微波激励放电灯的点亮方法

专利名称：微波激励放电灯的点亮方法
技术领域：
本发明涉及一种微波激励放电灯的点亮方法，尤其涉及使用没有脉 动的直流电流而以大输出发出紫外光的无电极放电灯的点亮方法。
背景技术：
将来自磁控管的微波电力施加给放电灯而使其点亮的无电极放电灯 在放电灯内部不需要电极。因此，不会引发电极的恶化、封入气体的污 染、石英玻璃等灯容器的污染，寿命比较长。由于能够使放电灯的内径 变细，所以与有电极放电灯相比，聚光性比较好。为了对无电极放电灯 施加微波电力，在合适的空洞(微波)谐振器中收容无电极放电灯，使 由磁控管产生的微波电力经由合适的波导(波导管和同轴线路)，由设置 于空洞谐振器的天线耦合后施加。
为了驱动磁控管，需要几千伏的电压和几百毫安的电流。通常，广 泛采用将整流商用频率的电力得到的脉动电流状态的电力施加给磁控管 的方法。该方法的特征是可以低价地制作电源装置，电源装置简单，所以
故障比较少。并且，可以根据所要求的照度，在全功率的35% .100%之 间改变磁控管驱动电力。
由磁控管的微波激励的无电极放电灯，可以得到聚光性良好的高输 出的紫外光，所以被应用于FPD行业的薄膜加工、光纤线的拉丝加工、 UV涂敷等领域。在这些工序中使用的涂敷物一般被称为感光性树脂(光 聚合物)。在照射一定量以上的紫外线时，将会固化、干燥或硬化。并且， 可以提高离模性和粘接性等。为了保护环境(限制C02、 VOC排放等)， 要求能量使用量和溶剂使用量少的工序，使用感光性树脂的工序基本上 不使用溶剂，利用取代热能的紫外线进行处理，所以与热处理相比，能 量使用量和溶剂使用量非常少。
3近年来，对生产线的高速化要求比较强烈。并且，对制造稳定的产
品的稳定性要求也比较强烈。光纤的拉丝生产线的速度为1000m/分。薄 膜加工为100m 200m/分。在这种高速处理中，在使用脉动电流电源时， 生产线的高速化将部分地改变紫外线的照射量，不能形成均匀的产品。 根据频率(50Hz或60Hz)会出现放电灯的闪烁(约每10ms 8ms)，产 生紫外光的未照射期间，形成光在产品上的照射不均，不能获得稳定的 产品。并且，由于反复以50Hz或60Hz的2倍频率闪烁，放电灯的寿命 将縮短。
因此，采用利用直流电源驱动磁控管的方法。如果釆用脉冲模式开 闭电源，将脉动较小的直流电力用于磁控管驱动，则微波电力的强度稳 定，当将其施加给放电灯时，可以获得发光输出一定的优质光。在使用 脉动电流的以往的电源装置中，使平均电力与直流驱动时相同地运转的 情况下，在脉动电流方式时，磁控管停止的期间比较长，因此相应地磁 控管的峰值输出增大。结果，磁控管的最大峰值电力增大，磁控管的寿 命縮短。由于针对放电灯的微波输入也成为脉动电流状态，所以最大峰 值输入增大，放电灯的寿命也縮短。如果利用没有脉动的直流Kl源装置 驱动，则磁控管和放电灯的寿命延长。
这样，虽然磁控管的直流驱动具有优点，但也存在容易产生异常振 荡的缺点。如果使用没有脉动的直流电源装置，则在磁控管驱动电力稳 定、放电灯也处于稳定状态时，有时会突然产生异常状态。磁控管的振 荡频率和输出根据反射波的振幅和相位而变化。将这种情况根据每个磁
控管表示为雷基图(rieke diagmm)。在磁控管突然产生异常动作时，在 直流电源下动作，所以阳极电压不会成为零，不会恢复为正常的稳定的 动作。这种状态对于磁控管和放电灯而言是不希望出现的状态。对于在 生产线中使用的紫外线放电灯而言，在发现异常状态后，需要尽快恢复 为稳定状态，并极力抑制作业的中断，要求在放电灯破损之前恢复为稳 定的发光状态。作为磁控管的异常振荡的对策，有使磁控管的高压驱动 周期性地停止的方法、和检测异常并使磁控管一时停止的方法。
并且，在刚刚开始点亮后的微波激励无电极放电灯内的发光介质的气化不充分时，磁控管由于反射波而自加热并破损。为了防止这种情况， 对刚刚开始点亮后的起动期间，赋予比发光介质吸收微波而充分气化的 时间长的时间。即，使用由没有脉动的直流电源装置驱动的磁控管，在 刚刚开始点亮后的起动期间，根据发光介质的气化，进行增加针对磁控 管的电力的起动，以便形成比发光介质吸收微波而充分气化的时间长的 起动时间。这作为无电极放电灯系统的软起动已被公知。以下，列举几 个与磁控管的异常振荡对策相关的现有技术的示例。
