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KR20080079881A - 고압방전등용 안정기 - Google Patents

고압방전등용 안정기 Download PDF

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KR20080079881A
KR20080079881A KR1020070020468A KR20070020468A KR20080079881A KR 20080079881 A KR20080079881 A KR 20080079881A KR 1020070020468 A KR1020070020468 A KR 1020070020468A KR 20070020468 A KR20070020468 A KR 20070020468A KR 20080079881 A KR20080079881 A KR 20080079881A
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South Korea
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circuit
voltage
ballast
lamp
discharge lamp
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KR1020070020468A
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English (en)
Inventor
박창열
석경수
Original Assignee
주식회사 미디어테크놀로지
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Publication date
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Abstract

본 발명은 고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템에 관한 것으로, AC전원을 공급받는 초입부에 입력전류제어소자인 인덕터를 연결하여 인가되는 초기 기동전류를 1차 제어하며 2중 필터구조를 갖는 EMI필터부와; 상기 EMI필터부로부터 입력된 교류전압을 전파정류하여 직류전압으로 변환하는 전파정류부와; 상기 전파정류부의 출력을 커패시터를 통해 맥류상태로 변환하고 인덕터 및 다이오드를 통해 공급전압을 2차로 전류제어 및 상승시키며 평활시켜 직류전압의 역률을 보상하는 수동 PFC회로와; 상기 수동 PFC회로로부터 역률 보상된 직류전압을 공급받으며 LC공진회로 및 ZVS회로를 구비하여 HID 램프의 점등을 위한 동기전압 및 이그나이터전압을 만들고 데드타임에 의한 보상으로 출력전력을 컨트롤하는 HID 램프구동용 드라이브회로와; 상기 드라이브회로 및 HID 램프의 파손으로 인해 점등이 이루어지지 않는 경우 계속적으로 발생되는 이그니션 펄스를 차단하기 위하여 R과 C의 시정수를 이용한 딜레이회로로 구성되는 타임딜레이회로와; 상기 드라이브회로에 의한 HID 램프의 점등 후 바로 OFF되는 경우 다이악과 MOSFET의 구동을 통해 드라이브회로를 OFF상태로 만들어 출력전력을 차단할 수 있도록 하는 보호회로(160)를 포함하는 고압방전등용 안정기의 기술구성이 개시된다.
또한, 램프구동용 안정기에 프로그래밍 제어를 행하고 제어명령을 주는 마이컴을 연결하고 전력선모뎀을 통하여 중앙제어용 PC와 통신하도록 연결함으로써 전력선 통신제어를 통해 중앙 PC에서 램프의 조도를 자동 조절할 수 있도록 구성되게 하며, 누전검출기를 연결 장착함에 의해 누전차단기능을 구비하도록 하는 고압방전등용 조도 제어시스템의 기술구성이 개시된다.
본 발명에 의하면, 250W급이나 400W급 이상의 고출력 HID 램프용으로 안정되게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있으며 특히 실제 적용이 가능한 실용성을 갖는 고압방전등용 안정기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 고압방전등용 안정기와 통신제어수단과의 결합을 통해 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도를 자동 제어하여 조절할 수 있어 에너지의 절감효과는 물론 매우 효율적인 운용을 가능하게 하는 조도 제어시스템을 제공할 수 있다.

Description

고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템{STABILIZER AND ILLUMINATION CONTROL SYSTEM FOR HIGH INTENSITY DISCHARGE LAMP}
도 1은 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기를 나타낸 회로도.
도 2는 본 발명에 있어 데드타임 조절을 위한 ZVS회로부의 구성을 보인 상세도.
도 3은 본 발명에 의한 고압방전등용 조도 제어시스템을 설명하기 위해 나타낸 블록구성도.
