專利名稱：電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使得用作干洗等用途的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮 裝置，具體來說，實現(xiàn)一種即便是改變?yōu)橐?guī)格不同的電介質(zhì)勢壘放電燈的情況下不必重新 設(shè)計直流電源也可獲得最佳發(fā)光效率的點亮裝置。
背景技術(shù)：
特開2005-209397號公報(現(xiàn)有技術(shù)1)中用作液晶基板等干洗用途的電介質(zhì)勢壘放 電燈，通過對石英玻璃管內(nèi)封入受激準分子(excimer)生成氣體的受激準分子燈加上高 頻電壓使石英玻璃管內(nèi)放電，使受激準分子生成氣體成為受激準分子狀態(tài)，照射波長 172nm的單位波長發(fā)光，大氣中的氧經(jīng)過分解生成活性氧，結(jié)合鍵被切斷的有機化合物與 活性氧反應(yīng)，生成碳酸氣體、水等，可去除有機化合物。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)1的技術(shù)中的電介質(zhì)勢壘放電燈，需要以高電壓、高頻點亮。改變?yōu)橐?guī)格不 同的電介質(zhì)勢壘放電燈仍要使電介質(zhì)勢壘放電燈為最佳發(fā)光效率，需要改變逆變器的變壓 ^!的規(guī)格。為了滿足上述條件，改變?yōu)橐?guī)格不同的電介質(zhì)勢壘放電燈時，需要將直流電源 連同逆變器一起改變其最優(yōu)設(shè)計。因而，對于每一規(guī)格的燈準備各個電源的現(xiàn)有技術(shù)方法 其問題在于，訂貨時間較長，無法及時滿足市場的要求，而且裝上之后的維護性變差，造 成成本提高。
本發(fā)明其目的是設(shè)法在改變?yōu)橐?guī)格不同的電介質(zhì)勢壘放電燈的情況下不必重新設(shè)計 直流電源也可獲得最佳發(fā)光效率。


圖1是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第一實施例用的概念性構(gòu)成圖。 圖2是說明使圖1中的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮的點亮裝置具體例用的電路圖。 圖3是說明圖1中的電介質(zhì)勢壘放電燈的點亮條件用的說明圖。 圖4是更為具體地說明圖1中的電介質(zhì)勢壘放電燈用的構(gòu)成圖。 圖5是具體說明圖4中主要部分用的構(gòu)成圖。 圖6是沿圖4中x-x'線的剖視圖。
圖7是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第二實施例用的概念性構(gòu)成圖。 圖8是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第三實施例用的概念性構(gòu)成圖。 圖9是說明圖8作用所用的說明圖。
圖10是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第四實施例用的概念性構(gòu)成圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明實施本發(fā)明的最佳方式。
圖1是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第一實施例用的概念性構(gòu)成圖。
圖1中，商用電源11供給的交流電壓，通過驅(qū)動用開關(guān)SW和變換器12變換為直流 電壓。基于變換器12所供給的直流電壓，由逆變器13生成高頻。
變換器12由將電源11的交流電壓變換為直流電壓的2個直流電源121 、 122構(gòu)成。 直流電源121、 122的輸出相互串聯(lián)連接，由變換器12將直流電源121、 122的直流電壓 分別相加在一起作為輸出直流電壓提供給逆變器13。
14為電介質(zhì)勢壘放電燈。該電介質(zhì)勢壘放電燈14其中具有紫外線透過性的、例如石 英玻璃制成的細長管狀的氣密容器141內(nèi)封入了為受激準分子生成氣體的氤氣。此外，氣 密容器141內(nèi)部在管軸方向全部范圍配置內(nèi)部電極142，而氣密容器141外部則按半圓周 形狀配置了密接的外部電極143。
電介質(zhì)勢壘放電燈14可通過基于逆變器13所生成的高頻激發(fā)電介質(zhì)勢壘放電來產(chǎn)生 紫外線放射。
