JP2013131435A - Discharge lamp and discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電用ガスが充填された放電空間を有し、この放電用ガスに放電を誘起せしめるための2つの電極のうちの少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に、誘電体が介在するように構成された放電ランプおよびこの放電ランプを具えた放電ランプ点灯装置に関する。 The present invention has a discharge space filled with a discharge gas, and a dielectric is provided between at least one of the two electrodes for inducing discharge in the discharge gas and the discharge gas. The present invention relates to a discharge lamp configured to intervene and a discharge lamp lighting device including the discharge lamp.
例えば植物育成用光照射装置や殺菌処理用光照射装置に用いられる光源としては、希ガスを封入した放電ランプが知られている(特許文献1参照)。
この放電ランプは、一対の外部電極間に高周波高電圧が印加されることによって放電容器内にエキシマ放電が生じることにより、放電容器内に封入された希ガスによるエキシマ光を利用したものであり、点灯装置としては、放電ランプのランプ電流異常検出回路と、放電ランプの給電を制御する制御回路とを有する点灯機構を具えてなるものが知られている(特許文献2参照)。
For example, a discharge lamp in which a rare gas is sealed is known as a light source used in a plant irradiation light irradiation device or a sterilization light irradiation device (see Patent Document 1).
This discharge lamp utilizes excimer light generated by a rare gas sealed in the discharge vessel by generating an excimer discharge in the discharge vessel by applying a high-frequency high voltage between a pair of external electrodes. As a lighting device, there is known a lighting device including a lighting mechanism having a lamp current abnormality detection circuit of a discharge lamp and a control circuit for controlling power feeding of the discharge lamp (see Patent Document 2).
図10は、従来の放電ランプ点灯装置の構成を示す斜視図である。放電ランプ70は、両端が封止された長尺な直管状のガラス材よりなる放電容器71を有し、この放電容器71内には、希ガスが封入されている。
放電容器71の外表面には、それぞれ放電容器71の長手方向に伸びる高圧側外部電極80および低圧側外部電極81よりなる一対の外部電極が、当該放電容器71を介して互いに対向して配置されている。高圧側外部電極80および低圧側外部電極81の各々の一端部には、給電端子部材82,83が固定されており、この給電端子部材82,83に、一方の給電リード線84および他方の給電リード線85の各々の一端部が固定されることにより、当該一方の給電リード線84および当該他方の給電リード線85の各々が高圧側外部電極80および低圧側外部電極81の各々に電気的に接続されている。また、一方の給電リード線84および他方の給電リード線85の他端部は、点灯機構90に電気的に接続されている。これらの一方の給電リード線84および他方の給電リード線85は、短絡を防止するため、通常、導電性の芯線の外表面が絶縁性の被覆材によって被覆されてなるものが用いられている。
また、点灯機構90においては、放電ランプ70に高周波高電圧を供給する点灯回路と、放電ランプ70のランプ電流異常検出回路と、放電ランプ70の給電を制御する制御回路とが設けられている。
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device. The
On the outer surface of the
Further, the
このような放電ランプ点灯装置においては、放電ランプ70の点灯中において、当該放電ランプ70に故障などの異常が生じたとき、具体的には、点灯機構90におけるランプ電流異常検出回路によって、放電ランプ70のランプ電流が予め設定された電流値以下であることを検出したときに、制御回路によって、放電ランプ70への給電が停止される。
In such a discharge lamp lighting device, when an abnormality such as a failure occurs in the
しかしながら、上記の放電ランプ点灯装置においては、以下のような問題があることが判明した。
例えば植物育成用光照射装置や殺菌処理用光照射装置においては、装置全体の小型化の要請により、装置内に搭載される放電ランプ70の配置スペースが小さいため、当該放電ランプ70おいては、高圧側外部電極80に電気的に接続された一方の給電リード線84と低圧側外部電極81に電気的に接続された他方の給電リード線85とが束ねられて配置されている。そして、このように一方の給電リード線84と他方の給電リード線85とを近接して配置した場合には、当該一方の給電リード線84および他方の給電リード線85の間に浮遊容量が発生する。
そして、このような放電ランプ70に高周波高電圧を給電した場合には、例えば断線等の異常が発生して放電ランプ70が不点灯状態となったときにも、一方の給電リード線84および他方の給電リード線85の間に、浮遊容量を介して漏れ電流が発生する。その結果、点灯機構90におけるランプ電流異常検出回路によって、放電ランプ70のランプ電流が低下したことを検出することができないため、放電ランプ70が不点灯状態であるにも関わらず、点灯機構90の点灯回路によって放電ランプ70に高周波高電圧が供給され続けることとなる。
このことは、リード線が束ねられて配置される放電ランプ全般にも言えることであり、また、リード線が束ねられていなくても、両リード線が接触または近接している場合にも同様に生じる現象である。
However, it has been found that the discharge lamp lighting device has the following problems.
For example, in the plant irradiation light irradiation device and the sterilization light irradiation device, because the arrangement space of the
When a high frequency high voltage is supplied to such a
This is also true for all discharge lamps in which lead wires are bundled, and even when lead wires are not bundled, both lead wires are in contact or close to each other. It is a phenomenon that occurs.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、放電ランプの故障(異常)等が生じたときに給電リード線間に漏れ電流が生ずることを防止または抑制することができる放電ランプを提供することにある。
本発明の他の目的は、放電ランプの異常が生じたときに、放電ランプにおける給電リード線間に漏れ電流が生ずることを防止または抑制することができ、当該放電ランプの異常を検出することができる放電ランプ点灯装置を提供することにある。
The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to prevent or suppress the occurrence of leakage current between power supply leads when a discharge lamp failure (abnormality) occurs. An object of the present invention is to provide a discharge lamp that can be used.