도 4는 본 발명에 있어 누전검출기능을 위한 구성을 보인 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: HID 램프 100: 안정기
110: EMI필터부 120: 전파정류부
130: 수동 PFC회로 140: 드라이브회로
141: 드라이브IC 142: 풀브리지회로부
143: 이그나이터회로부 144: 보조 이그나이터
145: ZVS회로부 150: 타임딜레이회로
160: 보호회로
본 발명은 고압방전등(이하 "HID 램프"라 한다.)을 위한 안정기 및 조도 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 250W급이나 400W급 이상의 고출력 HID 램프용으로 안정되게 사용할 수 있도록 하고 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하며 실용성을 구비할 수 있도록 할 뿐만 아니라 외부 환경에 따른 HID 램프의 조도 조절을 자동 제어할 수 있도록 하는 고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 HID 램프(High Intensity Discharge Lamp; 고압방전등)는 기존의 할로겐전구와 달리 필라멘트가 없이 전극사이의 불꽃 방전(플라즈마현상)을 이용하여 발광을 유도하는 램프로서, 메탈 할라이드 램프가 그 대표적이라 할 수 있고, 수은램프의 효율 및 연색성 개선을 위해 개발된 것으로 수명이 길고 열부하가 적은 고효율 특성을 가지며, 전류의 흐름을 안정시키고 HID 램프를 점등시키기 위한 안정기가 연결 구비된다.
이때, 고압방전등용 안정기는 크게 자기식과 전자식으로 분류할 수 있다.
상기 자기식 안정기는 현재까지 HID 램프를 구동하는데 사용되고 있으나 전력손실이 많고 부피가 크며 무거워서 설치하거나 취급하는데 어려움이 뒤따르고 있으며, HID 램프의 조도 제어를 전혀 실행할 수가 없는 구조로 에너지 절약을 위해서는 다수 설치되는 HID 램프 중에서 일부를 OFF시켜 사용하는 방법밖에 없어 매우 비효율적인 방식을 적용하고 있다.
상기 전자식 안정기는 종래, 인버터기능의 역률보상회로인 능동 PFC(Power Factor Correction)회로와 출력회로인 하프 브리지(Half Bridge)의 결합방식과, 능동 PFC회로와 컨버터기능인 벅 컨버터(Buck Convertor) 및 풀 브리지(Full Bridge)의 결합방식과, 능동 PFC회로와 벅 컨버터 및 하프 브리지의 결합방식 중에서 채택되어 사용되고 있다.
하지만, 종래 HID용 전자식 안정기의 경우에는 역률보상회로인 능동 PFC회로에서 열 발생이 일어나 손실이 커지는 문제점이 있었고, 각종 스위칭소자에 의한 스위칭 손실 및 내부저항에 의한 도통손실 등에 의해 효율이 95% 이하로 저하되는 등 내구성 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 실용적이지 못한 문제점이 지적되고 있다.
또한, 종래에는 전자식 안정기라 하더라도 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도를 용이하게 조절할 수 있는 기술이 없었을 뿐더러 접목된 바도 없어 에너지 절약을 위한 HID 램프의 조도 제어에 대한 기술의 필요성이 제기되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점 등을 감안하여 창출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 250W급이나 400W급 이상의 고출력 HID 램프용으로 안정되게 사용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하면서 실용성을 구비할 수 있도록 하는 고압방전등용 안정기를 제공하는데 있다.
또한, 상기 고압방전등용 안정기와 연결하여 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도를 자동 제어하여 조절할 수 있도록 함으로써 에너지 절약을 구현할 수 있도록 하는 고압방전등용 조도 제어시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고압방전등용 안정기는 AC전원을 공급받는 초입부에 입력전류제어소자인 인덕터를 연결하여 인가되는 초기 기동전류를 1차 제어하며 2중 필터구조를 갖는 EMI필터부와; 상기 EMI필터부로부터 입력된 교류전압을 전파정류하여 직류전압으로 변환하는 전파정류부와; 상기 전파정류부의 출력을 커패시터를 통해 맥류상태로 변환하고 인덕터 및 다이오드를 통해 공급전압을 2차로 전류제어 및 상승시키며 평활시켜 직류전압의 역률을 보상하는 수동 PFC회로와; 상기 수동 PFC회로로부터 역률 보상된 직류전압을 공급받으며 LC공진회로 및 ZVS회로를 구비하여 HID 램프의 점등을 위한 동기전압 및 이그나이터전압을 만들고 데드타임에 의한 보상으로 출력전력을 컨트롤하는 HID 램프구동용 드라이브회로를 포함하여 구성되게 한다.