圖2是說明使電介質(zhì)勢壘放電燈點亮的點亮裝置具體例用的電路圖，圖3是說明圖2 中的動作所用的說明圖。
圖2中，電源11的交流電壓通過開關(guān)SW提供給直流電源121、 122各自的變壓器 T1的一次線圈La。生成從變壓器T1的二次線圈Lb取出的與繞組比相對應(yīng)的交流電壓。
4各自變壓器T1的二次線圈所導(dǎo)出的交流電壓，通過整流用的二極管D1、電容器C1，變 換為平滑的直流電壓。直流電壓121 、 122輸出的直流電壓相加作為變換器12的輸出提供 用作逆變器13的驅(qū)動用電源。
直流電源121、122的電容器C1其輸出連接圖示極性的防止反向電流用的二極管D2。 這樣來防止串聯(lián)連接的直流電源121、 122其上升沿時間差造成反向電流產(chǎn)生這種問題。
逆變器13，為例如自激共振型推挽電路，由晶體管Q1、 Q2，穩(wěn)恒電流用電感器L， 啟動電阻R1、 R2，變壓器T2，電容器C2等構(gòu)成。
變換器12—旦提供直流電壓，由于電路常數(shù)、晶體管Q1、 Q2的hfe (電流放大率) 的隨機變動，晶體管Q1、 Q2中某一個首先導(dǎo)通。假定晶體管Q1先導(dǎo)通的話，變壓器T2 其中具有中間抽頭a的一次繞組NP1、 NP2在圖中具有點標記側(cè)產(chǎn)生為反相的電壓。基極 繞組Nb感應(yīng)出與一次繞組NP1、 NP2同Nb的繞組比相等的電壓。
由于該電壓，晶體管Q1的基極*發(fā)射極之間正向偏置，急速達到飽和區(qū)。晶體管Q2 的基極，發(fā)射極之間反向偏置而成為截止狀態(tài)。此時的電流從一次繞線NP1和NP2之間的 中間抽頭a流至一次繞組NP1、晶體管Q1的集電極、發(fā)射極(一)。中間抽頭a為正， 一次繞組NP1的端部b為負，加上輸入電壓。
另一方面，中間抽頭a和一次繞組NP2的端部c之間感應(yīng)出與一次繞組NP1相同的 電壓，變壓器T2以一次繞組NP2的端部c為正、而一次繞組NP1的端部b為負，在晶 體管Q2的基極《發(fā)射極之間加上該電壓。
而且，由于電容器C2和變壓器T2的一次繞組NP1、 NP2的共振，便有共振電流從 端部c經(jīng)過電容器C2在端部b的路徑上流過，對電容器C2充電。
晶體管T2的二次繞組NS其中具有點標記側(cè)的端子d有負電壓產(chǎn)生，而其相反的端 子e有正電壓產(chǎn)生，電流從端子b朝向c方向流過，電壓和電流與電容器C2的電壓、電 流同相。變壓器T2的二次繞組NS可連接為負載的電介質(zhì)勢壘放電燈。
這樣，晶體管Q1、 Q2通過重復(fù)通/斷動作來產(chǎn)生振蕩，按主要由共振用電容器C1、 變壓器T2所決定的共振頻率產(chǎn)生高頻振蕩。所產(chǎn)生的振蕩為接近于正弦波的波形。
變壓器T2將提供給一次繞組NP1、 NP2的電壓升高到點亮電介質(zhì)勢壘放電燈14所 需的電壓，并從二次繞組NS側(cè)輸出。變壓器T2產(chǎn)生的高頻、高壓一旦加到電介質(zhì)勢壘 放電燈14上，便通過內(nèi)部氣密容器141加到+/-電極間從而激勵放電用氣體，然后處于受 激狀態(tài)并返回到基態(tài)時，產(chǎn)生為真空紫外光的受激光或真空紫外。
此時成為圖3所示的點亮波形。具體來說， 一旦將點亮維持電壓VL與啟動電壓VS
5相比較，便有VS〈VL成立，因而要能夠確保點亮維持電壓VL，可通過對逆變器13的變 壓器T2進行設(shè)計來進行可靠的啟動。
圖4-圖6是更為具體地說明圖2中所說明的點亮裝置點亮的電介質(zhì)勢壘放電燈所用的 圖，圖4是構(gòu)成圖，圖5是具體說明圖4中主要部分所用的構(gòu)成圖，圖6是沿圖4中x-x' 線的剖視圖。
LT是發(fā)光管，該發(fā)光管LT具有氣密容器141、電介質(zhì)、以及較長的內(nèi)部電極142， 兩端分別具有給電部43a、 43b和支持部44a、 44b。
氣密容器141如圖5所示，由紫外線透過性材料形成，包括例如外徑18mm、內(nèi)徑 16mm的細長圓管狀的中空部45和中空部45的兩端形成的封閉部46a、 46b，長度為 1300mm。封閉部46a、 46b為分別在內(nèi)部埋設(shè)鉬箔47a、 47b的夾緊密封(pinch seal) 結(jié)構(gòu)。另外，氣密容器141的中空部45其內(nèi)部封入氙氣作為受激準分子生成氣體。
