KR100347303B1 - Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp - Google Patents

Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp Download PDF

Info

Publication number
KR100347303B1
KR100347303B1 KR1020000021082A KR20000021082A KR100347303B1 KR 100347303 B1 KR100347303 B1 KR 100347303B1 KR 1020000021082 A KR1020000021082 A KR 1020000021082A KR 20000021082 A KR20000021082 A KR 20000021082A KR 100347303 B1 KR100347303 B1 KR 100347303B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal halide
signal
halide lamp
lighting
lighting signal
Prior art date
Application number
KR1020000021082A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010097214A (en
Inventor
김기정
Original Assignee
주식회사 룩스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 룩스텍 filed Critical 주식회사 룩스텍
Priority to KR1020000021082A priority Critical patent/KR100347303B1/en
Publication of KR20010097214A publication Critical patent/KR20010097214A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100347303B1 publication Critical patent/KR100347303B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2881Load circuits; Control thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Abstract

개시된 본 발명은 메탈핼라이드 램프를 안정적으로 점등시키기 위해 구형저주파에 정현고주파 성분을 첨가시키는 방식을 이용하여 메탈핼라이드 램프 점등시 발생하는 음향공명 현상을 감소시키기 위한 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소장치에 관한 것이다.Disclosed is an acoustic resonance phenomenon of a metal halide lamp for reducing acoustic resonance occurring when the metal halide lamp is turned on by adding a sinusoidal frequency component to a spherical low frequency to stably light the metal halide lamp. A reduction device.

본 발명의 장치는 외부로부터 입력되는 턴온 신호에 응하여 에너지를 축적하고, 외부로부터 입력되는 턴오프 신호에 응하여 축적된 에너지를 방전시켜 구형저주파 성분의 신호에 정현고주파 성분의 신호를 합성시켜 메탈핼라이드 램프의 점등신호를 출력하는 점등신호 생성수단과, 점등신호 생성수단에서 출력되는 점등 신호의 리플성분을 제한하는 리플성분 제한수단과, 리플성분 제한수단으로부터 출력되는 점등신호를 메탈핼라이드 램프의 점등 조건으로 전류 파형을 생성하기 위한 인버터와, 구형파 신호 생성수단의 트랜스 2차측에 충방전되는 에너지를 체크하고, 체크 결과에 따라 트랜스 2차측의 전압 및 전류의 위상차를 없애주기 위한 제어신호를 생성하며, 제어신호를 이용하여 점등신호 생성수단의 동작 상태를 제어하는 제어수단을 포함함으로써, 전극 끝부분의 온도가 일정하게 유지되도록 하여 방전관내의 압력이 일정하게 유지되며, 음향공명현상이 감소되며, 플리커 현상이 없어져 램프 수명의 단축을 방지할 수 있다.The device of the present invention accumulates energy in response to the turn-on signal input from the outside, discharges the accumulated energy in response to the turn-off signal input from the outside, and synthesizes a signal of the sinusoidal frequency component with the signal of the spherical low frequency component to produce a metal halide. A lighting signal generating means for outputting a lighting signal of the lamp; a ripple component limiting means for limiting the ripple component of the lighting signal output from the lighting signal generating means; and a lighting signal output from the ripple component limiting means for lighting the metal halide lamp. Checks the energy charged and discharged on the transformer secondary side of the square wave signal generating means and the inverter for generating the current waveform under the condition, and generates a control signal for eliminating the phase difference between the voltage and current on the secondary side of the transformer according to the check result. And control means for controlling the operation state of the lighting signal generating means by using the control signal. As such, to keep the pressure in the discharge tube is constant, the temperature of the electrode end portion is kept constant, the acoustic resonance phenomenon is reduced, and the flicker disappears is possible to prevent the shortening of lamp life.

Description

메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소 장치{Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp}Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp

본 발명은 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reducing acoustic resonance of a metal halide lamp.

보다 상세하게는 메탈핼라이드 램프를 안정적으로 점등시키기 위해 구형저주파에 정현고주파 성분을 첨가시키는 방식을 이용하여 메탈핼라이드 램프 점등시 발생하는 음향공명 현상을 감소시키기 위한 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소장치에 관한 것이다.More specifically, the acoustic resonance phenomenon of the metal halide lamp to reduce the acoustic resonance phenomenon when the metal halide lamp is turned on by adding a sinusoidal frequency component to the spherical low frequency to stably light the metal halide lamp. A reduction device.