专利文献1公开的"高频加热装置"可以防止磁控管及其他构成部件
因为不稳定振荡和跳模(moding)而破损，而且提高不稳定振荡的检测 可靠性。在磁控管跳模时，利用电流检测电路检测该情况，并通过控制 电路切断逆变电路的接通信号。并且，在开始加热时，使基于来自电流 检测电路的输入的控制停止一定时间，或者停止磁控管电流检测功能直 到电流反馈单元的电平值达到某个一定值。
专利文献2公开的"磁控管的异常检测方法"是检测高频加热装置的 磁控管的异常振荡的方法，该高频加热装置使用了由逆变电源施力的磁 控管。由输A电流检测单元检测对变频电源的输入电流。由异常振荡检 测单元检测磁控管的异常动作即跳模的产生。通过比较对变频电源的输 入电流和异常振荡检测单元的基准值，可以检测磁控管的异常振荡。
专利文献3公开的"无电极灯系统"可以防止磁控管因为反射波而自 加热开敬损。利用由磁控管产生的微波的电磁场，激励被封入无电极灯 内部的发光介质而使其发光。利用软起动单元缓慢增加用于驱动磁控管 的电力。软起动单元用于防止磁控管因为反射波而自加热并破损，在无 电极灯开始发光时使用。
专利文献4公开的"高频加热装置"把电池等直流电源作为输入电源， 防止在从起动向恒定状态过渡时稳定在跳模振荡的状态下，用于延长磁 控管的寿命。由跳模振荡检测部检测到磁控管正在跳模振荡。根据该信 息，使逆变电路停止或对其进行再次起动。利用跳模振荡检测部可以防 止磁控管继续进行跳模振荡。可以实现在不会损坏磁控管的寿命的基础 上，把电池等直流电源作为电力源的高频加热装置。专利文献5公开的"磁控管驱动电源装置"不设置异常检测电路，利
用简单的电路结构即可使磁控管稳定动作。由高压产生单元产生用于驱 动磁控管的高压。仅在磁控管可能切断的极短期间，由停止信号产生单 元在每个预定周期产生使高压产生单元的动作停止的停止信号。高压产 生单元根据来自停止信号产生单元的停止信号，停止产生高压。
专利文献1日本特开平05—251174号公报
专利文献2日本特开平07 — 014672号公报
专利文献3日本特开2003—068490号公报
专利文献4日本特开2003 — 100440号公报
专利文献5日本特开2004—200051号公报 但是，在上述以往的磁控管的直流驱动方法中存在以下问题。磁控 管的异常现象容易在无电极放电灯刚刚开始点亮后的1分钟以内产生， 导致放电灯或磁控管破损。用于使无电极放电灯点亮的磁控管连接着谐 振器，所以其动作特性与微波加热用的磁控管不同，不能直接适用微波 加热用的磁控管的异常振荡防止方法。在刚刚开始点亮后和减光及增光 的途中，磁控管驱动电流和施加电压变化，来自放电灯的微波反射也变 化，所以不容易检测异常振荡。

发明内容
本发明的目的是解决上述以往的问题，使采用直流驱动磁控管的无 电极放电灯刚刚开始点亮后的异常状态不会持续。
为了解决上述问题，本发明提供一种无电极放电灯点亮方法，把交 流电力转换为高压直流电力，向磁控管提供高压直流电力，从磁控管产 生微波，利用微波激励谐振器中的无电极放电灯，在开始供给高压直流电 力到无电极放电灯的放电稳定的起动期间，缓慢增加高压直流电力的供给， 同时反复停止高压直流电力的供给，在无电极放电灯的放电稳定后的稳定状 态期间，在检测到髙压直流电力的异常电压时， 一时停止向磁控管供给高压 直流电力。
在稳定状态期间内，当磁控管的电极电压比规定值上升1%以上时，
6检测为异常。在起动期间，先缓慢增加高压直流电力后保持平坦的状态， 然后再缓慢增加高压直流电力。高压直流电力的供给停止时间比高压直流