또한, 본 발명에 의한 고압방전등용 조도 제어시스템은 램프구동용 안정기에 프로그래밍 제어를 행하고 제어명령을 주는 마이컴을 연결하고 전력선모뎀을 통하여 중앙제어용 PC와 통신하도록 연결함으로써 전력선 통신제어를 통해 중앙 PC에서 램프의 조도를 자동 조절할 수 있도록 구성되게 하며, 누전검출기를 연결 장착함에 의해 누전차단기능을 구비하도록 구성되게 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기를 나타낸 회로도이고, 도 2는 본 발명에 있어 데드타임 조절을 위한 ZVS회로부의 구성을 보인 상세도이고, 도 3은 본 발명에 의한 고압방전등용 조도 제어시스템을 설명하기 위해 나타낸 블록구성도이고, 도 4는 본 발명에 있어 누전차단기능을 위한 구성을 보인 개략도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기(100)는 AC전원을 공급받는 초입부에 입력전류제어소자인 인덕터(L2)를 연결하여 인가되는 초기 기동전류를 1차 제어토록 하고 2중 필터구조를 통해 노이즈성분을 제거토록 하는 EMI필터부(110)와, 상기 EMI필터부(110)로부터 입력된 교류전압을 전파정류하여 직류전압으로 변환하는 전파정류부(120)와, 상기 전파정류부(120)의 출력을 커패시터(C3)(C4)를 통해 맥류(ripple)상태로 변환하고 인덕터(L1) 및 다이오드(D1)를 통해 공급전압을 2차로 전류제어함과 아울러 상승시키며 평활시켜 직류전압의 역률을 보상하여주는 수동 PFC회로(130)와, 상기 수동 PFC회로(130)로부터 역률 보상된 직류전압을 공급받으며 LC공진회로 및 ZVS(Zero Voltage Switching) 회로를 구비하여 HID 램프(1)의 점등을 위한 동기전압 및 이그나이터전압을 만들고 데드타임에 의한 보상으로 출력전력을 컨트롤하게 되는 HID 램프구동용 드라이브회로(140)와, 상기 드라이브회로(140) 및 HID 램프(1)의 파손으로 인해 점등이 이루어지지 않는 경우 계속적으로 발생되는 이그니션(ignition) 펄스를 차단하기 위하여 R과 C의 시정수를 이용한 딜레이회로로 구성되는 타임딜레이회로(150)와, 상기 드라이브회로(140)에 의한 HID 램프(1)의 점등 후 바로 OFF되는 경우 다이악(Diac)(D9)과 MOSFET(Q5)의 구동을 통해 드라이브회로(140)를 OFF상태로 만들어 출력전력을 차단할 수 있도록 하는 보호회로(160)를 포함하여 이루어진다.
상기 HID 램프구동용 드라이브회로(140)는 수동 PFC회로(130)로부터 역률 보상된 직류전압을 공급받으며 드라이브 IC(141)의 동작에 의해 스위칭 제어되어 출력전력을 형성하게 되는 4개의 MOSFET(Q1~Q4) 구성을 갖는 풀브리지회로부(142)와, 상기 풀브리지회로부(142)에 의한 출력 형성시 전압이 인가되어 HID 램프(1)의 점등에 필요한 동기전압을 만들며 변압기(T1)의 출력 인덕터(Lo)와 커패시터(C14)를 LC공진으로 결합 구성한 이그나이터회로부(143)와, 상기 이그나이터회로부(143)에 의한 HID 램프(1)의 점등이 안되는 경우 이를 대비하여 별도로 이그나이터 전압을 공급하기 위한 사이닥(Sidac)(S1) 구성의 보조 이그나이터(144)와, 상기 풀브리지회로부(142)에 연결 구비되며 가변저항(R29) 1개에 의해 데드타임을 조절하여 출력전력을 제어할 수 있도록 구성된 ZVS회로부(145)로 구성되게 한다.
이때, 상기 풀브리지회로부(142)를 구성하는 4개의 MOSFET소자는 IGBT소자로 대체 구성할 수 있으며, 상기 ZVS회로부(145)는 3개의 비교기(U11A~U11C)와 하나의 가변저항(R29) 및 2개의 논리회로(U10)(U13)의 연결 구성으로 이루어진다.