일반적으로 메탈핼라이드 램프는 전극모드에서 그 연색성이 우수하기 때문에 연색성을 중요하게 여기는 장소의 조명등으로 많이 이용되고 있다.In general, metal halide lamps are widely used as illumination lamps in places where color rendering is important because of their excellent color rendering in electrode mode.

상술한 메탈핼라이드 램프에 점등을 위한 전력이 공급되고, 메탈핼라이드 램프의 방전관 내에서 고압 방전이 일어날 때, 메탈핼라이트 램프에는 램프 전원주파수와 공명을 일으킬 수 있는 고유 진동수가 발생한다.When the above-described metal halide lamp is supplied with power for lighting, and a high pressure discharge occurs in the discharge tube of the metal halide lamp, the metal halide lamp generates a natural frequency that may cause resonance with the lamp power frequency.

상술한 고유 진동수는 길이(Longitudial), 반지름의 방사(radial) 방향, 사선의 방위성(azimuthal) 방향으로 발생하며, 고유진동수는 단독 그리고 복합된 고유 진동수로 존재한다.The above-mentioned natural frequency is generated in the length (Longitudial), radial direction of the radial, azimuthal direction of the diagonal line, the natural frequency is present as a single and complex natural frequency.

상술한 방전관에 전원이 공급되면 전력에 의해서 방전관 내의 가스가 가열되고, 가열된 가스는 이온화되어 압력의 변화를 가져온다. 이때 가스 압력은 입력되는 전류의 제곱 즉, 전력의 주파수에 의해서 주기적으로 변동을 하게 되므로 일정한 주파수를 형성하며, 이 주파수가 방전관의 벽면에 부딪치게 된다.When power is supplied to the above-described discharge tube, the gas in the discharge tube is heated by the electric power, and the heated gas is ionized to bring about a change in pressure. At this time, since the gas pressure fluctuates periodically by the square of the input current, that is, the frequency of the electric power, it forms a constant frequency, and the frequency hits the wall surface of the discharge tube.

즉, 주파수가 방전관 벽면에 부딪치게 되는 경우 정재파(standing wave)가 발생할 수 있고, 상술한 정재파가 방전관의 고유 진동수 중 하나 또는 그 이상의 주파수와 일치하게 되면 파장의 크기가 커진다.That is, when the frequency hits the discharge tube wall, a standing wave may occur. When the above-mentioned standing wave coincides with one or more frequencies of the natural frequencies of the discharge tube, the magnitude of the wavelength increases.

상술한 바와 같이 파장의 크기가 커지게 되면, 방전관내의 압력 변화가 심해져 탄성체인 가스의 흐름을 불안정하게 하는 음향 공명(acoustic resonance)이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.As described above, when the size of the wavelength is increased, there is a problem in that the pressure change in the discharge tube is severe and an acoustic resonance which causes the flow of the gas which is an elastic body to be unstable occurs.

그러므로 메탈핼라이드 램프의 점등 시 발생하는 음향 공명 현상을 방지하기 위해 첨부 도면 도2와 같은 음향공명 감소 장치를 메탈핼라이드 램프의 점등장치부분에 적용되고 있다.Therefore, in order to prevent acoustic resonance occurring when the metal halide lamp is turned on, an acoustic resonance reduction device as shown in FIG. 2 is applied to the lighting device portion of the metal halide lamp.

첨부 도면 도1은 상술한 메탈핼라이드 램프의 점등장치를 구현하고자 하는 것으로서, 타려식 하프 브리지 인버터로 구성된다. 즉 메탈핼라이드 램프의 점등장치는 트랜지스터(Q3)(Q4)의 스위칭 동작에 따라 구형저주파가 생성된다. 이러한 구형 저주파는 메탈핼라이드 램프의 점등시 음향공명현상을 완전하게 제거하지 못한다는 문제점이 있었다.1 is to implement a lighting device of the metal halide lamp described above, and is configured as a type half bridge inverter. That is, in the lighting device of the metal halide lamp, a rectangular low frequency is generated according to the switching operation of the transistors Q3 and Q4. This spherical low frequency has a problem that it does not completely remove the acoustic resonance phenomenon when the metal halide lamp is turned on.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 메탈핼라이드 램프를 안정적으로 점등시키기 위해 구형저주파에 정현고주파 성분을 첨가시키는 방식을 이용하여 메탈핼라이드 램프 점등시 발생하는 음향공명 현상을 감소시키기 위한 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to reduce the acoustic resonance phenomenon generated when the metal halide lamp is turned on by using a method of adding a sinusoidal frequency component to the spherical low frequency to stably light the metal halide lamp to solve the above problems. The present invention provides a device for reducing acoustic resonance of a metal halide lamp.

