KR100403394B1 - 자기간섭이 감소된 방전광원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온화가능한 기체형 매체로 둘러싸인 구동 인덕터로부터 외부의 자기 플럭스를 감소시키는 간단하고도 매우 효과적인 기법에 관한 것이다. 이러한 기법은 인덕터를 적어도 하나의 차폐루프로 둘러싸는 단계와, 상기 차폐루프를 공진을 위한 용량성 터미네이션에서 종료시키는 단계와, 상기 차폐루프의 인덕턴스와 직렬연결된 용량성 터미네이션의 공진 주파수를 인덕터의 설정된 구동 주파수 이하로 유지하는 단계를 포함한다.

Description

자기간섭이 감소된 방전광원

발명의 분야

본 발명의 유도방전 광원에 관한 것으로서 특히, 외부 자장 간섭이 감소된 방전광원에 관한 것이다.

발명의 배경

유도결합된 저압 방전램프가 많은 장점을 제공한다는 것은 널리 공지되어 있다. 유도결합된 전형적인 저압 방전램프는 진공방식으로 밀폐되고 금속증기나 희귀가스가 저압으로 충진된 램프벌브를 포함한다. 인덕터는 고주파 전력공급부(20KHz 이상)에 의해 작동되므로써 램프벌브의 내면에 피복된 형광층과 인덕터 사이의 공간에 방전을 제공한다.

가스 방전램프의 작동중 발생하는 문제점은 전력공급선에서 고주파 간섭전류를 초래하는 전자기장이 램프의 외측에 발생된다는 점이다. 그 결과, 특히 상기 전자기장의 자기성분으로 인하여, 전력공급선에 연결된 다른 전기장치(라디오, TV수신기와 같은)에 혼란이 발생될 수도 있다. 따라서 전자간섭(EMI)의 감소, 특히 그 자기 성분의 감소는 상용의 유도 방전램프에 있어 매우 중요한 문제가 된다.

본 기술 분야에서는 유도결합된 방전램프의 램프 엔빌로프의 외측에 발생되는 자기 플럭스를 감소시키기 위해 많은 노력이 경주되었다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,245,179 호와 4,254,363 호에는 방전으로부터 전체 자기 플럭스를 감소시키기 위한 유도성 주코일 형상에 대해 기술되어 있다. 그러나, 이러한 기법은 실질적으로 일반적으로 행해지고 있는 것은 아니며, 외부 자기 플럭스 감소의 효율을 표시할 수 있는 용이하게 사용가능한 데이타가 있는 것은 아니다.

미국 특허 제 4,645,967 호, 4,704,562 호, 4,727,294 호, 4,9220,297호 및 4,940,923호에는 램프 엔빌로프의 외측에 부착되어 방전용기(제1도에 상세히 도시되어 있음)를 둘러싸고 있는 도전성의 회로단락된 간섭방지(10,11,12)이 기재되어 있다. 방전이 유도적으로 자극되었을 때, 상기 링(10,11,12)은 주유도 코일의 자기 플럭스의 일부를 중화시키는 주 플럭스와는 반대인 방향으로 자기 플럭스를 유도하는 전류를 생성한다.

그러나 이러한 기법은 불행하게도 효과적이지 않으며, 방전으로부터 방출된 자기 플럭스를 각각의 링에 대해 약1.8내지 2.0 dB 만큼 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 방전램프에 의해 생성된 전자기장의 자기성분을 감소시키기 위한 보다효과적인 기법이 본 기술분야에서 매우 요망되고 있다.

발명의 개요

따라서 본 발명의 목적은 라디오 주파수 전력공급부에 의해 구동된 공기-코어 인덕터 또는 페라이트-코어 인덕터에 의해 유지된 그 어떤 유도방전으로부터 방출된 외부 자기간섭을 효과적으로 감소시킬 수 있는 간단하고 효과적인 기법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자기간섭이 감소된 방전램프를 제공하는 것이다.

본 발명은 유도자극된 고주파 방전에 의해 생성된 EMI의 자기성분을 차폐하는데 사용될 수 있지만, 방전램프로부터 탈출하는 외부 자기 플럭스를 감소시키는데도 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 유도방전을 유지하기 위하여 기체형 매체에 잠겨지고 설정의 라디오 주파수에 의해 구동되는 인덕터는 도전성의 차폐루프에 의해 둘러싸인다. 상기 차폐루프는 인덕터의 설정된 구동주파수 이하로 유지된 공진 주파수로 공진되기 위하여 용량성 터미네이션에서 종료된다.