电力的接通时间短。高压直流电力的供给停止时间在0.1ms 20mS的范围 内。在起动期间，按照一定周期或不规则的间隔，反复停止高压直流电 力的供给。在减光时，缓慢减小高压直流电力，同时反复停止高压直流 电力的供给。在从减光起恢复时，缓慢增加高压直流电力，同时反复停 止高压直流电力的供给。
通过按照上面所述控制磁控管的驱动电源，可以实现异常状态不会 持续的稳定连续的点亮状态。与以往的点亮方法相比，接通/断开动作基 本仅在起动期间执行，放电灯的寿命约为2倍。


图1是用于确认本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的灯开孔 实验的时序图。
图2是本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的效果确认实验的 时序图。
图3是在本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法中使用的磁控管 的动作模式的说明图。
图4是执行本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的点亮装置的 功能方框图。
图5是说明本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的时序图。 图6是说明本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的起动期间的 控制方法的时序图。
符号说明
l商用电力；2整流器；3电容器；4开关电路；5变压器；6整流器； 7电容器；8变压器；9磁控管；IO加热器控制电路；11电流检测电路； 12比较器；13手动旋钮；14定时器；15脉宽调制电路(PWM); 16驱 动器；17编程器；18可变电压产生电路；19开关；20定时器；21电压检测器；22异常计测器；23波导管；24无电极放电灯。
具体实施例方式
以下，参照图1 图6具体说明用于实施本发明的最佳方式。
实施例
本发明的实施例提供一种无电极放电灯点亮方法，在起动期间，缓 慢增加高压直流电力的供给，同时反复一时停止高压直流电力的供给， 在稳定放电期间，在检测到高压直流电力的异常电压时， 一时停止向磁 控管供给高压直流电力。
图1是用于确认本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的灯幵孔
实验的时序图。图2是无电极放电灯点亮方法的效果确认实验的时序图。 图3是磁控管的动作模式的说明图。
图4是执行本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的点亮装置的 功能方框图。在图4中，商用电力l是50Hz或60Hz的交流电力。整流 器2是将交流变为脉动电流的单元。电容器3是将脉动电流变为低脉动 的直流的平滑单元。开关电路4是将直流电流转换为脉冲电流的电路。 变压器5是使脉冲电流升压成为高压交流电流的单元。整流器6是将高 压交流电流变为高压脉动电流的单元。电容器7是将高压脉动电流变为 低脉动的高压直流电流的平滑单元。
变压器8是改变磁控管的加热器电流的电压，同时将加热器和加热 器控制电路绝缘的单元。磁控管9是使微波振荡的电子管。加热器控制 电路10是控制磁控管的加热器电流的单元。电流检测电路11是检测磁 控管的阳极电流的电路。比较器12是比较磁控管的阳极电流和设定值的单 元。手动旋钮13是用于手动设定磁控管驱动电压的操作旋钮。定时器14 是生成使电流设定信号接通/断开的定时，并控制电流设定信号接通/断开 的单元。
脉宽控制电路(PWM) 15是根据比较器的输出，控制脉宽而使其成 为规定的接通和断开的幅度的电路。驱动器16是驱动开关电路的元件。 编程器17是设定驱动电压的单元。可变电压产生电路18是根据编程器或手动旋钮来产生电压的电路。开关19是使设定电压按照定时器接通断 开的单元。定时器20是确定使磁控管断开的定时的单元。电压检测器21 是检测磁控管的阴极电压的单元。异常计测器22是根据磁控管的阴极电 压来检测异常的单元。波导管23是将磁控管的输出微波传递给谐振器的 单元。无电极放电灯24是借助微波而点亮的放电灯。