도 1은 종래 기술에 따라 메탈핼라이드 램프를 점등시키기 위한 회로도,1 is a circuit diagram for turning on a metal halide lamp according to the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 메탈핼라이드 램프의 점등시 음향 공명 현상 감소 장치를 구현하기 위한 개념을 설명하기 위한 회로도,2 is a circuit diagram for explaining a concept for implementing an apparatus for reducing acoustic resonance when lighting a metal halide lamp according to the present invention;

도 3은 본 발명인 메탈핼라이드 램프의 점등시 음향 공명 현상 감소 장치를 구체화시킨 회로도,3 is a circuit diagram embodying an apparatus for reducing acoustic resonance when the metal halide lamp of the present invention is turned on;

도 4 내지 도 8은 본 발명에 적용된 파형도이다.4 to 8 are waveform diagrams applied to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Main Parts of Drawings *

10 : 점등신호 생성수단10: lighting signal generating means

20 : 리플성분 제한수단20: ripple component limiting means

30 : 인버터30: inverter

40 : 제어수단40: control means

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 외부로부터 입력되는 턴온 신호에 응하여 에너지를 축적하고, 외부로부터 입력되는 턴오프 신호에 응하여 축적된 에너지를 방전시켜 구형저주파 성분의 신호에 정현고주파 성분의 신호를 합성시켜 메탈핼라이드 램프의 점등신호를 출력하는 점등신호 생성수단과, 점등신호생성수단에서 출력되는 점등 신호의 리플성분을 제한하는 리플성분 제한수단과, 리플성분 제한수단으로부터 출력되는 점등신호를 메탈핼라이드 램프의 점등 조건으로 전류 파형을 생성하기 위한 인버터와, 점등신호 생성수단의 트랜스 2차측에 충방전되는 에너지를 체크하고, 체크 결과에 따라 트랜스 2차측의 전압 및 전류의 위상차를 없애주기 위한 제어신호를 생성하며, 제어신호를 이용하여 점등신호 생성수단의 동작 상태를 제어하는 제어수단을 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object accumulates energy in response to the turn-on signal input from the outside, and discharges the accumulated energy in response to the turn-off signal input from the outside to the sinusoidal high frequency component Lighting signal generating means for synthesizing the signal and outputting a lighting signal of the metal halide lamp, ripple component limiting means for limiting the ripple component of the lighting signal output from the lighting signal generating means, and lighting signal output from the ripple component limiting means; Inverter for generating the current waveform under the lighting condition of the metal halide lamp, and the energy charged and discharged on the transformer secondary side of the lighting signal generating means, and the phase difference between the voltage and current on the transformer secondary side is eliminated according to the check result. Generates a control signal for the cycle, the operation state of the lighting signal generating means using the control signal And a control means for control.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 메탈핼라이드 램프의 점등시 음향 공명 현상 감소 장치를 설명하기 위한 회로도이고, 도 3은 도 2를 상세하게 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an apparatus for reducing acoustic resonance when a metal halide lamp is turned on, and FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the details of FIG. 2.

도시된 바와 같이, 점등신호 생성수단(10)은 플라이백 DC-DC 컨버터를 포함하고 있으며, 제어수단(40)으로부터 입력되는 턴온 신호에 응하여 에너지를 축적하고, 제어수단(40)으로부터 입력되는 턴오프 신호에 응하여 축적된 에너지를 방전시키는 과정을 반복적으로 수행하여 반파 정류된 직류성분에 고주파 리플 성분이 첨가되는 메탈핼라이드 램프의 점등 신호를 생성, 출력한다.As shown, the lighting signal generating means 10 includes a flyback DC-DC converter, accumulates energy in response to the turn-on signal input from the control means 40, and turns the input from the control means 40. A process of discharging the accumulated energy in response to the OFF signal is repeatedly performed to generate and output a lighting signal of the metal halide lamp in which the high frequency ripple component is added to the half-wave rectified DC component.

리플성분 제한수단(20)은 복수의 콘덴서로 이루어지며, 상술한 점등신호 생성수단(10)으로부터 신호의 리플의 정도를 일정치 이하로 제한시킨다.The ripple component limiting means 20 is composed of a plurality of capacitors, and limits the ripple level of the signal from the above-described lighting signal generating means 10 to a predetermined value or less.