Another object of the present invention is to prevent or suppress the occurrence of a leakage current between power supply leads in a discharge lamp when a discharge lamp abnormality occurs, and to detect the abnormality of the discharge lamp. Disclosed is a discharge lamp lighting device.
本発明の放電ランプは、エキシマ分子を生成する放電用ガスが充填された放電空間を有し、この放電用ガスに放電を誘起せしめるための2つの電極のうちの少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に、誘電体が介在するように構成された放電ランプにおいて、
前記放電ランプは、前記2つの電極の各々に電気的に接続され互いに並ぶように配置された一方の給電リード線および他方の給電リード線を有し、
当該一方の給電リード線および当該他方の給電リード線の間の少なくとも一部の領域には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続される容量性結合遮断部材が介在されていることを特徴とする。
The discharge lamp of the present invention has a discharge space filled with a discharge gas for generating excimer molecules, and at least one of two electrodes for inducing discharge in the discharge gas and the discharge gas In a discharge lamp configured such that a dielectric is interposed between
The discharge lamp has one power supply lead wire and the other power supply lead wire that are electrically connected to each of the two electrodes and arranged to be aligned with each other,
At least a part of the region between the one power supply lead wire and the other power supply lead wire includes a capacitive coupling blocking member extending alongside them and connected to a stable potential node. Features.
本発明の放電ランプにおいては、前記一方の給電リード線、前記容量性結合遮断部材および前記他方の給電リード線が、長手方向に垂直な断面において一列に並ぶよう配置されていることが好ましい。 In the discharge lamp of the present invention, it is preferable that the one power supply lead wire, the capacitive coupling blocking member, and the other power supply lead wire are arranged in a line in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
本発明の放電ランプ点灯装置は、エキシマ分子を生成する放電用ガスが充填された放電空間を有し、この放電用ガスに放電を誘起せしめるための2つの電極のうちの少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に、誘電体が介在するように構成された放電ランプ、並びに、
この放電ランプに高周波高電圧を給電する点灯機構を具えてなる放電ランプ点灯装置において、
前記放電ランプに対し前記点灯機構より給電する、前記2つの電極の各々に電気的に接続され互いに並ぶように配置された一方の給電リード線および他方の給電リード線を有し、
当該一方の給電リード線および当該他方の給電リード線の間の少なくとも一部の領域には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続された容量性結合遮断部材が介在されており、
前記点灯機構は、前記放電ランプのランプ電流異常検出回路と、当該放電ランプの給電を制御する制御回路とを有してなり、前記ランプ電流異常検出回路によって前記放電ランプのランプ電流の低下を検出することを特徴とする。
The discharge lamp lighting device of the present invention has a discharge space filled with a discharge gas for generating excimer molecules, and discharges at least one of two electrodes for inducing discharge in the discharge gas. A discharge lamp configured such that a dielectric is interposed between the working gas, and
In a discharge lamp lighting device comprising a lighting mechanism for feeding a high frequency high voltage to the discharge lamp,
Power is supplied from the lighting mechanism to the discharge lamp, and has one power supply lead wire and the other power supply lead wire that are electrically connected to each of the two electrodes and arranged to be aligned with each other,
In at least a part of the region between the one power supply lead wire and the other power supply lead wire, a capacitive coupling blocking member connected to a node of a stable potential extending in parallel with them is interposed.
The lighting mechanism includes a lamp current abnormality detection circuit of the discharge lamp and a control circuit that controls power supply of the discharge lamp, and the lamp current abnormality detection circuit detects a decrease in the lamp current of the discharge lamp. It is characterized by doing.
本発明の放電ランプ点灯装置においては、前記一方の給電リード線、前記容量性結合遮断部材および前記他方の給電リード線が、長手方向に垂直な断面において一列に並ぶよう配置されていることが好ましい。 In the discharge lamp lighting device of the present invention, it is preferable that the one power supply lead wire, the capacitive coupling blocking member, and the other power supply lead wire are arranged in a line in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. .
本発明の放電ランプによれば、一方の給電リード線および他方の給電リード線の間には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続された容量性結合遮断部材が介在されているため、当該放電ランプの異常が生じたときに、一方の給電リード線および他方の給電リード線の間に漏れ電流が生ずることを防止または抑制することができる。
本発明の放電ランプ点灯装置によれば、放電ランプにおける一方の給電リード線および他方の給電リード線の間には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続された容量性結合遮断部材が介在されていることにより、放電ランプの異常が生じた場合において、一方の給電リード線および他方の給電リード線の間に漏れ電流が生ずることが防止または抑制されるため、点灯機構におけるランプ電流異常検出回路によって、放電ランプのランプ電流が低下したことが確実に検出され、従って、点灯機構における制御回路によって、放電ランプへの給電を確実に停止することができる。
According to the discharge lamp of the present invention, the capacitive coupling blocking member connected to the node of the stable potential that extends along with one power supply lead wire and the other power supply lead wire is interposed between them. When an abnormality occurs in the discharge lamp, it is possible to prevent or suppress the occurrence of a leakage current between one power supply lead wire and the other power supply lead wire.
According to the discharge lamp lighting device of the present invention, the capacitive coupling blocking member connected to the node of the stable potential that extends in parallel between the one power supply lead wire and the other power supply lead wire in the discharge lamp is provided. When the discharge lamp has an abnormality due to the interposition, a leakage current is prevented or suppressed from occurring between one power supply lead and the other power supply lead. It is reliably detected by the detection circuit that the lamp current of the discharge lamp has decreased, and accordingly, the power supply to the discharge lamp can be reliably stopped by the control circuit in the lighting mechanism.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の放電ランプの一例における構成を示す斜視図であり、図2は、図1に示す放電ランプのA−A断面図である。
ここで、本発明の「放電ランプ」は、エキシマ分子を生成する放電用ガスが充填された放電空間を有し、この放電用ガスに放電を誘起せしめるための2つの電極のうちの少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に、誘電体が介在するように構成されたランプをいう。
具体的には、両端が封止された長尺な直管状のガラス材(誘電体)よりなる放電容器11を有し、この放電容器11内には、希ガスが封入されている。また、図示の例の放電ランプ10においては、放電容器11の内表面には、蛍光体層15が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an example of a discharge lamp of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the discharge lamp shown in FIG.
