KR100210714B1 - 형광램프 조광기 제어회로 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

감지된 자연광 및 램프 출력에 대한 인공광을 나타내는 곡선들 중 임의로 선택된 한 곡선에 따라 형광 램프를 제어하는 방법 및 이롸 같은 제어를 제공하는 제어 회로로서, 상기 곡선들 각각은 가파른 기울 부분 및 더 완만한 기울기 부분을 갖는다.

Description

형광 램프 조광기 제어 회로 및 그 방법

제1도는 본 발명에 따라 제공된 조광기 제어 회로를 도시하는 도면.

제2도는 본 발명의 방법이 실행되는 곡선들을 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

131 : 안정기 Q₁,Q₂,Q_3,Q₄: 트랜지스터

R : 가변 저항기

본 발명은 조명 분야, 특히 형광 램프의 조광기를 제어하는 방법 및 이 방법을 제공하는 제어 회로에 관한 것이다.

본 발명은, 본 출원의 양수인과 동일한 양수인에게 양도되었으며, 명칭이 조광기 제어 회로로써 발명자가 Stefan F. Szuba인 1989년 9월 5일자의 미합중국 특허 출원 번호 제403,222호에 게재된 내용과 관련된다.

상기 특허 출원 번호 제403,222호는 또한 발명자가 John M. Wong 및 Michael A. Kurzak로서, 1989년 5월 26일 출원된 미합중국 특허 출원 제358,257호와 참조로써 거기에 병합된 모든 내용들을 또한 참조한다.

본 발명의 목적은 보다 효과적인 형광 램프용 조광 제어기를 제공하는 것이다.

본 발명의 여러 장점 중 하나는 종래의 조광 제어기 보다 전기 에너지를 크게 절약할 수 있다는 것이다.

본 발명의 여러 특징중에 하나는 소정 위치에서의 광량을 종래의 기술에서 보다 더 선택적으로 제어할 수 있다는 점이다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 형광 램프에 의해 소정 위치에 제공되는 광량을 제어하는 방법이 제공된다. 이 제어는 여러 소정 곡선들 중 임의로 선택된 하나의 곡선에 따라서 이루어진다. 상기 곡선들 각각은 램프의 광량 대, 자연광 및 램프광에 의해 제공되는 조명량을 나타낸다. 상기 곡선들 각각은 기울기가 가판른 부분 보다 기울기가 더 완만한 부분과 결합된 가파른 기울기를 갖는 부분을 갖는다. 상기 방법은 자연광 및 인공광에 의해 소정 위치에 제공되는 조명량을 감지하는 단계를 포함한다. 이는 또한 여러 곡선들중 한 곡선을 선택하는 단계를 포함하고 있다. 형광 램프는 감지된 조명량이 저 레벨일 경우, 선택된 곡선의 가파른 기울기에 따라서 많은 양의 광을 제공하도록 제어된다. 또한, 형광 램프는 감지된 조명량이 상기 저 레벨보다 높은 레벨일 경우, 선택된 곡선의 더 완만한 부분에 따른 상기 많은 광량 보다 더 적은 광량을 제공하도록 제어된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 형광 램프 조광기용 제어 회로가 제공된다. 이 제어 회로는 형괄 램프의 안정기에 연결된다. 제어 회로는 여러 소정 곡선들 중 선택된 임의의 한 곡선에 따라 형광 램프에 의해 소정 위치에 제공되는 광량을 제어하는 동작을 한다. 각각의 곡선들은 형광 램프에 의해 제공된 광량 대 자연광 및 형광 램프에 의해 소정 위치에 제공된 조명량을 나타낸다. 상기 제어 회로는 소정 위치에서의 조명량을 감지하는 광감지 수단을 포함하며, 또한 여러 곡선들 중 한 곡선을 선택하는 선택 수단을 포함한다. 각각의 곡선들은 광 감지 수단이, 형광램프가 높은 광량을 제공해야 함을 나타낼 때는 가파른 기울기를 가지며, 광 감지 수단이 형광 램프가 상기 높은 량 보다 적은 량을 제공해야 함을 나타낼 때는 더 완만한 기울기를 갖는다. 제어 회로는 또한 형광 램프로부터 나오는 광량 중 어느 정도의 량에서 각각의 곡선들이 가파른 기울기로부터 더 완만한 기울기로 바뀌어야 하는가를 결정하는 결정 수단을 포함한다.