图5是说明无电极放电灯点亮方法的时序图。图6是说明无电极放 电灯点亮方法的起动期间的控制方法的时序图。
说明如上所述构成的本发明的实施例的无电极放电灯点亮方法的原 理和动作步骤。首先，说明使无电极放电灯稳定点亮的方法的原理。在 组合了磁控管、波导、谐振器、天线和放电灯的灯具中，对振荡频率的 变化的相应动作变复杂。在磁控管的振荡频率变化时，朝向无电极放电 灯的波导及天线和谐振器改变微波的振幅和相位。即，在振荡频率变化 时，反射波的振幅和相位变化，在其影响下，磁控管的振荡频率变化。 结果，反射波进一步增强，振荡频率进一步变化，导致转入反射很大的 状态。例如，由于灰尘、尘埃、结霜和水滴等外部原因，放电灯内的放 电状态紊乱，放电灯有时会成为异常状态。在磁控管驱动电力稳定时， 由于来自放电灯的强烈反射波而引发的磁控管的异常状态将始终保持下 去。
如果空洞谐振器及天线与放电灯的耦合合适，则来自磁控管的微波 电力全部被放电灯吸收。但是，在磁控管的输出达到6kW (单侧3kWx2) 以上的大输出放电灯中，在开始放电的前后，电气动作大幅变化，所以 天线与放电灯之间的微波的耦合不恒定。在放电灯开始放电之前，反射 波强烈，对磁控管的影响比较强，但在开始放电之后放电稳定，在微波 的吸收增强时，反射波变弱，磁控管的动作稳定。在开始放电之前，微 波的吸收减少，未被吸收的微波成为反射波并返回到磁控管中。在开始 放电之后，放电气体成为电气传导体，所以吸收微波，返回磁控管的反 射波减少。
在通过软起动使电流开始缓慢流向磁控管时，微波电力逐渐变大， 反射波也变大。根据该反射波的振幅和相位，磁控管的振荡状态转入大
9大偏离额定状态的状态并稳定下来。在起动时，磁控管的电流和电压大 幅变化，所以容易接近异常的稳定点。在偏离这种额定动作的频率的振 荡状态下，谐振器与天线中的微波的分布紊乱，有时产生严重异常的驻 波。在这种情况下，微波电力集中于放电灯的局部，使得放电灯的局部 异常加热，有时导致放电灯破损。
为了避免由于开始点亮时的磁控管异常振荡造成的灯破损，进行以 下控制。使直流驱动的磁控管软起动，在向放电灯照射微波时，为了不 在反射波强烈的状态下持续异常动作状态，所以反复进行使直流电源的 输出短时间断开并重设异常动作状态的处理。然后，在提供稳定的直流 电力的同时，进行控制而使磁控管的阳极动作电流一定。在检测到放电 灯的动作电压上升时，使直流电源的输出短时间断开并恢复为稳定状态。 另外，在从磁控管驱动电力开始增加或减少起的约30秒内，反复使磁控 管一时停止，防止磁控管和放电灯的异常状态的持续。
在稳定状态期间，在磁控管的电极电压比规定值上升1%以上时， 检测为异常。在起动期间，先缓慢增加髙压直流电力后保持平坦的状态， 然后再缓慢增加高压直流电力。高压直流电力的供给停止时间比高压直
流电力的接通时间短。高压直流电力的供给停止时间在0.1ms 20ms的 范围内。在起动期间，按照一定周期或不规则的间隔，反复停止高压直 流电力的供给。在减光时，缓慢减小高压直流电力，同时反复停止高压 直流电力的供给。在从减光起恢复时，缓慢增加高压直流电力，同时反 复停止高压直流电力的供给。该方法是依据于确认磁控管的异常振荡的 原因和对策方法的效果的实验结果。
下面，参照图1说明强制使微波激励放电灯点亮装置产生异常动作 的实验。所说异常动作是指在灯的特定位置开孔。这种现象的准确原因 尚不明确。在灯稳定点亮过程中，将金属丝放入灯附近，从而可以使实 验再现始终开出相同的孔的现象。在实验中，磁控管驱动电流、磁控管 电压、灯的光输出，按照图1所示变化。在时间轴上记述T1 T5的标记。
在Tl，在起动电源并开始放电时，光输出上升。T1 T2为软起动 期间。使磁控管驱动电流一时保持为比额定电流低的值，然后增加到额