Here, the “discharge lamp” of the present invention has a discharge space filled with a discharge gas for generating excimer molecules, and at least one of two electrodes for inducing a discharge in the discharge gas. A lamp configured such that a dielectric is interposed between an electrode and a discharge gas.
Specifically, the
放電容器11の外表面には、それぞれ放電容器11の長手方向に伸びる、高圧側外部電極20および低圧側外部電極21よりなる一対の外部電極が、当該放電容器11を介して互いに対向して配置されている。高圧側外部電極20の一端部には、給電端子部材22が固定されており、この給電端子部材22に、一方の給電リード線24の一端部が固定されることにより、当該一方の給電リード線24が高圧側外部電極20に電気的に接続されている。一方、低圧側外部電極21の一端部には、給電端子部材23が固定されており、この給電端子部材23に、他方の給電リード線25の一端部が固定されることにより、当該他方の給電リード線25が低圧側外部電極21に電気的に接続されている。これらの一方の給電リード線24および他方の給電リード線25は、互いに離間して並ぶよう配置されている。
また、高圧側外部電極20および低圧側外部電極21の各々の表面には、給電端子部材22,23が接続された領域を含めて覆うよう、当該高圧側外部電極20および当該低圧側外部電極21を保護する保護膜(図示省略)が形成されている。
そして、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間の一部の領域には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードと接続された容量性結合遮断部材26が介在されており、この状態で、一方の給電リード線24、容量性結合遮断部材26および他方の給電リード線25が束ねられている。
ここで、本発明にいう「安定電位」とは、本発明の放電ランプ点灯装置の点灯機構の電気回路における電位変動が殆ど無い部分の電位であり、「安定電位のノード」とは、例えば本発明の放電ランプ点灯装置の点灯機構が組み込まれる本体装置の筐体導体、接地、後述する直流電源40のマイナスノード、または直流40のプラスノードである。
On the outer surface of the
Further, the high-voltage side
In addition, a capacitive
Here, the “stable potential” referred to in the present invention is a potential at a portion where there is almost no potential fluctuation in the electric circuit of the lighting mechanism of the discharge lamp lighting device of the present invention. The casing conductor of the main body device in which the lighting mechanism of the discharge lamp lighting device of the invention is incorporated, the ground, the negative node of the
放電容器11内に封入される希ガスとしては、キセノンガス、キセノンとネオンとの混合ガスなどを用いることができる。また、希ガスの封入圧は、例えば静圧で10〜70kPaである。
As the rare gas sealed in the
高圧側外部電極20および低圧側外部電極21の各々は、例えばアルミニウムを含有する導電性ペーストを、放電容器11の外表面にスクリーン印刷により塗布した後、得られた塗布膜を焼成することによって、或いは、帯状の金属箔を放電容器11の外表面に接着することによって形成することができる。
Each of the high-voltage side
図3にも拡大して示すように、給電端子部材22,23の各々は、円弧状に湾曲した略矩形の板状体よりなり、その一端部22a,23aが放電容器11の一端から突出した状態で、高圧側外部電極20の一端部または低圧側外部電極21の一端部に重なるよう配置され、当該高圧側外部電極20および当該低圧側外部電極21の一端部に、例えば導電ペーストによって接着されることによって固定されている。また、給電端子部材22,23の各々の一端部22a,23aには、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の各々における芯線241,251の一端部がカシメによって固定されている。
As shown in FIG. 3 in an enlarged manner, each of the power
図4に示すように、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の各々は、導電性の芯線241,251の表面が、絶縁性の被覆材242,252によって被覆されて構成されており、それぞれの端部は芯線241,251が露出した状態とされている。 芯線241,251を構成する導電性材料としては、銅または銅合金などの良好な導電性を有する金属材料を用いることができ、芯線241,251の表面が錫などによってメッキ処理されていてもよい。
また、芯線241,251の直径は、例えば0.84〜0.9mmである。
被覆材242,252を構成する絶縁性材料としては、難燃ポリエチレン、シリコーンなどの樹脂材料を用いることができる。
また、被覆材242,252の肉厚は、例えば0.5〜0.7mmである。
As shown in FIG. 4, each of the one power
The diameters of the
Resin materials such as flame retardant polyethylene and silicone can be used as the insulating material constituting the covering
Moreover, the thickness of the covering
この例の容量性結合遮断部材26は、導電性の芯線261の表面が、絶縁性の被覆材262によって被覆されて構成されている。容量性結合遮断部材26の芯線261および被覆材262としては、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25と同様のものを用いることができる。
また、容量性結合遮断部材26における一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間に介在される長さは、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の長さに対して50%以上の長さであることが好ましい。
The capacitive
Further, the length of the capacitive