본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들이 첨부한 도면과 관련된 다음의 상세한 설명 및 부가된 특허 청구 범위를 통해 보다 더 상세히 이해될 것이다.

제1도는 본 발명의 제어 회로를 도시한 것으로, 제어 회로는 출원 번호 제358,257호의 제1도에 도시된 조광 인터페이스(dimming interface)(110)의 단자(113,114)들에 연결된다. 제1도에 도시된 바와 같이, 특정 위치의 빛을 감지하는 광 센서 LS가 제공된다.

광 센서 LS는 캐패시터 C 의 양단에 연결되는데, 상기 캐패시터의 한쪽 끝은 NPN트랜지스터 Q₃의 베이스에 접속되고, 다른 쪽 끝은 트랜지스터 Q₃의 콜렉터에 연결된다.

트랜지스터 Q₃의 에미터는 가변 저항기 R₂의 한쪽 끝에 연결되며, 상기 가변 저항기 R₂의 다른쪽 끝은 광 센서 LS의 한쪽 끝 및 트랜지스터 Q₃의 베이스에 연결된다.

트랜지스터 Q₃의 에미터는 또한 NPN 트랜지스터 Q₂의 베이스 및 NPN 트랜지스터 Q₄의 에미터에 연결된다.

트랜지스터 Q₃및 Q₄의 베이스들은 상호 연결된다.

트랜지스터 Q₄의 콜렉터는 저항 R_2b의 한쪽 끝에 연결되며, 이 저항 R_2b의 다른쪽 끝은 캐패시터 C의 다른쪽 끝에 연결된다. 트랜지스터 Q₄의 에미터는 또한 저항 R_2c의 다른쪽 끝에 연결되며, 이 저항 R_2c의 다른쪽 끝은 단자(114)에 연결된다.

트랜지스터 Q₄의 에미터 및 콜렉터 양단에 저항 R_2d가 연결된다. 트랜지스터 Q₂의 콜렉터는 저항 R_2a의 한쪽 끝에 연결되고, 이 저항R_2a의 다른쪽 끝은 캐패시터 C의 다른쪽 끝에 연결된다. 저항 R_2a의 한쪽 끝은 또한 PNP 트랜지스터 Q₁의 베이스에 연결된다. 저항 R_2a의 다른쪽 끝은 트랜지스터 Q₁의 에미터에 연결된다. 트랜지스터 Q₁의 에미터는 또한 단자(113)에 연결된다. 트랜지스터 Q₁의 콜렉터는 단자(114)에 연결된다.

제2도에 도시된 곡선들은 실험을 통해 나온 결과를 도시한 것이다. 여기에는 곡선들 중 단지 두 개의 곡선들만 도시하였다. 당업자들은 여러 많은 곡선들이 상기 곡선들에 속함을 본원의 개시로부터 알 수 있을 것이다. 제2도의 각각의 곡선은 본 발명에 따라 제어되는 형광 램프의 출력 대 광 센서에서의 조명을 나타낸다. 각각의 곡선의 상부 가파른 기울기 부분. 즉 A에서 B 까지의 부분은 루우멘(lumen) 유지 제어 및 주변 광 조정을 제공한다. 더 완만한 기울기를 갖는 하부, 즉 각 각의 곡선의 B에서 C부분들 단지 주변 광 조정만을 실행한다. 이러한 성질의 곡선들은 최적의 전기 에너지 사용 및 최적 질의 조명을 제공하도록 선택됨을 알 수 있다. 각각의 곡선의 B점들은 램프의 최대 출력중 70%를 나타내도록 선택되었는데, 램프의 최대 출력은 각각의 곡선의 A점으로 나타난다. 더욱이 곡선의 기울기는 각각의 곡선의 B점 각각에서 광 센서의 조명이 각각 곡선의 A점에서의 조명에 1.105배와 같게 되도록 선택되었다.