상기 타임딜레이회로(150)는 인가전압의 분배기능을 하는 저항(R23)(R24) 및 커패시터(C22)와, 입력의 반전신호를 출력하는 인버터구조의 비교기(U4~U2)와, 시정수로 기능하는 저항(R21) 및 커패시터(C21)와, 비교기(U2)의 최종 출력으로 OFF 제어되며 드라이브회로(140)의 이그나이터회로부(143) 또는 보조 이그나이터(144) 에 발생되는 이그니션 펄스를 차단하는 릴레이(LS1)의 연결 구성으로 이루어진다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
안정기(100)에 AC220V의 전원이 인가되면 EMI필터부(110)는 초입부에 연결된 인덕터(L2)가 초기에 인가되는 초기 기동전류를 1차 제어하게 되고 2중 필터링을 행하여 노이즈성분 및 정전기를 제거한다.
이때, 인덕터(L2)는 입력전류제어소자로 초기 기동전류를 제어함에 따라 1차적인 역률보상을 행하는 기능과 더불어 대기전력을 줄여주는 기능을 하게 된다.
전파정류부(120)는 EMI필터부(110)로부터 입력된 교류전압을 전파 정류하여 직류전압으로 변환시킨 후 인덕터(L1)를 갖는 수동 PFC회로(130)로 출력한다.
수동 PFC회로(130)는 커패시터(C3)(C4)를 통해 직류전압을 맥류상태로 변환하고 인덕터(L1) 및 다이오드(D1)를 통해 공급되는 전압을 2차로 전류제어함과 아울러 상승시키며 평활콘덴서(C1)(C2)를 통해 평활시킴과 동시에 다시 직류전압으로 만들어 드라이브회로(140)로 공급한다.
이때, 수동 PFC회로(130)는 연결 구비된 인덕터(L1)가 2차로 전류를 제어함에 따라 2차적인 역률보상을 행하는 기능을 하게 되며, DC 링크전압 310V를 드라이브회로(140)에 입력되게 한다.
드라이브IC(141)측의 VCC 공급전압은 이 DC 링크전압 310V를 보호회로(160)측에 연결 구성된 커패시터(C15)와 제너다이오드(ZD1) 및 다이오드(D8)를 통해 DC 15V로 만들고 이를 드라이브IC(141)에 공급하여 드라이브IC가 동작되게 한다.
드라이브IC(141)는 공급전압에 의해 동작하여 풀브리지회로부(142)를 구성하는 4개의 MOSFET(Q1~Q4)를 스위칭 제어하여 출력전력을 형성되게 한다.
여기서, 드라이브IC(141)는 풀브리지회로부(142)측의 MOSFET(Q1)(Q4)에 ON 펄스를 공급하고 MOSFET(Q2)(Q3)에 OFF 펄스를 공급하여 스위칭에 의한 출력전력이 형성되게 한다.
이때, 상기 ZVS회로부(145)에서는 도 2에서와 같이, 하나의 가변저항(R29)과 3개의 비교기(U11A~U11C) 및 2개의 논리회로(U10)(U13)의 연결 구성을 통해 가변저항(R29) 1개의 조절로 4개의 신호를 출력되게 하여 데드타임(dead time)을 조절함으로써 출력을 컨트롤할 수 있도록 하는 기능을 하게 되며, 데드타임의 조절 및 정확한 듀티비(Duty Rate; 상보적인 스위칭 신호)를 맞춰 출력을 컨트롤하도록 지원한다.
또한, 이그나이터회로부(143)에서는 변압기(T1)에 전압(150V)이 인가되고 변압기(T1)측의 출력측 코일(Lo)과 커패시터(C14)가 결합하여 LC공진으로 HID 램프(1)가 점등하기에 필요한 동기전압을 만들게 되며, 변압기(T1)를 통한 전압 상승으로 HID 램프(1)에 적합한 이그나이터전압을 만들어 공급함으로써 HID 램프(1)를 점등시킨다.
더불어, 보조적으로 LC공진으로 램프의 점등이 되지 않는 경우 커패시터(C13)와 사이닥(S1) 및 인덕터(L3)의 연결 구성인 보조 이그나이터(144)가 동작하여 램프 점등에 필요한 전압을 인가하도록 동작된다. 이러한 보조 이그나이터(144)는 램프가 말기상태나 에미션(emission) 감퇴가 되었을 때 램프(1)가 점등 이 안될 것을 대비하여 구성한 것이다.