희귀가스(불활성 가스의 집단으로부터 선택됨)와 기화된 금속(수은이나 나트륨등이 양호함)을 함유한 기체형 매체는 밀폐된 투명한 램프 엔빌로프에 포함된다. 상기 램프 엔빌로프의 내면상에는 형광 재료층이 침착되며, 인덕터는 램프 엔빌로프에 수용된다.

전력공급수단은 기체형 매체에 유도성 방전을 유지하는 램프 엔빌로프내에 전자기장을 유도하기 위해 인덕터의 주코일에 고주파 전력을 인가한다. 이러한 형광재료는 빛을 방출하기 위해 기체형 매체의 방전에 응답한다.

차폐루프는 램프 엔빌로프의 외측이나 내측에 고정될 수도 있으며, 램프 엔빌로프상에 침착된 도전성 박막으로 형성될 수도 있다. 또한 상기 차폐루프는 복수개의 독립된 차폐루프를 포함하며, 이러한 독립된 차폐루프의 각각은 각각의 용량성 터미네이션이나 상기 용량성 터미네이션에 종료되는 복수회의 도전성 링에서 종료된다.

상기 인덕터는 밀폐된 자기통로를 구성하지 않는한 공기-코어 인덕터나 페라이트-코어 인덕터를 포함한다.

램프 엔빌로프와 기체형 매체는 1MHz이상의 주파수에서 작동하기 위하여 선택된다.

본 발명의 상술의 목적과 기타의 목적은 첨부된 도면을 참조한 하기의 서술에 의해 명확하게 이해될 것이다.

양호한 실시예의 상세한 설명

제2도에 도시된 바와 같이, 전극손실형 저압 방전램프(13)는 이온화 가능한 가스형 매체(15)를 구성하는 저압에서 희귀가스(예컨대, 아르곤)와 기화된 금속(예컨대, 수은)을 함유하고 기체밀봉식으로 밀폐된 투명한 유리램프 엔빌로프(14)를 포함한다. 상기 램프 엔빌로프(14)는 주코일(18)이 제공되고 복수회의 구리선을 포함하는 캐비티[또는, 램프 엔빌로프(14)의 제인입부](17)와 벌브(16)를 포함한다. 상기 주코일(18)은 공기-코어 인덕터 또는 페라이트-코어 인덕터인 인덕터의 일부이다. 만일 페라이트-코어 인덕터가 선택되면, 주코일(18)에 의해 둘러싸인 자성재료(페라이트)의 막대형 코어(이것은 페라이트판이 될 수 있다)가 캐비티(17)내에 제공된다.

상기 주코일(18)은 램프 엔빌로프(14)에 고주파 전자기장이 유도될 수 있도록 고주파 전력 공급유닛(20)(개략적으로 도시되었음)에 연결된다.

램프(14)의 내벽(21)은 통상적으로 형광성이나 인금속염(예컨대, 칼슘 텅스텐산염, 아연 황화물 또는 아연 규산염)의 혼합물인 발광기질의 투명층(22)으로 피복된다.

램프(13)의 작동중, 램프 엔빌로프(14)에는 고주파 전기-자기장이 유도되어 램프 엔빌로프(14)내에 유도성 방전이 유지되는 것을 보장한다. 상기 방전은 투시할 수 없는 자외선의 대부분으로 이루어진다. 상기 자외선은 층(22)의 형광기질을 타격하여 스펙트럼의 가시범위내의 장파장을 갖는 방사선을 방출한다. 형광기질의 적절한 선택에 의해, 상기 광에는 희망의 색(color)이 부여될 수 있다. 이러한 높은 주파수(20,000Hz초과)에서 작동하는 방전램프(13)는 램프 엔빌로프(14)의 외부에 전자기 간섭을 형성할 수 있으며, 램프의 근처에서 라디오와 텔레비젼 수신을 전위적으로 방해할 수 있다. 대부분의 문제는 외부 자기 플럭스에 의해 야기될 수도 있다.

이러한 불필요한 외부 자기 간섭을 감소시키기 위하여, 방전램프(13)는 제2도 및 제3도에 상세히 도시된 바와 같이 적어도 하나의 도전성 차폐램프(23)를 갖는다. 상기 차폐루프(23)는 램프 엔빌로프(14)내에서 발생및 유지되는 방전을 둘러싼다. 간략한 도시를 위하여, 제2도 및 제3도에는 단지 하나의 차폐루프(23)만이도시되었지만, 필요한 경우에는 하나이상의 차폐루프도 사용될 수 있다.

