將高頻電壓施加在所述無電極熒光燈上的點(diǎn)亮電路；以及與所述點(diǎn)亮電路電連接的燈頭，所述無電極熒光燈、所述點(diǎn)亮電路、以及所述燈頭組裝成一體，所述點(diǎn)亮電路包括AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，將所述直流電壓變換為高頻電壓，通過該高頻電壓，在將所述無電極放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和將所述無電極放電燈熄滅的熄滅期間間歇驅(qū)動(dòng)所述無電極放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到所述DC/AC變換部，所述調(diào)光控制部檢測所述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，使所述導(dǎo)通和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與所述截止和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)分別實(shí)質(zhì)上同步。
7.如權(quán)利要求6所述的燈泡形無電極熒光燈，其特征在于，所述調(diào)光控制部包括輸入由所述調(diào)光器相位控制的交流電壓的調(diào)光信號輸入部；連接到該調(diào)光信號輸入部的光耦合器；以及將來自該光耦合器的所述調(diào)光指令信號傳送到所述DC/AC變換部的調(diào)光指令信號部。
8.一種放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，包括放電燈；AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，將所述直流電壓變換為高頻電壓，在將所述高頻電壓施加到所述放電燈并點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和停止所述高頻電壓的產(chǎn)生并熄滅所述放電燈的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)所述放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到所述DC/AC變換部，所述調(diào)光控制部檢測所述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將所述導(dǎo)通和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與所述截止和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的偏差量維持固定。
9.一種放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，包括放電燈；AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，在將所述直流電壓變換為點(diǎn)亮所述放電燈的高頻電壓并施加在所述放電燈上的點(diǎn)亮期間、將所述直流電壓變換為不點(diǎn)亮所述放電燈的高頻電壓并施加在所述放電燈上的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)所述放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到所述DC/AC變換部，所述調(diào)光控制部檢測所述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將所述導(dǎo)通和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與所述截止和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的偏差量維持固定。
10.一種放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，包括放電燈；AC/DC變換部，將受調(diào)光器相位控制的交流電壓變換為直流電壓并輸出；DC/AC變換部，至少有一個(gè)開關(guān)元件，在將所述直流電壓變換為高頻電壓并施加在所述放電燈上的情況下，通過變更所述開關(guān)元件的柵極-源極間的電壓，在將所述放電燈點(diǎn)亮的點(diǎn)亮期間和在所述放電燈中流過比所述點(diǎn)亮期間小的電流并熄滅的熄滅期間，間歇驅(qū)動(dòng)所述放電燈；以及調(diào)光控制部，將變更點(diǎn)亮期間和熄滅期間之比的調(diào)光指令信號輸出到所述DC/AC變換部；所述調(diào)光控制部檢測所述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將所述導(dǎo)通和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與所述截止和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的偏差量維持固定。
11.如權(quán)利要求8至10中任何一項(xiàng)所述的放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述調(diào)光控制部檢測所述相位受控制的交流電壓的導(dǎo)通和截止，將所述導(dǎo)通和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)亮定時(shí)與所述截止和所述DC/AC變換部的間歇驅(qū)動(dòng)的熄滅定時(shí)的所述偏差量實(shí)質(zhì)上維持為零。
12.如權(quán)利要求8至10中任何一項(xiàng)所述的放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述調(diào)光控制部包括光耦合器，作為將所述調(diào)光指令信號傳送到所述DC/AC變換部的部件。
13.如權(quán)利要求8至10中任何一項(xiàng)所述的放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述放電燈是帶有電極的有電極熒光燈。
全文摘要
一種無電極放電燈點(diǎn)亮裝置，包括將由調(diào)光器(2)相位控制的交流電壓變換成直流的AC/DC變換部(5)；將上述AC/DC變換部(5)的輸出變換成高頻，施加在放電燈上并間歇驅(qū)動(dòng)放電燈的DC/AC變換部(6)；以及產(chǎn)生間歇驅(qū)動(dòng)上述DC/AC變換部(6)的調(diào)光指令信號，通過光耦合器(9)將上述調(diào)光指令信號輸出到DC/AC變換部(6)的調(diào)光控制部(7)；并且，使上述相位被控制的電壓的導(dǎo)通及截止的定時(shí)與上述DC/AC變換部(6)的驅(qū)動(dòng)接通和關(guān)斷的定時(shí)分別同步。
文檔編號H05B41/28GK1579115SQ03801408
公開日2005年2月9日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者高橋健一郎, 小南智, 宮崎光治, 倉地敏明, 下村容子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社