나아가, 램프(1)가 정격으로 점등 후에 바로 OFF되는 경우 램프의 임피던스는 제로가 되는데, 이때 램프의 양단 전압은 형성이 안되고 변압기(T1)의 2번과 6번 단자의 양단에 130V의 전압이 형성됨은 물론 변압기(T1)의 9번과 10번 단자에 권선비 만큼의 40V 전압이 유도되며 다이오드(D10)와 커패시터(C18)에 의해 직류전압으로 변환되어 다이악(D9)에 인가된다. 이때 보호회로(160)에서는 다이악(D9)이 동작에 필요한 최소전압(35V)으로 인가되는 경우 도통하여 MOSFET(Q5)를 구동시키게 되며 이에 의해 드라이브IC(141)의 5번 단자가 단락되어 드라이브IC(141)를 OFF상태가 되게 함으로써 출력전력을 차단하여 회로를 보호되게 한다.
여기서, 타임딜레이회로(150)에서는 DC 링크전압을 저항(R23)과 저항(R24) 및 커패시터(C22)에서 전압 분배되어 전압이 걸리게 되고 비교기(U4)의 입력에 High 신호가 입력되는데 인버터구조로 Low 신호가 출력된다.
그리고, 비교기(U3)는 비교기(U4)의 Low 신호를 High 신호로 반전시켜 출력하게 되고, 이 High의 출력신호는 저항(R21)과 커패시터(C21)의 시정수에 의해 서서히 커패시터(C21)에 충전되며, 설정된 시정수만큼 기울기를 가지고 전압이 증가하다가 비교기(U2)의 트리거 전압(2.5V)을 넘는 순간 비교기(U2)의 출력은 High에서 Low로 전환된다. 이에 따라 릴레이(LS1)의 1번 단자에 0V를 인가하게 되고 이그니션 펄스의 차단에 의해 이그나이터회로부(143) 및 보조 이그나이터(144)의 동작을 정지되게 한다.
즉, 타임딜레이회로(150)에서는 회로에 연결된 저항(R21)과 커패시터(C21)의 시정수만큼 딜레이타임(Delay Time)을 발생시키며 이후 트리거전압 이상에 의한 릴레이 차단신호를 발생함에 따라 이그니션 펄스를 차단하도록 설계된 것이다.
한편, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기 또는 일반적인 고압방전등용 안정기와 전력선모뎀과 같은 통신제어수단을 결합시켜 HID 램프의 조도를 제어할 수 있도록 하는 기술을 부가하여 기술하고자 한다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 고압방전등용 조도 제어시스템은 상술한 본 발명의 고압방전등용 안정기(100) 또는 일반적인 고압방전등용 전자식 안정기(10)에 연결되며, 중앙제어용 PC(210)에 연결된 전력선모뎀(220)에서 얻은 신호를 상기 안정기(100)(10)의 램프구동용 드라이브회로에 전달함과 아울러 램프의 상태를 확인하고 시간대별로 또는 광량이나 온도의 외부 환경조건에 따라 프로그래밍 제어를 행하여 HID 램프의 조도를 제어토록 하는 마이컴(230)과, 상기 마이컴(230)과 중앙제어용 PC(210)와의 통신을 가능하게 하며 자동이득조정(AGC)을 행하는 모뎀 칩(240)과, 상기 전력선모뎀(220)이 연결되는 전력라인(PL)에 연결되며 중앙제어용 PC(210)로부터 마이컴(230)에 신호전달시 용이한 신호검출을 위한 수신 커플러(251) 및 VI증폭기(252)와, 상기 전력선모뎀(220)이 연결되는 전력라인(PL)에 연결되며 마이컴(230)으로부터 중앙제어용 PC(210)에 신호전달시 최대 전송을 행하기 위한 송신 커플러(261) 및 전류증폭기(262)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
이때, 상기 전력선모뎀(220)이 연결되는 전력라인(PL)에 누전검출기(270)를 연결하고 상기 마이컴(230)으로 누전검출신호를 보내도록 구성하며, 상기 안정 기(100)(10) 또는 HID 램프를 OFF시키는 스위치(280)를 연결 구성하되 이 스위치(280)는 상기 누전검출기(270) 또는 마이컴(230)에 의해 스위칭 제어되도록 구성되게 함이 바람직하다.