따라서, A1 이 70 럭스에 놓이면, 제어 회로는 점 B1이 77.35 럭스에 놓이도록 지정된다. 이론적으로 점 C1은 점 A1의 70 럭스 값에 3.2배가 되는 곳에 놓일 수도 있다고 생각되었다. 그러나, 실제로는 한 제어 회로와 다른 제어 회로 사이에서의 제어 회로 파라메터들의 변화들과, 작업장에서의 변화들 뿐만 아니라 광 센서의 설치 위치들 에서의 변화들은 곡선 A1, B1, C1 상의 점 C1을 300 럭스에 위치 시키는 것을 더욱 바람직하게 하였다.

A2가 120 럭스에 놓이면, 제어 회로는 점 B2가 132.6 럭스에 놓이도록 지정된다. 또한 곡선 A1, B1, C1의 경우 처럼, 점 C2는 A2의 120 럭스 값에 3.2배 되는 곳에 위치될 수도 있다고 생각되었다. 그러나, 실제로는 한 제어 회로와 다른 제어 회로 사이의 제어 회로 파라메터들의 변화들과, 작업장에서의 변동들 뿐만 아니라 광 센서의 설치 위치들에서의 변화는 곡선 A2, B2, C2 상의 점 C2를 420 럭스에 위치시키는 것이 더욱 바람직하게 하였다.

동작시, 트랜지스터 Q₁,Q₂,Q_3,Q₄에는 안정기(131)에 연결된 형광 램프(들)와 관련된 출원 번호 제358,257호의 제1도의 조광 인터페이스 회로(110)로부터 동작을 위한 전력이 제공된다. 제1도의 회로에는 어떠한 보조 전원도 필요하지 않다.

가변 저항기 R₂는 임계 제어 장치 또는 선택 수단으로 사용된다.

트랜지스터 Q₁은 본 발명의 주 전류 싱크(Sink)이다.

트랜지스터 Q₂는 조정 증폭기 및 부분적인 전류 싱크로서 동작한다. 트랜지스터 Q₃및 Q₄는 가변 이득 광 전류 증폭기를 형성한다. 트랜지스터 Q₃및 Q₄는 낮은 자연 광 레벨에서 고전류 이득을 갖는 방식으로 동작한다.

이러한 고 이득에서, 각각의 곡선의 상부 A에서 B는 제어되는 형광 램프(들)에 의해 제공된다. 보다 높은 자연광 레벨에서, 트랜지스터 Q₄는 포화 상태가 되며 이 결과 트랜지스터 Q₃및 Q₄에 의해 형성된 증폭기의 비교적 낮은 전류 이득이 나타난다. 이렇게 해서, 점 B에서 점 C까지의 각각의 곡선의 더 완만한 부분이 제공된다. 저항 R_2b의 값과 트랜지스터 Q₃및 Q₄의 전류 이득은 제2도의 각각의 곡선들 상의 B의 위치를 결정한다.

점 A와 점 B 사이에서 요망되는 각각의 곡선의 가파른 경사를 얻도록 저항 R_2b및 R_2d가 선택된다. R_2a는 트랜지스터 Q₁의 바이어스를 이루는 역할을 하고, R_2c는 회로의 초기 전압 이득을 이루는 역할을 한다.

당업자들은 앞의 다양한 변경들을 명백히 알 수 있을 것이며, 본원에 기재한 장치는 실증을 위한 것이지 국한시키고자 한 것은 아니다.

Claims (15)