10定电流。此时，磁控管电压上升，光输出也增加。在T2的时间点，放电变稳定。在T2 T3，持续稳定点亮。在T3，将金属丝放入灯附近。在T3 T4，放电状态紊乱，光输出减少。此时，使磁控管驱动电流保持预定电流，电压约上升200V而少许变动。
在T4，在灯上开孔，放电停止，光输出成为O。然后，电压返回稳定状态。从放入金属丝后到灯上开孔之前的时间，根据金属丝的放入方法而变长或变短。在T5，在放电停止后，磁控管驱动电流和磁控管电压返回稳定状态的值，但由于光输出为O，所以保护电路动作，磁控管强制停止。
下面，参照图2说明使磁控管的驱动停止一次的实验结果。在Tl之前，稳定点亮。在T1放入金属丝后，放电变得不稳定，电压上升。约经过1秒后，操作脉冲调制电路，使磁控管短时间停止。然后，磁控管电压和光输出恢复原状，持续稳定点亮。
根据该结果可以得到以下结论。在将金属丝放入灯附近后，金属丝通过灯附近时被冷却风吹起而到达远离了灯的地方。如果被吹起后的金属丝的位置从开始就在该位置，则是不会使放电紊乱的位置。放电紊乱是因为金属丝通过灯附近时大大扰乱了微波的分布而引起的。以此为契机，放电状态紊乱。该状态将持续到金属丝消失。在重设为使磁控管短时间停止时，持续状态下的紊乱的放电恢复稳定状态。
下面，参照图3说明磁控管的耦合模式。磁控管内部由阴极和阳极及磁铁构成。在阳极上形成空洞谐振器。在阴极和阳极之间施加用于使电子加速的高电压(4 5kV)。从阴极释放的电子在移向阳极期间因为磁场而轨迹弯曲。由此产生电磁波(微波)。通过装配在阳极上的谐振器以单一频率高效振荡。在阳极形成有多个(IO个左右)谐振器，能够实现使这些谐振器彼此的相位不同的高次模式振荡。但是，该高次模式的振荡需要比基本模式高约1000V的电压，所以通常不会产生高次模式的振荡。利用图3 (a)的电流及电压的曲线图表示该情况。在磁控管的灯丝劣化、或者加热电力不足而导致不能充分流过阴极电流时，有时会转入电流较小电压较高的高次模式。这种现象被认知为跳模。关于异常状态持续的原因推测如下。在无电极放电灯中，通过波导管等将微波取出到磁控管的外部，向作为负荷的谐振器提供微波电力。该负荷的谐振器与磁控管的谐振器耦合，有可能以与磁控管的基本模式不同的模式(此处称为耦合模式)振荡。这与多个谐振器强烈耦合时，具有与各自的谐振频率不同的谐振点的现象相同。
如图3 (b)所示，耦合模式是需要比通常高的高电压的模式，通常不易发生这种模式下的振荡。但是，根据负荷的谐振器的谐振状态，基本模式的频率的反射波增强而变得不稳定，转入需要高电压的耦合模式，并持续该状态。在收容了放电灯的谐振器成为负荷的情况下，认为存在该耦合模式。在放入了金属丝等的情况下，受到其扰乱而使得基本模式的频率的反射波增强。在该条件下，耦合模式变得比基本模式稳定，所以从基本模式转入耦合模式，并持续该状态。将状态转移的情况简单表示为图3 (C)所示的状态。
下面，参照图4说明无电极放电灯点亮装置的动作。将通过整流器2对商用电力1进行整流、通过电容器3变平滑而得到的直流电力，由采用半导体开关元件的开关电路4转换为20kHz左右的交流。该交流通过变压器5升压后通过整流器6整流、通过电容器7变平滑，得到高电压电流。把该直流电力施加给磁控管9。变压器8提供加热器加热用电力，通过加热器控制电路10控制加热电力。另外，在本实施例中，把整流器2 电容器7称为高压直流电源。由磁控管9产生的微波提供给波导管23，使空洞谐振器中的放电灯24点亮。
根据为了把磁控管9的阳极电流保持为预定的值而设置的编程器17的指令输出，改变可变电压产生电路18的输出电压。并且，由电流检测电路11检测的电流值被转换为电压值，并提供给比较器12。比较器12比较通过开关19由可变电压产生电路18提供的电压值、和以从电流检测电路ll得到的电流为基础的电压值。根据该比较结果，通过脉宽调制电路(PWM) 15、驱动器16，控制开关电路4。结果，控制提供给磁控管的电压。
定时器14生成使电流设定信号接通/断开的定时，控制电流设定信
12号接通/断开。定时器14可以通过定时器IC组合单触发定时器电路和自激励发送电路来生成预定的控制信号，也可以通过可编程控制器(PLC)等生成。