一方の給電リード線24、容量性結合遮断部材26および他方の給電リード線25は、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の長手方向に垂直な断面において矢印29で示す方向に一列に並ぶよう配置されていることが好ましい。このような構成によれば、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との間の離間距離が大きいため、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間の漏れ電流の発生を一層確実に防止または抑制することができる。
One
上記の放電ランプ10においては、一方の給電リード線24、他方の給電リード線25および給電端子部材22,23を介して、一対の外部電極20,21の間に、高周波高電圧が印加されることによって、放電容器11内においてエキシマ放電が発生し、このエキシマ放電によって、放電容器11内に封入された希ガスによるエキシマ光が発生し、このエキシマ光は放電容器11の内表面に形成された蛍光体層15に照射されることにより、当該蛍光体層15から所要の波長域の光が放電容器11の外部に放射される。
In the
このような放電ランプ10によれば、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続された容量性結合遮断部材26が介在されているため、当該放電ランプ10に故障などの異常が生じたときに、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間に漏れ電流が生ずることを防止または抑制することができる。
すなわち、容量性結合遮断部材26は、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との間に割って入り、一方の給電リード線24と容量性結合する。
そして、一方の給電リード線24からの漏れ電流は、当該一方の給電リード線24と容量性結合した容量性結合遮断部材26に流れ込み、安定電位に接続される。
この結果、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との容量性結合は防止される。
つまり、単に外部から受けるノイズや、外部への放射などを防止しているわけではなく、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との容量性結合を遮断しているのである。
According to such a
That is, the capacitive
The leakage current from one
As a result, capacitive coupling between one
In other words, it does not simply prevent noise received from the outside, radiation to the outside, and the like, but the capacitive coupling between one
図5は、本発明の放電ランプ点灯装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この放電ランプ点灯装置は、図1に示す構成の放電ランプ10と、この放電ランプ10における一方の給電リード線24および他方の給電リード線25が接続されて、当該放電ランプ10に高周波高電圧を給電する点灯機構30とにより構成され、放電ランプ10における容量性結合遮断部材26の一端が接地されており、当該容量性結合遮断部材26の他端が未接続の状態とされている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration in an example of the discharge lamp lighting device of the present invention. In this discharge lamp lighting device, the
点灯機構30は、直流電源40からの直流を高周波高電圧に変換して放電ランプ10に供給するインバータ回路を有する点灯回路31と、放電ランプ10のランプ電流を検出するランプ電流異常検出回路35と、放電ランプ10の給電を制御する制御回路36とにより構成されている。
The
図6は、点灯回路31の一例における構成を示す説明図である。この点灯回路31は、いわゆるプッシュプルインバータ回路によるものである。
点灯回路31において、昇圧トランス50の2次側巻線53の一端側端子531は、一方の給電リード線24に接続され、2次側巻線53の他端側端子532は、ランプ電流異常検出回路35を介して、他方の給電リード線25に接続される。
また、昇圧トランスの1次側巻線51の一端は、直流電源40のプラス側の出力ノードに接続され、1次側巻線51の他端は、MOSFET等によるスイッチ素子311の一端に接続される。
同様に、昇圧トランスの1次側巻線52の一端は、直流電源40のプラス側の出力ノードに接続され、また、1次側巻線52の他端は、MOSFET等によるスイッチ素子312の一端に接続される。
スイッチ素子311,312の他端は、直流電源40のグランド側の出力ノードに接続される。
ただし、1次側巻線51,52の極性は、スイッチ素子311が導通状態のときと、スイッチ素子312が導通状態のときとでは、昇圧トランス50のコア内の磁束の方向が反対になるように選ばれる
スイッチ素子311、312の各ゲート端子には、制御回路36から、スイッチ素子311、312を高周波で交互に導通状態にするための駆動信号Sc1、Sc2が供給される。なお図5では、これらの駆動信号Sc1、Sc2をまとめて駆動信号Scとしている。
なお、点灯回路31の詳細は、例えば特開2007−149365号の図1が参照される。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of an example of the
In the
One end of the primary winding 51 of the step-up transformer is connected to the positive output node of the
Similarly, one end of the primary winding 52 of the step-up transformer is connected to the positive output node of the
The other ends of the
However, the polarities of the
For details of the
また、図5において、ランプ電流異常検出回路35は、ランプ電流検出回路35aおよびランプ異常検出回路35bを備える。
そして、ランプ点灯動作中であり、かつ、ランプ点灯開始から十分な時間を経過し、かつ、ランプ電流が設定された閾値よりも小さいランプ電流を検出する。
具体的には、ランプ電流検出回路35aは後述する抵抗120を有し、この抵抗120におけるランプ電流を測定する。そして、電流信号Saをランプ異常検出回路35bに送信する。また、ランプ異常検出回路35bは、内部に基準電流値を有し、電流信号Saに対して、設定された閾値との判断を行う。
In FIG. 5, the lamp current
Then, a lamp current that is in the lamp lighting operation, has passed a sufficient time from the start of lamp lighting, and the lamp current is smaller than a set threshold value is detected.