각각의 차폐루프(23)는 적절한 리엑턴스(24)에서 종료된다. 방전이 유도적으로 자극되었을 때, 상기 차폐루프(23)는 주코일의 외측으로 주플럭스의 방향과는 반대인 방향으로 자기 플럭스를 포함하므로써, 주유도 코일(18)의 자기 플럭스의 일부를 중화시킨다. 생성된 전류의 루프내 흐름은 간단하게 밀봉된 링(종래 기술에서처럼)의 전류흐름보다 크기 때문에, 밀봉된 링이 사용되었을 때 자기간섭의 감소는 1.8 내지 2.0 dB과 비교했을 때 6 dB 내지 25 dB 사이인 것으로 관찰된다.

다른 요소들 중에서, 자기 플럭스의 정밀한 감소는 주코일(18)과 차폐루프(23)사이의 결합과, 차폐루프(23)가 종료되는 각각의 리엑턴스(24)와, 방전작동의 주파수(설정된 구동 라디오 주파수)와 종료루프(23)의 공진 주파수 사이의 편차에 의존하게 된다.

이러한 기법을 효과적으로 유지하는 기본적인 키이는, 상기 루프(23)내의 전류가 적절한 크기를 갖고 또한 방전을 유지하는 주코일(18)을 통하여 흐르는 전류에 대해 반상(anti-phase)을 가지도록 차폐루프(23)를 종료시키는 정확한 리엑턴스(24)를 선택하는 것이다. 상기 차폐루프(23)는 그 전기특성상 항상 유도성이기 때문에, 종료 리엑턴스(24)는 그 특성이 언제나 용량성이며 자기 플럭스 감소(약간의 dB효과를 부담하여)의 주파수 범위를 확장시키는 일부의 저항을 포함할 수 있다.

본 기술분야의 숙련자라면 종료 리엑턴스(24)의 선택이 매우 명백하지 않음을 알 수 있을 것이다. 최대의 자기차폐는 루프 리엑턴스와 종료 리엑턴스가 공진하기 위해 조합되는 주파수보다 약간 큰 주파수에서 이루어진다. 방전램프(13)외측의 자기 플럭스를 상당히 감소시키기 위해서, 루프(23)/터미네이션(24)의 조합은 방전램프(13)가 구동되는 주파수 이하에서 공진되어야 한다. 만일 터미네이션 리엑턴스(24)가 차폐루프(23)를 구동주파수보다 약간 높은 주파수로 공진시킨다면, 정반대의 효과가 관찰되며, 방전램프(23)외측의 자기 플럭스는 차폐루프(23)가 전혀 없을 때보다도 크게 된다. 방전램프의 구동 주파수에서 차폐루프(23)와 터미네이션(24)과의 공진은 외부 자기플럭스를 증가시키고 주코일(18)에 나타나는 손실을 엄청나게 증가시키기 때문에 바람직하지 않다. 왜냐하면 상술의 효과를 나타내기 위해, 제4도에 도시된 테스트 배드를 이용하여 측정이 실행되기 때문이다. 제4도는 이러한 효과를 표시하기 위해 사용되는 다양한 루프와 주코일(18)의 형상을 개략적으로 도시하고 있다. 상기 주코일(18)[루프(25)]은 그 길이가 4인치이고 28회 감기며 약 1.25인치의 O.D를 갖는다. 이러한 코일의 인덕턴스는 약8uH이다. 전자기장(emf) 체크루프(26)는 2인치의 O.D를 가지며 상기 직경에서 emf를 측정하기 위해 사용된다. 차폐루프(23)는 그 유도된 전류가 주코일(18)에 의해 생성된 자기 플럭스의 균형을 깨뜨리는 4인치 O.D루프이다. 터미네이션 리엑턴스(24)는 상기 차폐루프(23)에 삽입된다. 자기 픽업루프(27)는 약 14인치의 O.D를 갖는 정전유도적으로 차폐된 자기 픽업루프이다. 이러한 루프는 차폐루프(23)에 의해 달성된 차폐량을 표시하기 위해 사용된다. 서술된 모든 테스트를 위하여, emf체크루프(26)와 차폐루프(23)는 주유도코일(18)의 중간면에 있다. 이러한 자기차폐기법을 표시하기 위하여, 이득/상(gain/phase)임피던스 측정이 HP 4194A 이득/상 및 임피던스 분석기를 이용하여 주코일의 구동주파수에 대해 주파수 스펙트럼에 걸쳐 실행된다.