여기서, 상기 누전검출기(270)는 입력전류(i1)와 출력전류(i2)의 차이를 검출하여 누전정보를 검출할 수 있도록 할 수 있으며, 이러한 누전검출정보 제공에 의한 누전차단기능을 부여함으로써 에너지 절약은 물론 안정기 및 램프를 보호하는 효과를 누릴 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 마이컴(230)은 외부 환경에 따른 HID 램프의 조도 제어를 위해서 광센서나 온도센서 및 차량감지센서 등 각종 감지센서로부터 신호를 전달받도록 연결 구성되게 한다.
상술한 바와 같은 이러한 본 발명의 조도 제어시스템에 의하면, 사람이나 차량 소통이 많거나 공장에서 작업량이 많은 시간대에는 100% 조도를 유지하도록 제어할 수 있고, 새벽 등 조도가 높을 필요가 없거나 소통이 적거나 없는 경우에는 50% 조도를 유지하도록 제어할 수 있다.
그리고, 광량, 온도, 계절에 따른 조도 제어를 행할 수 있게 될 뿐만 아니라 차량이나 사람의 소통을 인식할 수 있도록 한 모뎀을 통하여 차량이나 사람의 진입방향측의 안정기에 미리 신호를 전달함으로써 차량이나 사람이 지나가는 주변의 램프 조도를 100% 유지하도록 제어할 수도 있다.
따라서, 통신제어수단을 통하여 HID 램프의 조도를 자동 제어하여 조절함으로써 기존 대비 평균 15~30% 이상의 에너지 절감효과를 도모할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템은 상술한 바와 같은 구체적인 실시예 및 첨부한 도면을 참조하여 설명하였으나, 이에 특별히 한정된다 할 수 없으며, 본 발명의 기술적 사상에 대한 유사범주 내에서 다양하게 치환, 수정, 변형 등이 이루어질 수 있음은 자명하다 할 것이며, 이는 본 발명에 귀속될 수 있다 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템에 의하면, 250W급이나 400W급 이상의 고출력 HID 램프용으로 안정되게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있으며 특히 실제 적용이 가능한 실용성을 갖는 고압방전등용 안정기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 고압방전등용 안정기와 통신제어수단과의 결합을 통해 외부환경에 따라 HID 램프의 조도를 자동 제어하여 조절할 수 있어 에너지의 절감효과는 물론 매우 효율적인 운용을 가능하게 하는 조도 제어시스템을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. HID 램프(1)를 점등시키기 위한 고압방전등용 안정기(100)에 있어서,
    AC전원을 공급받는 초입부에 입력전류제어소자인 인덕터(L2)를 연결하여 인가되는 초기 기동전류를 1차 제어하며 2중 필터구조를 갖는 EMI필터부(110)와;
    상기 EMI필터부로부터 입력된 교류전압을 전파정류하여 직류전압으로 변환하는 전파정류부(120)와;
    상기 전파정류부의 출력을 커패시터(C3)(C4)를 통해 맥류상태로 변환하고 인덕터(L1) 및 다이오드(D1)를 통해 공급전압을 2차로 전류제어 및 상승시키며 평활시켜 직류전압의 역률을 보상하는 수동 PFC회로(130)와;
    상기 수동 PFC회로(130)로부터 역률 보상된 직류전압을 공급받으며 LC공진회로 및 ZVS회로를 구비하여 HID 램프(1)의 점등을 위한 동기전압 및 이그나이터전압을 만들고 데드타임에 의한 보상으로 출력전력을 컨트롤하는 HID 램프구동용 드라이브회로(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 안정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 드라이브회로(140) 및 HID 램프(1)의 파손으로 인해 점등이 이루어지지 않는 경우 계속적으로 발생되는 이그니션 펄스를 차단하기 위하여 시정수를 이용한 딜레이 차단기능을 발휘하는 타임딜레이회로(150)를 포함하여 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 안정기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 드라이브회로(140)에 의한 HID 램프(1)의 점등 후 바로 OFF되는 경우를 대비하여 다이악(Diac)(D9)과 MOSFET(Q5)의 구동을 통해 드라이브회로(140)를 OFF상태로 만들어 출력전력을 차단함에 의해 안정기회로를 보호하기 위한 보호회로(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 안정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 HID 램프구동용 드라이브회로(140)는 수동 PFC회로(130)로부터 역률 보상된 직류전압을 공급받으며 드라이브 IC(141)의 동작에 의해 스위칭 제어되어 출력전력을 형성하게 되는 4개의 MOSFET(Q1~Q4) 구성을 갖는 풀브리지회로부(142)와;