Specifically, the lamp
図7は、ランプ電流異常検出回路35の具体な一例における構成を示す説明図である。このランプ電流異常検出回路35において、ランプ電流検出回路35aは、抵抗120を有しており、その端子電圧を測定することにより、放電ランプ10に流れる電流を検出することができる。
抵抗120は、抵抗以外の回路素子、例えばコンデンサなどのインピーダンス素子でもよい。抵抗120よりの電流信号Saは、ダイオード121により、正極性のみが選択され、概ね電力に相関する量に変換され、コンデンサ122、抵抗123よりなるハイパスフィルタ129によって、出力量検出高周波成分信号Sa1のみが選択通過される。
通過した出力量検出高周波成分信号Sa1は、ダイオード124とコンデンサ125とにより、そのピーク値が、出力量検出水準信号Sa2として保持されて、出力量検出正常限界信号Sdとともに比較器37に入力される。出力量検出水準信号Sa2が出力量検出正常限界信号Sdより小さいときは、比較器37は、ハイレベルの、異常検出信号Sbを出力する。また、保持された出力量検出水準信号Sa2の減衰速度は、抵抗126により定められる。
なお、ランプ電流異常検出回路35については、例えば、特開2001−015287号の図7が参照される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of a specific example of the lamp current
The
The peak value of the output amount detection high-frequency component signal Sa1 that has passed is held as an output amount detection level signal Sa2 by the
For the lamp current
上記の条件が全て満たされた場合に、このランプ電流異常検出回路35が異常を検出して、異常である旨の異常検出信号Sbを発生させ、制御回路36に送信する。
制御回路36は、異常検出信号Sbを受けて直ちに点灯回路31に駆動信号Scを送信し、当該点灯回路31を停止させ、放電ランプ10への給電が停止する。
あるいは、制御回路36へは、外部のコントローラ(図示略)から点灯指令信号が入力され、この指令に従って、点灯回路31の動作を行うこともできる。この場合には、ランプ電流異常検出回路35からの異常検出信号Sbは当該コントローラに送出され、コントローラは異常検出信号Sbを受けたことにより点灯指令信号を取り下げ、結果として、点灯回路31を停止させて放電ランプ10への給電が停止する、という態様もとりうる。
When all of the above conditions are satisfied, the lamp current
Upon receiving the abnormality detection signal Sb, the
Alternatively, a lighting command signal is input to the
図8は、本発明の放電ランプ点灯装置の他の例における構成の概略を示す説明図である。この放電ランプ点灯装置は、容量性結合遮断部材27以外の構成は図5に示す放電ランプ点灯装置と同一であるから説明を省略する。
図8において、容量性結合遮断部材27は、一方の給電リード線24の外周を囲繞し、安定電位のノードに接続された形態となっている。
この例において、容量性結合遮断部材27は、一方の給電リード線24の外周を囲繞しているので、他方の給電リード線25との間に割って入ることになり、一方の給電リード線24と容量性結合する。
一方の給電リード線24からの漏れ電流は、容量性結合した容量性結合遮断部材27に流れ込み、安定電位に接続されるので、この例においても一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間に漏れ電流が生ずることを防止または抑制することができるという同様の効果を奏する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration in another example of the discharge lamp lighting device of the present invention. Since the configuration of the discharge lamp lighting device is the same as that of the discharge lamp lighting device shown in FIG.
In FIG. 8, the capacitive
In this example, since the capacitive
Since the leakage current from one
図5および図8の構成によれば、従来技術のシールドと同様の技術のように見えるかも知れないが、この点について簡単に補足しておく。
本発明に係る放電ランプ10は、2つの電極のうちの少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に、誘電体が介在するため、高圧側外部電極20と低圧側外部電極21との間の容量性結合を介して放電用ガスにエネルギーが供給されるものである。
一方、もし本発明で行う工夫を行わなければ、点灯機構30から放電ランプ10に至る、高圧側外部電極20と低圧側外部電極21とをそれぞれ接続する一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との間にも容量性結合が存在する。
高圧側外部電極20と一方の給電リード線24とは一体であり、低圧側外部電極21と他方の給電リード線25とは一体であるため、高圧側外部電極20と低圧側外部電極21との結合容量Aと、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との結合容量Bとは、電気回路的には並列接続されていることになるため、点灯機構30から出力される電流のうち、放電用ガスに供給される電力に相当する分は、近似的に、結合容量Aを結合容量Aと結合容量Bとの和で除算した量に比例し、残りの分は、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との間で流れる無効電力になってしまうことが判る。
本発明において設けられる容量性結合遮断部材26(27)は、一方の給電リード線24との間に、積極的に容量性結合を形成して、一方の給電リード線24と他方の給電リード線25との間の容量性結合が実質的に存在しないようにし、その結果、前記結合容量Bがゼロになって、ランプ電流検出回路が検出する電流が放電用ガスに供給されるエネルギーに対応する成分のみになるようにするものである。
よって、本発明は、従来技術のシールドのような、外部へのノイズの放出や外部からのノイズの進入を防止したり、他の回路からの擾乱を遮蔽したりするものとは、異なる設計思想に基づくものであり、積極的な容量性結合の導入により、特定の容量性結合をゼロにする、言わば逆転の発想によるものである。
The configurations of FIGS. 5 and 8 may appear to be similar to the prior art shield, but this point will be briefly supplemented.
In the
On the other hand, if the device of the present invention is not used, one
Since the high voltage side
The capacitive coupling blocking member 26 (27) provided in the present invention positively forms capacitive coupling with one of the power supply leads 24, so that one
Therefore, the present invention is different from the design philosophy different from that of the prior art shield that prevents the emission of noise to the outside, the entry of noise from the outside, and the shielding of disturbances from other circuits. This is based on the idea of reversal, that is, the specific capacitive coupling is made zero by introducing positive capacitive coupling.
このような放電ランプ点灯装置によれば、放電ランプ10における一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続された容量性結合遮断部材26(27)が介在されていることにより、放電ランプ10に故障などの異常が生じた場合において、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間に漏れ電流が生ずることが防止または抑制されるため、点灯機構30におけるランプ電流異常検出回路35によって、放電ランプ10のランプ電流が低下したことが確実に検出される。従って、点灯機構30における制御回路36によって、放電ランプ10への給電を確実に停止することができる。
According to such a discharge lamp lighting device, the capacitive coupling connected to the node of the stable potential that extends in parallel between one power
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば図1に示す放電ランプ10において、容量性結合遮断部材26は、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間における連続する領域に介在されているが、一方の給電リード線24および他方の給電リード線25の間における断続した複数の領域に介在されるよう配置されていてもよい。
また、点灯回路30は、図5に示すものに限定されず、種々の回路構成を採用することができる。
また、一方の給電リード線24の被覆材242、容量性結合遮断部材26の被覆材262および他方の給電リード線25の被覆材252の各々は、長手方向に垂直な断面において一列に並んだ状態で一体的に連結されていてもよい。
また、容量性結合遮断部材に被覆材を設けることは必須ではなく、芯線のみによって容量性結合遮断部材が構成されていてもよい。但し、安全上の観点から、被覆材を設けることが好ましい。
また、放電容器の内表面に蛍光体層が設けられていなくてもよい。このような放電ランプにおいては、放電容器内に封入された希ガスによるエキシマ光が、放電容器の外部に放射される。
さらには、本発明の放電ランプは、放電容器の内表面に互いに離間した2つの電極が形成され、その各々の表面上に誘電体層が形成されることにより、実質的に「2つの電極のうち少なくとも一方の電極と放電用ガスとの間に、誘電体が介在された」状態の放電ランプを含むものとする。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
For example, in the
Further, the
In addition, the covering
In addition, it is not essential to provide a covering material on the capacitive coupling blocking member, and the capacitive coupling blocking member may be constituted only by the core wire. However, it is preferable to provide a covering material from the viewpoint of safety.