제5도는 3가지 경우 즉, 개방회로 차폐루프(기본적으로 차폐가 없음)와, 단락회로 차폐루프(종래기술)와, 종료된 차폐루프(본 발명)에 있어서 1 MHz와 5 MHz사이의 주파수 범위에 대해 자기 픽업 루프상에 유도된 전압과 주코일 전압간의 상편차와 dB크기의 비율을 도시하고 있다. 자기 픽업루프(27)내에 유도된 전압은 구동된 주코일(18)로부터의 자기간섭에 비례한다. 주파수에 대한 상대적인 자기 플럭스는 개방회로의 경우에는 무시할 수 있는데, 그 이유는 이것은 단순히 자기 픽업 루프(27)의 주파수 응답을 제공하기 때문이다. 주코일(18)에 인가된 전압에 대해 발생하는 차폐량은 차폐가 없을 때의 자기플럭스와 차폐루프(단락회로 또는 종료된)사이의 편차이다. 제5도는 종래 기술에서 서술한 바와 같이 단락회로 루프가 약1.2dB의 차폐를 제공하고 독립적인 주파수인 것을 도시하고 있다. 종료루프(23)는 네거티브 차폐 즉, 종료루프(23)의 주파수(약2.5 MHz)이하의 주파수에서 주코일(18)로부터의 자기플럭스의 강화를 표시하며 상기 공진 주파수 이상의 주파수에서 단락회로 루프보다 많은 차폐를 제공한다. 2개의 원(circle)은 최대 자기 차폐점과 2.74 MHz에서 발생하는 대응의 상 응답을 표시한다. 이 경우 자기 플럭스의 최대 감소는 차폐되지 않은 결과보다 낮은 8 dB이다. 이러한 종료된 루프의 행위는 종료된 루프의 공진주파수보다 낮은 주파수에서 그 일반적인 행위를 표시하며, 그 공진시의 주파수에서 상대적인 자기 플럭스 픽업이 감소되는 반면에 자기 플럭스 픽업은 증가된다. 자기 플럭스와 상 데이타의 상대적인 크기로부터, 종료루프(23)내의 전류흐름은 그 공진 이하에서 주 코일의 방향과 동일한 방향이며, 둘러싸고 있는 자기 플럭스를 강화하므로써 주코일로부터의 자기EMI는 증가된다. 종료루프(23)내의 전류흐름은 그 공진주파수 이상에서 주코일(18)내의 전류흐름 방향과 반대방향이며 이를 둘러싸고 있는 전체 자기 플럭스를 중화(감소)시키므로써 주코일(18)로부터의 자기간섭은 증가된다. 이러한 측정을 기초로, 종료 루프(23)는 그 효율을 높이기 위해 방전의 구동주파수이하에서 공진되어야만 하는 자기 차폐기법에 민감한 주파수로 인식될 수 있다.

제5도에 도시된 데이타는 주코일(18)에 인가된 전압에 대한 차폐의 크기를 표시하고 있지만, 자기 차폐의 보다 의미있는 효과 측정은 자기 픽업루프(27)상에 유도된 전압에 기초한 emf-체크 루크(26)상에 유도된 전압의 상과 크기를 도시하는 제6도에 의해 주어진다. 차폐루프(23)가 주코일(18)로부터의 자기 플럭스의 일부를 중화시키기 때문에 이것은 emf-체크 루프(26)상에 유도된 전압을 미세하게 감소시킨다. 이와같이 유도된 전압은 유도성 방전의 주요부품을 위한 구동전압을 표시하며, 이것과 외부 자기 플럭스 사이의 비율은 차폐효과의 매우 정밀한 측정이다. 따라서, 제6도는 종료된 루프가 방전을 유지하는 전압에 대해 자기간섭을 약6.5 dB감소시키는 반면에 단락된 루프는 약1.6 dB를 감소시키는 것을 도시한다.

제7도는 상술한 차폐루프(23)의 3개의 다른 터미네이션에 대한 주파수의 함수로서 주코일을 위한 품질요소(Q)와 직력 인덕턴스를 도시한다. 이러한 데이타는 제5도의 데이타를 지지한다. 주코일 인덕턴스(Ls)는 개방회로 루프에 대해서는 거의 일정하며, 단락회로루프에 대해서는 약간 적은데, 그 이유는 상기 루프를 통과하는 전류가 주코일(18)내의 플럭스를 미세하게 감소시키기 때문이다. 차폐(종료)루프(23)의 경우, Ls는 공진(터미네이션 루프가 그 둘러싼 전체 플럭스를 증가시키는 전류흐름을 갖는 것을 표시하는) 이하에서 개방회로의 Ls보다 크며, Ls는 개방회로의 Ls(터미네이션 루프가 그 둘러싼 전체 플럭스를 방해하는 전류흐름을 갖는 것을 표시하는)보다 작다. 이 경우 Ls에서의 피크 변화는 약+/-9%이다.