較長的內(nèi)部電極142如圖5所示，按與氣密容器141同軸的關(guān)系配置于氣密容器141 的內(nèi)部，由多個固定件48和內(nèi)部引線49a， 49b形成。內(nèi)部電極142以線徑0.26mm的 鎢線所形成的金屬細線巻繞而成的例如外徑為1.2mm的線圈為主體構(gòu)成。固定件48以例 如15mm間隔的固定間距多個配置于內(nèi)部電極142上。內(nèi)部引線49a、 49b通過在內(nèi)部電 極142的兩端進行拉伸來形成。而且，內(nèi)部電極142在大約2kg張力作用狀態(tài)下，內(nèi)部引 線49a、 49b與氣密容器141兩端形成的封閉部46a、 46b的鉬箔47a、 47b其中一端熔 接。內(nèi)部電極142以架設(shè)于氣密容器141內(nèi)的狀態(tài)通過張力作用拉伸。
給電部43a、 43b分別呈棒狀，其內(nèi)端與氣密容器141兩端所形成的封閉部46a、 46b 中埋設(shè)的鉬箔47a、 47b熔接，基端從氣密容器141兩端形成的封閉部46a、 46b朝向外 部的管軸方向突出。而且，給電部43a、 43b在稍后所述的支持部44a、 44b內(nèi)部分別與 給電線50a、 50b結(jié)合進行連接。另外，給電線50a、 50b從高頻點亮裝置100的輸出端 起延續(xù)。
支持部44a、 44b將發(fā)光管LT裝配于圖4所示的位置約束引導(dǎo)件51a、 51b上。另夕卜， 位置約束引導(dǎo)件51a、 51b從外部電極143的管軸方向兩端起朝向氣密容器141的端部方 向延續(xù)來規(guī)定氣密容器141的裝配位置。
外部電極143由下表面形成為凹形的圓弧狀曲面而呈溝道狀的鋁塊所構(gòu)成，并幾乎覆 蓋與內(nèi)部電極142相對區(qū)域的全長范圍，與氣密容器141上半部的外表面存在 0.35土0.15mm的間隙G相對設(shè)置。而且，外部電極143的管軸方向的中央部，在形成有 收納間隔件52的切入槽53和吸氣孔54的同時，如圖5所示其兩側(cè)面熔接有冷卻管8。切入槽53如圖4和圖6所示，形成為相對于管軸正交，在外部電極143的下表面上開口。 吸氣孔54跨過切入槽53形成，并且使得外部電極143上下貫通。
間隔件52如圖4、圖6所示，由板厚3mm的不銹鋼板制成，通過壓入外部電極143 的切入槽53內(nèi)收納，同時其下部相對于處于外部電極143下表面位置的圓弧狀曲面稍稍 突出。該突出量為外部電極143和氣密容器141兩者間的間隙G不小于規(guī)定間隔距離這 種數(shù)值。另外，間隔件52和氣密容器141兩者間雖然圖面上存在若干距離，但也可以接 觸。
吸氣孔54是跨過切入槽53形成的，因而下端的開口端分到間隔件52的兩側(cè)開口。 因此，間隔件52兩側(cè)的空氣可受到吸氣孔54良好地吸入。這樣，通過吸氣孔54內(nèi)部排 出到外部電極143外部的空氣，進一步通過排氣管道排出到紫外線照射裝置的外部。因而， 即便是間隔件52和氣密容器141兩者相擦而造成間隔件52受削產(chǎn)生細微粒子，該粒子也 可與周圍的空氣一起從吸氣孔54排出到外部。
高頻點亮裝置100是在電介質(zhì)勢壘放電燈14的內(nèi)部電極142和外部電極143之間加 上高頻電壓，使得電介質(zhì)勢壘放電燈14蓄能點亮的裝置，由圖2所示的變換器和逆變器 構(gòu)成。高頻點亮電路100的高頻輸出通過一對給電線50a、 50b在電介質(zhì)勢壘放電燈14 中的發(fā)光管LT的一對給電部43a、 43b和外部電極143之間連接。
電介質(zhì)勢壘放電燈14，高頻點亮電路100的高頻輸出端其中一端通過給電線50a、 50b連接到內(nèi)部電極142向外部導(dǎo)出的一對給電部43a、 43b，另一端則經(jīng)由給電線50a， 50b連接到外部電極143的一端，因而高頻點亮電路100的電源11 一旦接通，便產(chǎn)生高 頻，高頻輸出施加于內(nèi)部電極142和通過氣密容器141的壁面與此相對的外部電極143 之間，在氣密容器141的內(nèi)部產(chǎn)生電介質(zhì)勢壘放電。通過該電介質(zhì)勢壘放電隨氙氣的受激 而放射以172nm為中心波長的真空紫外光。真空紫外光透過氣密容器141的壁面導(dǎo)出到 外部，因而可以根據(jù)各自目的進行應(yīng)用。
而且，外部電極143和氣密容器141兩者間稍微間隔，即便是燈重復(fù)點亮熄滅，至少 在有效長度部分也不會產(chǎn)生粒子，即便是因間隔件和氣密容器兩者相擦而產(chǎn)生粒子，其數(shù) 量也極少，并且由吸氣手段將粒子迅速排出到外部，因而避免產(chǎn)生黑色附著物。