Further, the phosphor layer may not be provided on the inner surface of the discharge vessel. In such a discharge lamp, excimer light due to a rare gas enclosed in the discharge vessel is emitted to the outside of the discharge vessel.
Furthermore, in the discharge lamp of the present invention, two electrodes that are spaced apart from each other are formed on the inner surface of the discharge vessel, and a dielectric layer is formed on each of the two surfaces. A discharge lamp in a state in which a dielectric is interposed between at least one of the electrodes and the discharge gas is included.
以下、本発明の放電ランプの具体的な実施例について説明する。
〈実施例1〉
図1の構成に従い、下記の仕様の放電ランプを作製した。
放電容器(11)は、ガラス材よりなり、その全長が300mm、外径が10mm、内径が9mmである。この放電容器(11)内には、希ガスが封入されている。
高圧側外部電極(20)および低圧側外部電極(21)は、それぞれアルミニウムを含有する導電性ペーストを、放電容器11の外表面にスクリーン印刷により塗布した後、得られた塗布膜を焼成することによって形成され、長さが10mm、幅が4.5mmである。
一方の給電リード線(24)および他方の給電リード線(25)の各々は、錫メッキが施された銅よりなる芯線(241,251)の表面が難燃ポリエチレンよりなる被覆材(242,252)によって被覆されてなり、全長が500mm、芯線(241,251)の直径が0.9mm、被覆材(242,252)の肉厚が0.63mmである。
容量性結合遮断部材(26)は、錫メッキが施された銅よりなる芯線の表面が難燃ポリエチレンよりなる被覆材によって被覆されてなり、全長が500mm、芯線の直径が0.64mm、被覆材の肉厚が0.63mmであり、一方の給電リード線(24)および他方の給電リード線(25)の間に介在される長さが500mmである。
また、一方の給電リード線(24)、容量性結合遮断部材(26)および他方の給電リード線(25)は、それぞれの長手方向垂直な断面において一列に並ぶよう配置されており、一方の給電リード線(24)の芯線(241)と他方の給電リード線(25)の芯線(251)との離間距離は4.32mmである。
Hereinafter, specific examples of the discharge lamp of the present invention will be described.
<Example 1>
A discharge lamp having the following specifications was produced according to the configuration of FIG.
The discharge vessel (11) is made of a glass material, and has an overall length of 300 mm, an outer diameter of 10 mm, and an inner diameter of 9 mm. A rare gas is sealed in the discharge vessel (11).
The high-voltage side external electrode (20) and the low-voltage side external electrode (21) are obtained by applying a conductive paste containing aluminum to the outer surface of the
Each of the one power supply lead wire (24) and the other power supply lead wire (25) has a coating material (242, 252) whose surface of the core wire (241, 251) made of tin-plated copper is made of flame-retardant polyethylene. ), The overall length is 500 mm, the diameter of the core wires (241, 251) is 0.9 mm, and the thickness of the covering material (242, 252) is 0.63 mm.
The capacitive coupling blocking member (26) is formed by coating the surface of a core wire made of tin-plated copper with a coating material made of flame-retardant polyethylene, having a total length of 500 mm and a core wire diameter of 0.64 mm. Has a thickness of 0.63 mm, and the length interposed between the one power supply lead wire (24) and the other power supply lead wire (25) is 500 mm.
Further, the one power supply lead wire (24), the capacitive coupling blocking member (26), and the other power supply lead wire (25) are arranged in a line in each longitudinally perpendicular section, and one power supply lead wire (24) is arranged. The separation distance between the core wire (241) of the lead wire (24) and the core wire (251) of the other feeding lead wire (25) is 4.32 mm.
上記の放電ランプにおける容量性結合遮断部材の一端を接地し、当該放電ランプに対して、一方の給電リード線を高圧側、他方の給電リード線を低圧側として、70kHzで3000Vp-p の高周波高電圧を給電し、一方の給電リード線、他方の給電リード線および容量性結合遮断部材に流れる電流を測定した。
次いで、放電ランプにおける高圧側の一方の給電リード線を断線させ、当該放電ランプに対して、上記と同様の条件で高周波高電圧を給電し、一方の給電リード線、他方の給電リード線および容量性結合遮断部材に流れる電流を測定した。
One end grounded capacitive coupling blocking member in the discharge lamp, with respect to the discharge lamp, one high pressure side feed lead wire, as the low pressure side the other feed leads, 3000 V pp of the high-frequency high voltage at 70kHz , And the current flowing through one power supply lead, the other power supply lead, and the capacitive coupling blocking member was measured.
Next, one of the high-voltage power supply lead wires in the discharge lamp is disconnected, and a high-frequency high voltage is supplied to the discharge lamp under the same conditions as described above. One power supply lead wire, the other power supply lead wire, and the capacitance The current flowing through the sexually coupled blocking member was measured.
〈比較例1〉
容量性結合遮断部材を設けなかったこと以外は実施例1と同様の仕様の放電ランプを作製した。
上記の放電ランプに対して、一方の給電リード線を高圧側、他方の給電リード線を低圧側として、70kHzで3000Vp-p の高周波高電圧を給電し、一方の給電リード線および他方の給電リード線に流れる電流を測定した。
次いで、放電ランプにおける高圧側の一方の給電リード線を断線させ、当該放電ランプに対して、上記と同様の条件で高周波高電圧を給電し、一方の給電リード線および他方の給電リード線に流れる電流を測定した。
<Comparative example 1>
A discharge lamp having the same specifications as in Example 1 was produced except that the capacitive coupling blocking member was not provided.