제7도에 도시된 바와 같이, 주코일의 Q요소에 대한 곡선도 이들이 자기 차폐의 실제 "부담(expene)"을 표시하기 때문에 중요하다. 도시된 주파수의 범위에 대해, Q요소는 공진시에 발생하는 최소한의 Q요소에 대해 단락회로 루프에 대해서는 약간 적고 종료된 루프에 대해서는 상당히 적고(주파수에 의존하여)개방회로 루프에 대해 가장 크다. 이러한 결과는 단순히 주코일의 명확한 Q요소는 차폐루프(23)에서 전류흐름의 저항손실을 포함한다. 따라서, 기본적으로 차폐루프(23)에서의 전력손실은 자기EMI에서의 감소 값(price)이다.

종료 루프(23)에 대한 2.74 MHz에서 차폐루프 회로가 개방되었을 때가 300인 반면 주코일의 Q요소는 38이다. 이 경우 Q요소에서의 이와 같은 열악한 악화는 만일 차폐루프(23)에 확산된 전력이 전력전송효율(방전전력/코일에 분배된 전체전력)을 허용할 수 없는 레벨로 감소시킨다면 램프방전에 문제를 제기하게 된다. 감소된 Q요소의 중요성 여부는 방전 전류와 전압간의 상각도(phase angle)와, 루프/터미네이션 회로의 Q요소와, 종료 루프의 공진주파수와 구동주파수(가압될)간의 관계와 관련된다. 이 경우 관찰된 낮은 Q요소는 2.7 MHz에서 0.394오옴의 직렬저항을 갖는 바이패스형 커패시터인 터미네이션 커패시터에 기인한다. Q요소는 고품질의 종료 커패시터를 이용함으로써 개선될 수 있다. 상기 고품질의 종료 커패시터는 직렬저항이 낮기 때문에 전체Q요소를 증가시키고 자기 차폐를 개선하는데, 이것은 6.78 MHz에서 취한 데이타를 기초로 하기에 서술될 것이다. 또한 제7도에 도시된 바와 같이, 이러한 기법이 최대의 차폐가 달성되는 높은 효율로 사용된다면 상기 차폐는 약간 감소되겠지만 단락회로 루프보다는 효과적이며, 상기 주파수에서는 Q요소는 전력손실에 상당한 영향을 미치지 않도록 하여야 한다.

주코일 Q요소와 차폐효과에 대한 차폐루프의 터미네이션에서 직렬저항의 효과는 6 MHz근방에서 주코일전압(제5도에 도시)에 대해 자기 픽업루프상의 전압의 크기를 측정하므로써 다소 높은 주파수에서 관찰된다. 4개의 다른 터미네이션 즉, 개방회로 루프와, 단락회로루프와, 1.88nF실버미카 커패시터(Rs=0.033오옴)와, 1.2오옴저항(이하C/R이라 칭함)으로 직렬연결된 1.88nF실버 미카 커패시터가 사용된다. 제8도에서는 4 내지 8 MHz 사이의 주파수 범위에 대한 측정결과가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 자기 플럭스는 단락회로 루프에 대해서는 2 dB감소, 1.88nF커패시터 터미네이션에 대해서는 최대 약 26 dB감소(최대 자기EMI감소는 약20회), C/R터미네이션에 대해서는 약 6 dB(최대)감소된다. 임의선택된 주파수인 6.78 MHz에서, 자기 플럭스는 커패시터에서는 약16 dB감소하며 C/R터미네이션에서는 약5 dB감소한다.

제9도에서는 커패시터 터미네이션을 위한 4 및 8 MHz와 C/R터미네이션 사이의 주파수 스펙트럼에 대해 주코일 인덕턴스와 Q요소의 변화가 도시되어 있다. 커패시터 터미네이션에 의해, 최대 주코일 인덕턴스는 차폐없이 그 값이+/-75%이다. 이러한 놀라운 인덕턴스 변화는 공진시 주코일 특성에 대한 차폐루프의 효과가 매우 강력하다는 것을 표시한다. 그러나, 차폐자기 플럭스(약300 내지 400KHz이상의 공존)에서 이러한 장치가 가장 효과적인 주파수에서 주코일 임피던스의 변화는 10%이하인 것을 인식해야 한다. 주코일 임피던스의 이러한 적은 변화는 방전램프의 작동에 영향을 미치지 않는다. C/R터미네이션에 대한 주코일 인덕턴스의 변화는 상당히 적다.