本實施例中，可以針對提供給逆變器的來自變換器的直流電壓，通過串聯(lián)連接直流電 源來確保規(guī)格不同的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮所必需的輸出電壓。因此，即便是使用規(guī)格不 同的電介質(zhì)勢壘放電燈的情況下，也可以不必重新設(shè)計而實現(xiàn)最佳發(fā)光效率。換言之，不 必使用特別的直流電源，而是使用現(xiàn)成的直流電源(+24V， +48V)就可使規(guī)格不同的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮。
圖7是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第二實施例用的概念性構(gòu)成圖。
本實施例中，變換器12的直流電源其串聯(lián)連接數(shù)例示為3個，其他構(gòu)成與圖1的構(gòu)
成相同，這里的說明從略。
也就是說，變換器12由提供電源11交流電壓的直流電源121 123所構(gòu)成。直流電 源121的正輸出與逆變器13的正輸入連接，負輸出與直流電源122的正輸出連接，直流 電源的負輸出與直流電源123的正輸出連接，直流電源123的負輸出與逆變器13的負輸 入連接。
這樣，直流電源121 123串聯(lián)連接，與圖1的實施例所使用的電介質(zhì)勢壘放電燈相 比可適應(yīng)以較高燈電壓點亮這種規(guī)格的燈。
圖8、圖9是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第三實施例所用的圖，圖8是 概念性構(gòu)成圖，圖9是說明圖8中的作用所用的說明圖。本實施例中，對于與上述實施例 相同的構(gòu)成部分標注相同的標號，對不同的部分進行說明。
本實施例設(shè)法在變換器12和逆變器13兩者間配置異常檢測部71，在為例如規(guī)定電 流值以下的情況下，檢側(cè)為異常，對外部通報異常檢測結(jié)果。
作為異常檢測部71其中一例，其結(jié)構(gòu)為用直流電流傳感器7"監(jiān)測變換器12和逆變 器13之間的電流，同時用差分放大器712在為基準值以下的情況下，輸出異常信號。
具體來說，如圖9 (a)所示，隨開關(guān)SW的開、關(guān)，變換器12的輸出通過異常檢測 部71將圖9 (b)所示的輸出電壓Vdc提供給逆變器13。圖9 (b)所示的輸出電壓Vdc 其數(shù)值中V1為正常點亮時逆變器13的驅(qū)動電壓，V2為逆變器13的驅(qū)動開始電壓。
而且，圖9 (b)所示的V3是成為異常檢測部71檢出為異常的電流值時提供給逆變 器13的電壓(相當于變換器12的輸出電壓)。此外，圖9 (b)所示的V4是當構(gòu)成變換 器12的直流電源121、 122其中某一個輸出停止時提供給逆變器13的電壓(相當于變換 器12的輸出電壓)。
上述V1 V4電壓值，設(shè)定為V4<V3<V2<V1這種關(guān)系。該條件規(guī)定了穩(wěn)定點亮狀 態(tài)、逆變器驅(qū)動一點亮開始、點亮異常檢測、DC電源停止等各工作點的變換器12的輸出
電壓關(guān)系。
也就是說，逆變器13的驅(qū)動開始電壓V2和提供給逆變器13的電壓V1的關(guān)系為V2 <V1，因而變換器12可確實滿足驅(qū)動逆變器13的驅(qū)動條件。
為異常檢出的電流值時的電壓V3和V1、 V2的關(guān)系為V3<V2<V1，因此不會引起
8在電介質(zhì)勢壘放電燈14正常點亮時輸出異常信號的誤動作。而且，也不會發(fā)生逆變器13
驅(qū)動后即輸出異常信號的誤動作。
多個直流電源其中一個停止的情況下電壓V4和V2、 V3的關(guān)系為V4<V3<V2，可 在變換器12發(fā)生故障的情況下也可進行可靠的異常檢測。而且，直流電源中即便是一個 停止這種條件，顯然逆變器13也無法驅(qū)動。
另外，圖9 (c)示出逆變器13的輸出電流ldc，圖9 (d)示出逆變器13的驅(qū)動狀態(tài) 所產(chǎn)生的在電介質(zhì)勢壘放電燈14中流過的電流IL，圖9 (e)示出電介質(zhì)勢壘放電燈14 的點亮、不點亮狀態(tài)。