在无电极放电灯开始放电时，根据来自编程器17的指令，在预定的时间(期间)，控制可变电压产生电路18的输出电压，使施加给磁控管的电力缓慢增加。即，该输出电压通过比较器12、 PWM15、驱动器16提供给开关电路4。缓慢改变它们的开关速度(频率)，以使其控制元件(晶体管)的接通时间变长。结果，提供给磁控管的电力(电压、电流)
在预定时间后，磁控管的阳极电流上升，在达到与对编程器17设定的值等效的值时，根据比较器12的输出控制PWM15，使PWM15的输出达到规定的接通和断开的幅度。结果，通过驱动器16进行控制，使开关电路4的开关动作保持规定的幅度。
另一方面，在磁控管的阳极电流上升并达到对编程器17设定的值的期间，根据来自定时器20的指令，开关19周期性地接通、断开。该接通时间例如为100ms，断开时间为2ms。根据该周期性的接通、断开，形成在避免异常动作的同时实现的电力增加，不会产生起动时的故障。
在磁控管和放电灯的放电转入稳定动作后，例如由于放电灯周边的灰尘和尘埃而使得放电紊乱，在提供给磁控管的电压变化并超过一定值时，通过电压检测器21检测该电压。在该变化的时间例如为0.5秒吋，通过异常计测器22进行判别，将判别输出提供给定时器20。根据该提供，定时器20被驱动，使开关19断开。该时间例如为lms。
在该lms期间，开关电路4断开，向磁控管的电力供给被切断。因此，可以防止放电灯的玻璃容器因为异常放电形成的放电灯的局部温度上升而破损。并且，可以将放电灯装置的停止时间和产品不良抑制到最低限度。
并且，为了在由于点亮时使灯速度变慢等、或者由于被照射物的种类变更而改变放电灯的输出时，利用手动旋钮13改变可变电压产生电路18的电压。在该电压变更期间中，利用定时器14使开关19例如接通1秒、断开lms。在该期间，在开关19断开的期间，开关电路4被切断。因此，不会发生放电灯的异常放电状态，可以安全地变更向磁控管的电力供给。
下面，参照图5的时序图说明灯点亮的流程。虚线表示电流设定值，实线表示检测施加给磁控管的电压的值。从a开始到c为软起动期间。在该期间，缓慢增加电流设定值，同时周期性地接通、断开，以使施加给磁控管的电力缓慢增加。在该软起动期间过后，磁控管的振荡、放电灯的放电变稳定，处于稳定状态期间d。在连续的稳定状态期间d，在突然产生异常的磁控管振荡、放电灯的放电紊乱时，磁控管的施加电压在e时间点上升，在该电压连续0.5秒并达到设定值以上的电压值时(f时间点)，利用定时器使设定电流值断开lms，切断向磁控管的电力供给，然后返回连续的稳定状态期间g。
在为了增减放电灯的照度而改变向磁控管的输出时，例如进行以下动作。在稳定状态期间g，从h时间点使用手动旋钮13，经由定时器和开关周期性地切断开关电路，同时使输出下降直到预定的i时间点，处于j时间点的稳定状态。同样，为了增加向磁控管的输出，利用手动旋钮13在预定的1时间点周期性地切断开关电路，同时使输出上升，转入m的稳定状态。
下面，参照图6说明软起动方法。在从软起动期间到稳定状态(额定)的基于编程器的磁控管的电流值如图6所示。例如，在向磁控管的输入为总功率输入的60%的o时间点，利用设置在装置内部的光强度检测传感器等，检测来自无电极放电灯24的光的强度、即被封入无电极放电灯24内的发光介质的气化状态。判断该光的强度是否在预定的光强度以上。
在软起动的动作过程中，在来自无电极放电灯24的光的强度为预定的光强度以下时，使电流保持恒定(i》，停止电力增加而进行等待，等待无电极放电灯24起动。并且，在达到预定的光强度以上时，增加电流(从i,到i2)，即使输入增加(上升)，进行控制而使磁控管的电力缓慢增加(从p到q)。然后，使磁控管额定动作。
另外，在从n到q的期间，磁控管输出被设定得比较低，所以反射波比较小，磁控管更加稳定，另外，通过在t的期间使磁控管周期性地停止，即使发生异常状态时也能够恢复为正常状态，从而可以确保磁控管的正常动作的电流值i2。也可以不是周期性地，而以不规则的间隔反复停