제9도에는 주파수를 갖는 주코일의 Q요소의 변화에 대한 데이타도 도시되어 있다. C/R터미네이션은 비실용적으로 낮은 최소한의 넓은 Q요소를 제공한다. 용량적으로 종료된 루프의 Q요소에 대한 변화는 상당히 날카롭게 되며, 공진 근처에서 Q요소는 C/R터미네이션(제9도에 도시된 Q요소는 100/div이다)에서 보다 상당히 높다. 예를 들어 6.78 MHz에서 커패시터 터미네이션의 Q요소는 차폐에 기인한 주코일 손실에서 매우 작은 증가를 초래하는 약160이다. 제8도 및 제9도에 도시된 데이타는 차폐루프(23)에서의 저항증가는 차폐루프(23)와의 상호 결합에 기인한 주코일(18)에서의 전력소실의 감소와 함께 차폐효과의 증가로 나타난 것을 도시하고 있다.

제2도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 차폐루프(23)는 램프 엔빌로프(14)의 외측에 배치된다. 상기 차폐루프(23)는 램프 엔빌로프(14)의 유리벽(21)상에 침착된 도전성 박막이나 링(예컨대, 구리)으로 형성된다. 상기 박막은 상당히 양호한 도전체이므로 너무 많은 에너지를 소실시키지 않는다.

그러나 차폐루프(23)(링 또는 박막의 형태를 취함)가 램프 엔빌로프(14)(제11도에 상세히 도시)의 내측에 위치될 수 없는 이유는 없다. 물론,램프 엔빌로프 내측에 기체형 매체(예컨대, 수은)와 차폐루프(23)사이의 대응하는 재료도 고려될 수 있다. 예를 들어, 만일 수은이 기체형 매체의 일부일 경우, 램프 압력에 개방된 구리 금속은 램프 작동에 해로운 쪽으로 수은과 접촉하기 때문에 양호한 선택이 될 수 없을 것이다. 텅스턴은 수은과 필적할 수 있다는 점에서 양호한 선택이 된다. 또한 가스가 없어지지 않도록 둘러싸이고 수은/버퍼 가스 방전기압에 필적할 수 있는 커패시터 재료를 사용해야만 한다.

외부 자기 간섭을 차폐하기 위해서는 하나 이상의 차폐루프(23)가 사용될 수 있다. 하나 이상의 루프에 대한 기준은 요구되는 차폐량에 의해 간단히 결정된다. 하나 보다는 2개의 차폐루프(23)가 보다 효과적이다. (그 효과가 2배가 되지는 않는다고 하더라도)단일의 차폐루프에 의해 루프의 평면이 구동된 주유니트의 평면에 평행일 때, 많은 차폐루프가 가장 효과적이다. 차폐루프는 제10도에 도시된 바와 같이 상호 독립적이지만, 많은 독립적인 루프(23)외에 제12도에 도시된 바와 같이 복수회의 차폐루프가 사용될 수도 있다. 복수회 차폐루프는 공진 용량을 적게 요구한다.

차폐루프(23)를 위한 최적의 위치는 정밀하지는 않더라도 방전의 중간 평면이다. 이것은 중간평면의 중심을 벗어나서 위치될 수도 있다. 상기 루프는 구동된 인덕터(19)의 자기 플럭스를 감소시키거나 최소화시키기에 필요한 전류를 유도할 정도로 충분한 결합이 얻어질 수 있도록 구동된 인덕터 근처에 있어야 한다. 만일 루프(23)가 벌브(16)의 외측에 있다면, 예컨대, 플라즈마 증착에 의해 유리면상에 구리금속화된 박막을 침착시키는 것이 용이하게 되므로, 상기 박막 링은 터미네이션 커패시터(24)가 연결되는 점에서 파쇄된다. 차폐루프(23)가 최고의 도전성 재료로 제조될 때, 최대의 EMI가압(억압:suppression)이 발생된다. 그러나 도전성이 적은 링 재료에 의해 상당한 EMI감소도 이루어진다. 또한, 터미네이션 커패시터(24)는 기껏해야 단지 수볼트로 회전하면 되므로 매우 작게 제조될 수 있다.