    상기 풀브리지회로부(142)에 의한 출력 형성시 전압이 인가되어 HID 램프(1)의 점등에 필요한 동기전압을 만들며 변압기(T1)의 출력 인덕터(Lo)와 커패시터(C14)를 LC공진으로 결합 구성한 이그나이터회로부(143)와;
    상기 이그나이터회로부(143)에 의한 HID 램프(1)의 점등이 안되는 경우 이를 대비하여 별도로 이그나이터 전압을 공급하기 위한 사이닥(Sidac)(S1) 구성의 보조 이그나이터(144)와;
    상기 풀브리지회로부(142)에 연결 구비되며 가변저항(R29) 1개에 의해 데드타임을 조절하여 출력전력을 제어할 수 있도록 구성된 ZVS회로부(145)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 안정기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 타임딜레이회로(150)는 인가전압의 분배기능을 하는 저항(R23)(R24) 및 커패시터(C22)와, 입력의 반전신호를 출력하는 인버터구조의 비교기(U4~U2)와, 시정수로 기능하는 저항(R21) 및 커패시터(C21)와, 비교기(U2)의 최종 출력으로 OFF 제어되며 상기 드라이브회로(140)의 이그나이터회로부(143) 또는 보조 이그나이터(144)에 발생되는 이그니션 펄스를 차단하는 릴레이(LS1)의 연결 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 안정기.
  6. 상기 제 1항 내지 제 5항에 의한 고압방전등용 안정기(100) 또는 일반적인 고압방전등용 전자식 안정기(10)에 연결되며, 중앙제어용 PC(210)에 연결된 전력선모뎀(220)에서 얻은 신호를 상기 안정기(100)(10)의 램프구동용 드라이브회로에 전달함과 아울러 램프(1)의 상태를 확인하고 시간대별로 또는 광량이나 온도의 외부 환경조건에 따라 프로그래밍 제어를 행하여 HID 램프(1)의 조도를 제어하는 마이컴(230)과;
    상기 마이컴(230)과 중앙제어용 PC(210)와의 통신을 가능하게 하며 자동이득조정(AGC)을 행하는 모뎀 칩(240)과;
    상기 전력선모뎀(220)이 연결되는 전력라인(PL)에 연결되며 중앙제어용 PC(210)로부터 마이컴(230)에 신호전달시 용이한 신호검출을 위한 수신 커플러(251) 및 VI증폭기(252)와;
    상기 전력선모뎀(220)이 연결되는 전력라인(PL)에 연결되며 마이컴(230)으로부터 중앙제어용 PC(210)에 신호전달시 최대 전송을 행하기 위한 송신 커플러(261) 및 전류증폭기(262)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 조도 제어시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전력선모뎀(220)이 연결되는 전력라인(PL)에 누전검출기(270)를 연결하고 상기 마이컴(230)으로 누전검출신호를 보내도록 구성하며, 상기 안정기(100)(10) 또는 HID 램프(1)를 OFF시키는 스위치(280)를 연결 구성하되 이 스위치(280)는 상기 누전검출기(270) 또는 마이컴(230)에 의해 스위칭 제어되는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 조도 제어시스템.
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KR101303466B1 (ko) * 2012-12-14 2013-09-05 주식회사 리모텍 가로등의 점등 및 디밍 장치
US9743470B2 (en) 2011-07-06 2017-08-22 Ricoh Company, Ltd. Lighting control circuit, illuminating lamp using the lighting control circuit, and lighting device using the illuminating lamp

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