止高压直流电力的供给。优选磁控管的停止时间(0为0.1ms 20ms，如果在30ms以上，则放电灯的放电停止。
软起动的参数和高压直流电力的供给停止的周期等可以统一确定，也可以根据磁控管、负荷的谐振器、无电极放电灯的组合，通过实验和仿真来求出最佳值。由此，可以使振荡的稳定度和寿命达到最大。并且，为了提高恒定状态下的稳定度，也可以调整负荷的谐振器等，使耦合模式尽可能地远离基本模式。
如上所述，在本发明的实施例中，无电极放电灯点亮方法构成为，在起动期间缓慢增加高压直流电力的供给，同时反复停止高压直流电力的供给，在稳定放电期间，在检测到高压直流电力的异常电压时， 一时停止向磁控管供给高压直流电力，所以能够通过最低限的断开操作从异常状态恢复，放电灯的寿命延长。
本发明的无电极放电灯点亮方法最适合作为使发出强力的紫外光的放电灯的点亮方法。
权利要求
1. 一种无电极放电灯点亮方法，把交流电力转换为高压直流电力，向磁控管提供所述高压直流电力，从所述磁控管产生微波，利用所述微波激励谐振器中的无电极放电灯，所述无电极放电灯点亮方法的特征在于，在开始供给所述高压直流电力到所述无电极放电灯的放电稳定的起动期间，缓慢增加所述高压直流电力的供给，同时反复停止所述高压直流电力的供给，在所述无电极放电灯的放电稳定后的稳定状态期间，在检测到所述高压直流电力的异常电压时，一时停止向所述磁控管供给所述高压直流电力。
2. 根据权利要求1所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 在所述稳定状态期间，当所述磁控管的电极电压比规定值上升1%以上时，检测为异常。
3. 根据权利要求1所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 在所述起动期间，先缓慢增加所述高压直流电力后保持平坦的状态，然后再缓慢增加所述高压直流电力。
4. 根据权利要求l所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 所述高压直流电力的供给停止时间比所述高压直流电力的接通时间短。
5. 根据权利要求4所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 所述高压直流电力的供给停止时间在0.1ms 20ms的范围内。
6. 根据权利要求1所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 在所述起动期间，按照一定周期或不规则的间隔，反复停止所述高压直流电力的供给。
7. 根据权利要求1所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 在减光时，缓慢减小所述高压直流电力，同时反复停止所述高压直流电力的供给。
8. 根据权利要求1所述的无电极放电灯点亮方法，其特征在于， 在从减光起恢复时，缓慢增加所述高压直流电力，同时反复停止所述高压直流电力的供给。
全文摘要
本发明提供微波激励放电灯的点亮方法，使利用直流驱动的磁控管而点亮的无电极放电灯刚刚开始点亮后的异常状态不会持续，同时从稳定状态期间的异常状态迅速恢复稳定动作。使无电极放电灯(24)以软起动开始点亮。缓慢增加供给磁控管(9)的电力，使点亮状态保持比发光介质吸收微波并充分气化的时间长的时间。在该期间，使直流电源的输出周期性地短时间断开，重设异常动作状态。然后，供给稳定的直流电力。在稳定状态期间，控制使磁控管(9)的阳极动作电流恒定。在检测到放电灯(24)的动作电压上升时，使直流电源的输出短时间断开，使其恢复为稳定状态。
文档编号H05B41/36GK101500368SQ200810183789
公开日2009年8月5日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年1月31日
发明者篠木晟 申请人:株式会社Orc制作所