본 발명은 실제로 종래 기술보다 그 크기가 보다 효과적인 유도결합된 방전으로부터 자기간섭을 감소시키는 신규한 기법을 구성하고 있다. 본 발명은 그 공진 주파수가 구동 주파수보다 약간 낮은 종료 루프로 인덕터를 에워싸므로써 구동된 인덕터로부터의 외부 자기 간섭이 감소되는 것을 기술하고 있다. 그 결과는 차폐루프 회로의 전체 저항은 차폐효과와 전력 송신 효율에 영향을 끼칠 것을 제안하고 있다. 차폐루프회로에 저항을 부가하는 것은 주코일의 Q요소를 감소시키며 그 결과 공진을 보다 넓은 대역으로 확장시키며 자기 차폐의 크기를 감소시키고 차폐루프에서 전력 저축을 증가시킨다. 정량적으로, 주코일특성과 차폐루프저항간의 관계는 주코일과 차폐루프의 정확한 형상과, 2개의 루프사이의 결합과, 구동 주파수와 차폐루프 공진주파수 사이의 편차에 의해 영향을 받는다. 이러한 기법은 전극손실형 저압방전램프에 대해 서술되었지만, 달리 적용시 EMI감소에도 적용할 수 있다. 간단한 EMI감소기법이 라디오 주파수원에 의해 구동된 인덕터 코일로부터 외부 자기 플럭스를 상당히 감소시키는 것으로 서술되었다. 이러한 기법은 페라이트 코어가 밀폐된 자기 통로를 형성하지만 않으면 페라이트 코어 인덕터나 공기 코어 인덕터에 의해 유지된 어떠한 유도방전으로부터 방출된 자기 간섭을 감소시킨다.

본 발명은 기본 정신으로부터의 일탈없이 다양한 변경이 가능함은 명백하다.따라서 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위의 정신내에서 본원에 기술된 것 이외에 여러 변형 및 수정이 가능함을 인식할 것이다.

제 1 도는 종래 기술에 따른 간섭방지 링을 갖는 전극손실형 저압 방전램프의 개략도.

제 2 도는 본 발명에 따른 자기간섭 감소 기법의 개략도.

제 3 도는 본 발명에 따른 차폐루프(shielding loop)를 갖는 전극손실형 저압 방전램프의 개략도.

제 4 도는 테스트 셋업(test set-up)의 개략도.

제 5 도는 주코일(primary coil)에 인가된 전압에 대한 차폐를 도시한 다이아그램.

제 6 도는 자기 픽업 루프상에 유도된 전압을 기준으로 하여 체크루프상에 유도된 전압의 상대적 크기와 상(phase)을 도시한 다이아그램.

제 7 도는 3개의 다른 터미네이션(termination)을 위한 주파수의 함수로서 주코일에 대한 직렬 인덕턴스와 품질요소(Q)를 도시한 다이아그램.

제 8 도는 4개의 다른 터미네이션을 위한 주코일 전압에 대한 자기 픽업 루프의 전압크기를 도시한 다이아그램.

제 9 도는 커패시터 터미네이션과 C/R 터미네이션을 위한 4 내지 8 MHz 사이의 주파수 스펙트럼에 대한 주코일 인덕턴스와 품질요소(Q)의 변화를 도시한 다이아그램.

제 10 도는 본 발명의 복수개의 독립된 차폐루프의 개략도.

제 11 도는 램프 엔빌로프내에 고정된 본 발명의 차폐루프의 개략도.

제 12 도는 본 발명의 복수회 차폐루프의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

13: 방전램프 14: 램프 엔빌로프

18: 주코일 23: 차폐루프

24: 리엑턴스

Claims (22)

1. 유도방전을 유지하기 위해 설정된 구동 라디오 주파수로 구동된 주코일을 포함하고 이온화가능한 기체형 매체로 둘러싸인 인덕터로부터 방출된 외부 자기플럭스를 감소시키는 방법에 있어서,

   인덕턴스를 갖는 적어도 하나의 유도성 차폐루프로 상기 인덕터를 에워싸는 단계와,

   상기 적어도 하나의 차폐루프를 공진하기 위해 용량성 터미네이션에 적어도 하나의 차폐루프를 종료시키는 단계와,

   차폐루프의 인덕턴스와 직렬연결된 용량성 터미네이션의 공진 주파수를 주코일의 설정된 구동주파수 이하로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부자기플럭스 감소방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   희귀 가스와 기화된 금속을 포함하는 기체형 매체로 충진된 밀폐된 투명한 램프 엔빌로프를 제공하는 단계와,