The above discharge lamp is fed with a high frequency high voltage of 3000 V pp at 70 kHz with one power supply lead as the high voltage side and the other power supply lead as the low voltage side, and one power supply lead and the other power supply lead The current flowing through was measured.
Next, one power supply lead wire on the high-pressure side of the discharge lamp is disconnected, a high frequency high voltage is supplied to the discharge lamp under the same conditions as described above, and flows to one power supply lead wire and the other power supply lead wire. The current was measured.
図9は、実施例1および比較例1に係る放電ランプを使用した試験において、放電ランプの電気的接続状態を示す模式図である。この図9において、(a)は、実施例1に係る放電ランプの正常点灯時における電気的接続状態を示す模式図、(b)は、実施例1に係る放電ランプの高圧側の一方の給電リード線24の断線時における電気的接続状態を示す模式図、(c)は、比較例1に係る放電ランプの正常点灯時における電気的接続状態を示す模式図、(d)は比較例1に係る放電ランプの高圧側の一方の給電リード線24の断線時における電気的接続状態を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an electrical connection state of the discharge lamp in a test using the discharge lamp according to Example 1 and Comparative Example 1. 9A is a schematic diagram showing an electrical connection state when the discharge lamp according to the first embodiment is normally lit, and FIG. 9B is one power supply on the high-pressure side of the discharge lamp according to the first embodiment. FIG. 4C is a schematic diagram showing an electrical connection state when the
実施例1に係る放電ランプにおいて、正常点灯時(図9(a)に示す電気的接続状態)のランプ電流測定値は、高圧側の一方の給電リード線で100mA、低圧側の他方の給電リード線で80mA、容量性結合部材で20mAであった。
これに対し、比較例1に係る放電ランプにおいて、正常点灯時(図9(c)に示す電気的接続状態)のランプ電流測定値は、高圧側の一方の給電リード線で80mA、低圧側の他方の給電リード線で80mAであった。すなわち、正常点灯時においては、容量性結合部材の有無にかかわらず、低圧側の他方の給電リード線に流れる電流値は同じである。
一方、実施例1に係る放電ランプにおいて、高圧側の一方の給電リード線の断線時(図9(b)に示す電気的接続状態)のランプ電流測定値は、高圧側の一方の給電リード線で30mA、低圧側の他方の給電リード線で10mA、容量性結合部材で10mAであった。
これに対し、比較例1に係る放電ランプにおいて、高圧側の一方の給電リード線の断線時(図9(d)に示す電気的接続状態)のランプ電流測定値は、高圧側の一方の給電リード線で30mA、低圧側の他方の給電リード線で30mAであった。
以上の結果について表1にまとめた。
In the discharge lamp according to Example 1, when the lamp is normally lit (the electrical connection state shown in FIG. 9A), the measured lamp current is 100 mA for one high-voltage power supply lead and the other low-voltage power supply lead. 80 mA for the wire and 20 mA for the capacitive coupling member.
On the other hand, in the discharge lamp according to Comparative Example 1, the lamp current measurement value during normal lighting (electrical connection state shown in FIG. 9C) is 80 mA for one of the high-voltage power supply leads, The other power supply lead wire was 80 mA. That is, during normal lighting, the value of the current flowing through the other power supply lead on the low voltage side is the same regardless of the presence or absence of the capacitive coupling member.
On the other hand, in the discharge lamp according to Example 1, the lamp current measurement value when one of the high-voltage-side power supply lead wires is disconnected (the electrical connection state shown in FIG. 9B) is the one of the high-voltage-side power supply lead wires. 30 mA, 10 mA for the other power supply lead on the low voltage side, and 10 mA for the capacitive coupling member.
On the other hand, in the discharge lamp according to Comparative Example 1, the lamp current measurement value when one power supply lead wire on the high voltage side is disconnected (electrical connection state shown in FIG. 9D) The lead wire was 30 mA, and the other power supply lead wire on the low-voltage side was 30 mA.
The above results are summarized in Table 1.
表1および図9に示す結果から、実施例1に係る放電ランプにおいては、高圧側の一方の給電リード線が断線した状態における低圧側の他方の給電リード線の電流値が10mAであるのに対し、比較例1に係る放電ランプにおいては、高圧側の一方の給電リード線が断線した状態における低圧側の他方の給電リード線の電流値が30mAであった。従って、実施例1のように低い電流値を検出することにより放電ランプの異常を確実に発見することができる。 From the results shown in Table 1 and FIG. 9, in the discharge lamp according to Example 1, the current value of the other power supply lead wire on the low voltage side in the state where one power supply lead wire on the high pressure side is disconnected is 10 mA. On the other hand, in the discharge lamp according to Comparative Example 1, the current value of the other power supply lead wire on the low voltage side in the state where one power supply lead wire on the high pressure side was disconnected was 30 mA. Therefore, the abnormality of the discharge lamp can be detected with certainty by detecting a low current value as in the first embodiment.
そして、実施例1に係る放電ランプによれば、正常点灯時における低圧側の他方の給電リード線の電流値と、高圧側の一方の給電リード線が断線した状態における低圧側の他方の給電リード線の電流値が10mAとの差が大きいため、放電ランプのランプ電流を検出するランプ電流異常検出回路と、放電ランプの給電を制御する制御回路とを有する点灯機構によって点灯した場合において、放電ランプに故障などの異常が生じたときには、ランプ電流異常検出回路によってランプ電流の低下を確実に検出し、制御回路によって給電を停止することが可能であることが理解される。 Then, according to the discharge lamp according to the first embodiment, the current value of the other power supply lead wire on the low voltage side during normal lighting and the other power supply lead on the low voltage side in the state where the one power supply lead wire on the high voltage side is disconnected. Since the difference between the current value of the line and 10 mA is large, when the lamp is turned on by a lighting mechanism having a lamp current abnormality detection circuit for detecting the lamp current of the discharge lamp and a control circuit for controlling the power supply of the discharge lamp, the discharge lamp When an abnormality such as a failure occurs, it is understood that a lamp current drop can be reliably detected by the lamp current abnormality detection circuit, and power supply can be stopped by the control circuit.