這樣，可通過如圖9那樣規(guī)定穩(wěn)定點亮狀態(tài)、逆變器驅(qū)動、點亮異常檢測、直流電源 停止等各工作點的變換器12的輸出電壓和異常檢測部71所監(jiān)測的輸出電流的關(guān)系，來避 免誤動作，進行可靠的點亮檢測和異常檢測。
圖10是說明本發(fā)明電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置的第四實施例用的概念性構(gòu)成圖。與 圖8相同的構(gòu)成部分標注相同的標號進行說明。
本實施例，是將變換器12的直流電源121、 122的輸出按原樣與異常檢測部71連接， 并在異常檢測部71內(nèi)進行直流電源121、 122的串聯(lián)連接，由防止直流電源121、 122之 間反向電流的二極管D2構(gòu)成合成部713。
本實施例通過在異常檢測部71內(nèi)構(gòu)成合成部713，構(gòu)成變換器12的各直流電源121 、 122側(cè)可在不用增加對例如市售的電源連接防止反向電流用的二極管這一步驟就可使用。
即便是本實施例的情形，變換器12的直流電源不限于2個，為2個以上也行，該數(shù) 目可根據(jù)電介質(zhì)勢壘放電燈14的規(guī)格進行調(diào)整。
權(quán)利要求
1. 一種電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置，其特征在于，包括電介質(zhì)勢壘放電燈，其在紫外線透過性的呈細長管狀的氣密容器內(nèi)的管軸方向上配置有內(nèi)部電極，使半圓周形狀的外部電極密接在所述氣密容器外來進行配置，所述氣密容器內(nèi)封入受激準分子生成氣體；變換器，其將商用電源供給的交流電壓變換為直流電壓并輸出；以及逆變器，其根據(jù)所述變換器供給的直流電壓生成高頻，并由該高頻在所述電介質(zhì)勢壘放電燈中激發(fā)電介質(zhì)勢壘放電來放射紫外線，所述變換器是串聯(lián)連接至少2個直流電源的輸出而構(gòu)成的。
2. 如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置，其特征在于，包括 在所述變換器和所述逆變器之間具有異常檢測部，所述異常檢測部配置有電流檢測部，在為規(guī)定的電流值以下的情況下檢測為異常，并向外部輸出信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置，其特征在于， 令所述逆變器的輸入電壓為V1，所述逆變器的驅(qū)動開始電壓為V2，成為所述異常檢測部向外部輸出異常信號的電流值時所述逆變器的輸入電壓為V3，構(gòu)成所述變換器的至少 所述直流電源當中的至少一個輸出停止時的所述逆變器的輸入電壓為V4的情況下，V1 V4具有V4〈V3〈V2〈V1這種關(guān)系。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置，其特征在于，所 述變換器的各直流電源的輸出端連接有防止逆流用的二極管。
5. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的電介質(zhì)勢壘放電燈點亮裝置，其特征在于，所 述變換器的各直流電源的輸出分別供給所述異常檢測部，在所述異常檢測部內(nèi)的作為所述 各直流電源的輸出端的位置連接有防止逆流用的二極管。
全文摘要
本發(fā)明的電介質(zhì)勢壘放電燈(14)，在紫外線透過性的呈細長管狀的氣密容器(141)內(nèi)在管軸方向上配置有內(nèi)部電極(142)，而氣密容器(141)外密接半圓周形狀的外部電極(143)配置。此外，氣密容器(141)內(nèi)封入受激準分子生成氣體。電源(11)所供給的交流電壓通過變換器(12)變換為直流電壓來輸出。根據(jù)變換器(12)供給的直流電壓由逆變器(13)生成高頻，在電介質(zhì)勢壘放電燈(14)中激發(fā)電介質(zhì)勢壘放電以放射紫外線。變換器(12)通過直流電源(121、122)的輸出串聯(lián)連接來構(gòu)成。通過調(diào)整直流電源的數(shù)目，來針對規(guī)格不同的電介質(zhì)勢壘放電燈也實現(xiàn)最佳發(fā)光效率。
文檔編號H01J65/00GK101471225SQ20081017836
公開日2009年7月1日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者倉古晶子, 前田祥平, 鈴木俊也 申請人:哈利盛東芝照明公司