   형광 재료층을 램프 엔빌로프의 내면에 분배하는 단계와,

   상기 기체형 매체에 유도방전을 유지하기 위해 램프 엔빌로프내에 전자기장을 생성하는 상기 주코일에 고주파 전력을 인가하는 수단을 제공하는 단계를 부가로 포함하며,

   상기 유도방전은 전극손실형 저압 방전램프에서 유지되며, 상기 인덕터는 램프 엔빌로프에 수용되며, 상기 형광재료는 광을 방출하는 기체형 매체에서 방전에 응답하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   차폐루프를 램프엔빌로프의 외측에 고정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   차폐루프를 램프 엔빌로프의 내측에 고정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   인덕터를 각각의 용량성 터미네이션에서 종료되는 복수개의 독립적인 차폐루프로 둘러싸는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 차폐루프는 용량성 터미네이션에서 종료되는 복수회의 도전성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   차폐루프를 주코일의 중간면에 위치시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 인덕터는 공기-코어 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 인덕터는 페라이트-코어 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
10. 전극손실형 저압 방전램프의 외측에서 발견되는 외부 자기 플럭스를 감소시키는 방법에 있어서,

    희귀가스와 기화된 금속을 포함하는 이온화 가능한 기체형 매체로 충진된 밀폐된 투명한 램프 엔빌로프를 제공하는 단계와,

    형광 재료층을 램프 엔빌로프의 내면에 분배하는 단계와,

    주코일을 포함하는 인덕터를 램프 엔빌로프내에 제공하는 단계와,

    상기 기체형 매체에 유도방전을 유지하기 위해 램프 엔빌로프내에 전자기장을 생성하는 상기 주코일에 설정된 구동 라디오 주파수를 갖는 전력을 인가하기 위한 수단을 제공하는 단계와,

    인덕터를 적어도 하나의 도전성 차폐루프로 에워싸는 단계와,

    상기 적어도 하나의 차폐루프를 공진시키기 위해 용량성 터미네이션에서 상기 적어도 하나의 차폐루프를 종료시키는 단계와,

    차폐루프의 인덕턴스와 직렬연결된 용량성 터미네이션의 공진 주파수를 주코일의 설정된 구동 주파수 이하로 제공하는 단계를 포함하며,

    상기 형광재료는 광을 방출하는 기체형 매체에서 방전에 응답하는 것을 특징으로 하는 외부 자기플럭스 감소방법.
11. 감소된 외부 자기 간섭을 갖는 방전 램프에 있어서,

    희귀가스와 기화된 금속을 포하하는 이온화 가능한 기체형 매체로 충진된 밀폐된 투명한 램프 엔빌로프와,

    상기 램프 엔빌로프의 내면상에 배치된 형광재료층과,

    램프 엔빌로프내에 수납되며 주코일을 갖는 인덕터와,

    상기 기체형 매체에 유도방전을 유지하기 위해 램프 엔빌로프내에 전자기장을 생성하는 상기 주코일에 설정된 구동 라디오 주파수의 전력을 인가하는 수단과,

    상기 인덕터를 에워싸는 적어도 하나의 도전성 차폐루프를 포함하며,

    상기 형광재료는 광을 방출하는 기체형 매체에서의 방전에 응답하며, 차폐루프의 인덕턴스와 직렬연결된 용량성 터미네이션의 공진 주파수는 주코일의 설정된구동 주파수 이하인 것을 특징으로 하는 방전램프.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 차폐루프는 램프 엔빌로프의 외측에 고정되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 차폐루프는 램프 엔빌로프의 내측에 고정되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 인덕터는 각각의 용량성 터미네이션에서 종료되는 복수개의 독립적인 차폐루프로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 방전램프.
15. 제 11 항에 있어서,

    상기 차폐루프는 용량성 터미네이션에서 종료되는 복수회의 도전성 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 차폐루프는 주코일의 중간면에 위치되는 것을 특징으로하는 방전램프.
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 인덕터는 공기-코어 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
18. 제 11 항에 있어서,

    상기 인덕터는 페라이트-코어 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
19. 제 11 항에 있어서,

    상기 램프 엔빌로프와 기체형 매체는 1 MHz 이상의 주파수에서 작동하기 위해 선택되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
20. 제 11 항에 있어서,

    상기 희귀가스는 아르곤, 히립톤, 크세논, 및 네온으로 이루어진 집단에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
21. 제 11 항에 있어서,

    상기 기화된 금속은 수은과 나트륨으로 구성된 집단에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
22. 제 11 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 차폐루프는 램프 엔빌로프상에 침착된 도전성 박막인 것을 특징으로 하는 방전램프.