表1および図9では、実施例1に係る放電ランプにおいて、高圧側の一方の給電リード線の断線時には、当該一方の給電リード線の電流が30mAであるのに対し、容量性結合遮断部材の電流が20mAであり、両者は一致していない。
その理由は、高圧側の一方の給電リード線には、容量性結合遮断部材以外の箇所に対しても 浮遊容量によって容量性結合が生じており、それを介して電流が漏れているからであると考えられる。
ところで、前記測定実験においては、一方の給電リード線24、他方の給電リード線25、容量性結合遮断部材26は、コネクタを介して点灯機構30を構成するプリント基板上の回路と接続されており、表1に記載の一方の給電リード線、他方の給電リード線、容量性結合遮断部材それぞれに流れる電流値は、前記コネクタ部において、電流プローブを用いて測定した。
In Table 1 and FIG. 9, in the discharge lamp according to Example 1, when one of the power supply leads on the high pressure side is disconnected, the current of the one power supply lead is 30 mA, whereas the capacitive coupling blocking member The current is 20 mA and they do not match.
The reason for this is that one of the lead wires on the high-voltage side has capacitive coupling due to stray capacitance even at locations other than the capacitive coupling blocking member, and current leaks through it. it is conceivable that.
By the way, in the measurement experiment, one power
10 放電ランプ
11 放電容器
15 蛍光体層
20 高圧側外部電極
21 低圧側外部電極
22 給電端子部材
22a 一端部
23 給電端子部材
23a 一端部
24 一方の給電リード線
241 芯線
242 被覆材
25 他方の給電リード線
251 芯線
252 被覆材
26 容量性結合遮断部材
261 芯線
262 被覆材
27 容量性結合遮断部材
30 点灯機構
31 点灯回路
311 スイッチ素子
312 スイッチ素子
35 ランプ電流異常検出回路
35a ランプ電流検出回路
35b ランプ異常検出回路
36 制御回路
37 比較器
40 直流電源
50 昇圧トランス
51 一次側巻線
52 一次側巻線
53 二次側巻線
531 一端側端子
532 他端側端子
Sa 電流信号
Sa1 出力量検出高周波成分信号
Sa2 出力量検出水準信号
Sb 異常検出信号
Sc 駆動信号
Sc1 駆動信号
Sc2 駆動信号
Sd 出力量検出正常限界信号
70 放電ランプ
71 放電容器
80 高圧側外部電極
81 低圧側外部電極
82 給電端子部材
83 給電端子部材
84 一方の給電リード線
85 他方の給電リード線
90 点灯機構
120 抵抗
121 ダイオード
122 コンデンサ
123 抵抗
124 ダイオード
125 コンデンサ
126 抵抗
129 バイパスフィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記放電ランプは、前記2つの電極の各々に電気的に接続され互いに並ぶように配置された一方の給電リード線および他方の給電リード線を有し、
当該一方の給電リード線および当該他方の給電リード線の間の少なくとも一部の領域には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードに接続される容量性結合遮断部材が介在されていることを特徴とする放電ランプ。 A dielectric having a discharge space filled with a discharge gas for generating excimer molecules, and between the discharge gas and at least one of the two electrodes for inducing discharge in the discharge gas In a discharge lamp configured to intervene,
The discharge lamp has one power supply lead wire and the other power supply lead wire that are electrically connected to each of the two electrodes and arranged to be aligned with each other,
At least a part of the region between the one power supply lead wire and the other power supply lead wire includes a capacitive coupling blocking member extending alongside them and connected to a stable potential node. Discharge lamp characterized.
この放電ランプに高周波高電圧を給電する点灯機構を具えてなる放電ランプ点灯装置において、
前記放電ランプに対し前記点灯機構より給電する、前記2つの電極の各々に電気的に接続され互いに並ぶように配置された一方の給電リード線および他方の給電リード線を有し、
当該一方の給電リード線および当該他方の給電リード線の間の少なくとも一部の領域には、それらに並んで伸びる、安定電位のノードと接続される容量性結合遮断部材が介在されており、
前記点灯機構は、前記放電ランプのランプ電流異常検出回路と、当該放電ランプの給電を制御する制御回路とを有してなり、
前記ランプ電流異常検出回路によって前記放電ランプのランプ電流の低下を検出することを特徴とする放電ランプ点灯装置。 A dielectric having a discharge space filled with a discharge gas for generating excimer molecules, and between the discharge gas and at least one of the two electrodes for inducing discharge in the discharge gas In a discharge lamp lighting device comprising a discharge lamp configured to intervene, and a lighting mechanism for feeding a high frequency high voltage to the discharge lamp,
Power is supplied from the lighting mechanism to the discharge lamp, and has one power supply lead wire and the other power supply lead wire that are electrically connected to each of the two electrodes and arranged to be aligned with each other,
In at least a part of the region between the one power supply lead wire and the other power supply lead wire, a capacitive coupling blocking member extending alongside them and connected to a stable potential node is interposed,
The lighting mechanism includes a lamp current abnormality detection circuit of the discharge lamp, and a control circuit that controls power supply of the discharge lamp,
A discharge lamp lighting device, wherein a decrease in lamp current of the discharge lamp is detected by the lamp current abnormality detection circuit.
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