1. 소정의 곡선들 중 선택된 한 곡선에 따라 형광 램프에 의해 소정 위치에 제공된 광량을 제어하는 방법으로서, 상기 곡선들 각각은 가파른 기울기가 있는 부분과 그에 연결되어 가파른 기울기 보다는 더 완만한 기울기가 있는 부분을 가지며, 상기 방법은 자연광 및 상기 형광 램프에 의해 상기 소정 위치에 제공된 조명량을 감지하는 단계와, 상기 곡선들 중 한 곡선을 선책하는 단계를 포함하며, 상기 형광 램프는 감지된 조명량이 저 레벨에 있을 때, 상기 선택된 곡선의 가파른 기울기에 따라서 많은 광량을 제공하도록 제어되며, 감지된 조명량이 상기 저레벨 보다 높은 레벨에 있을 때, 상기 곡선의 상기 더 완만한부분에 따라 상기 많은 양 보다는 적은 광량을 제공하도록 제어되는 광량 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가파른 기울기의 저부에서 감지된 광량은 상기 가파른 기울기의 상부에서 감지된 광량의 1.105배인 광량 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가파른 기울기의 저부에서 상기 형광 램프에 의해서 제공된 광량은 상기 가파른 기울기의 상부에서 제공된 광량의 70%인 광량 제어 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 더 완만한 기울기의 저부에서 감지된 광량은 상기 가파른 기울기의 상부에서 감지된 광량의 적어도 3.2배가 되는 광량 제어 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 더 완만한 기울기의 저부에서 상기 형광 램프에 의해 제공된 광량은 상기 가파른 기울기의 상부에 제공된 광량의 20%가 되는 광량 제어 방법.
6. 형광 램프 조광기 제어 회로에 있어서, 상기 제어 회로는 형광 램프용 안정기에 연결되고, 상기 제어 회로가 소정의 곡선들 중 임의로 선택된 한 곡선을 따라 상기 형광 램프에 의해 소정 위치에 제공된 광량을 제어하는 동작을 하며, 상기 제어 회로는, 자연광 및 상기 형광 래프에 의해 제공된 소정 위치의 조명량을 감지하는 광감지 수단과, 상기 곡선들 중 한 곡선을 선택하는 선택 수단을 포함하며, 상기 곡선들 각각은 상기 광 감지 수단이 상기 형광 램프가 많은 광량을 제공해야 함을 표시하는 경우에는 가파른 기울기를 갖고, 상기 광 감지 수단이 상기 형광 램프가 상기 많은 광량 보다 적은 광량을 제공해야 함을 표시하는 경우에는 더 완만한 기울기를 가지며, 상기 제어 회로는 상기 형광 램프로부터의 광량의 어느 정도의 양에서 각각의 곡선들이 상기 가파른 기울기로부터 상기 더 완만한 기울기로 바뀌는가를 결정하는 결정 수단을 포함하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어 회로는 낮은 자연광 레벨들에서 고전류 이득으로 동작하는 한쌍의 트랜지스터를 구비한 광 증폭기를 포함하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
8. 제7항에 있어서, 상기 한쌍의 트랜지스터 중 한 트랜지스터가 비교적 높은 자연광 레벨에서 포화 상태가 되는 형광 램프 조광기 제어 회로.
9. 제8항에 있어서, 상기 선택 수단이 상기 한쌍의 트랜지스터 중 다른 트랜지스터의 에미터에 연결된 가변 저항기를 포함하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
10. 제9항에 있어서, 상기 결정 수단이 상기 한쌍의 트랜지스터 중 상기 한 트랜지스터의 콜렉터에 연결된 저항을 포함하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
11. 제10항에 있어서, 상기 결정 수단이 상기 한쌍의 트랜지스터 중 상기 한 트랜지스터의 콜렉터와 에미터의 양단에 연결된 저항을 포함하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에서, 상기 광 센서가 상기 가파른 기울기의 상부 보다 상기 가파른 기울기의 저부에서 1.105배의 광량을 감지하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
13. 제6항에 있어서, 상기 결정 수단은 상기 가파른 기울기의 상부에서 제공된 광량의 70%가 상기 가파른 기울기의 저부에서 제공되도록 동작하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
14. 제6항에 있어서, 상기 광 감지 수단은 상기 더 완만한 기울기의 저부에서 상기 가파른 기울기의 상부에서 감지된 광량의 적어도 3.2배의 광량을 감지하는 형광 램프 조광기 제어 회로.
15. 제6항에 있어서, 상기 결정 수단은 상기 가파른 기울기의 상부에서 제공된 광량의 20%가 상기 더 완만한 기울기의 저부에 제공되도록 동작하는 형광 램프 조광기 제어 회로.