인버터(30)는 상술한 리플성분 제한수단(20)으로부터 출력되는 점등신호를 메탈핼라이드 램프의 점등 조건으로 전류 파형을 생성한다.The inverter 30 generates a current waveform based on the lighting condition of the metal halide lamp with the lighting signal output from the ripple component limiting means 20 described above.

제어수단(40)은 상술한 점등신호 생성수단(10)의 트랜스 2차측에 충방전되는 에너지를 체크하고, 체크 결과에 따라 트랜스 2차측의 전압 및 전류의 위상차를 없애주기 위한 제어신호를 생성하며, 상술한 제어신호를 이용하여 점등신호 생성수단(10)의 동작상태를 제어한다.The control means 40 checks the energy charged and discharged on the transformer secondary side of the lighting signal generating means 10 described above, and generates a control signal for eliminating the phase difference between the voltage and current on the transformer secondary side according to the check result. By using the control signal described above, the operation state of the lighting signal generating means 10 is controlled.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.The operation of the apparatus for reducing acoustic resonance of the metal halide lamp according to the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 적용된 파형도이다.4 to 8 are waveform diagrams applied to the present invention.

먼저, 제어수단(40)의 턴온 신호에 응하여 점등신호 생성수단(10)의 트랜지스터(Q2)가 턴온상태로 전환되는 경우, 플라이백 컨버터의 2차측에는 1차측과는 반대 극성의 전압이 유도된다. 그러므로, 2차측에 유도되는 전압은 다이오드(D6)(D7)에 의해 차단된다.First, when the transistor Q2 of the lighting signal generating means 10 is turned on in response to the turn-on signal of the control means 40, a voltage having a polarity opposite to that of the primary side is induced on the secondary side of the flyback converter. . Therefore, the voltage induced on the secondary side is cut off by diodes D6 and D7.

이에 따라, 플라이백 컨버터의 2차권선에는 전류가 흐르지 않고, 1차 권선에만 전류가 흐르게 되어 인덕터에 에너지가 축적되고, 콘덴서(C5)(C6)에 충전된 에너지가 부하측으로 방전된다.As a result, no current flows in the secondary winding of the flyback converter, only current flows in the primary winding, and energy is accumulated in the inductor, and energy charged in the capacitors C5 and C6 is discharged to the load side.

즉, 상술한 상태에서는 트랜스 내에 전력의 전달이 수행되지 않고, 1차측 권선으로 공급된 에너지는 모두 축적된다.That is, in the above-described state, power is not transferred into the transformer, and all energy supplied to the primary winding is accumulated.

이때, 트랜스 1차측 권선의 인덕턴스를 LP, 트랜지스터(Q2)의 도통시간을 ton으로 하면 1차측 권선에 흐르는 전류는 시간 t=ton에서 최대값으로 되는 1차 함수적으로 증가되는 파형이된다.At this time, if the inductance of the transformer primary winding is L P and the conduction time of the transistor Q2 is t on , the current flowing through the primary winding is linearly increased to a maximum value at time t = t on . do.

그러므로 1차측 전류의 최대값 i1P는 다음 수학식 1에 의해 산출된다.Therefore, the maximum value i 1P of the primary side current is calculated by the following equation.

따라서, 트랜스에는 수학식 2와 같은 에너지가 축적된다.Therefore, energy such as Equation 2 is stored in the transformer.

상술한 수학식 2에 의해 산출된 값은 1펄스당 에너지이므로 단위시간당 주파수를 f로 하면 수학식 3과 같은 에너지가 산출된다.Since the value calculated by Equation 2 is the energy per pulse, the energy as shown in Equation 3 is calculated when f is the frequency per unit time.

한편, 트랜지스터(Q2)가 제어수단(40)의 턴오프 제어신호에 응하여 턴오프되는 경우, 트랜스의 2차측 권선에는 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 도통되는 경우와는 반대 극성의 전압이 유도되어 다이오드(D6)(D7)을 도통시킴으로써 트랜스에 축적된 에너지가 출력측으로 방전되어 콘덴서(C5)(C6)은 충전된다.On the other hand, when the transistor Q2 is turned off in response to the turn-off control signal of the control means 40, a voltage of opposite polarity is induced in the secondary winding of the transformer than when the transistor Q2 is turned on and conducting. By conducting (D6) and (D7), the energy stored in the transformer is discharged to the output side, and the capacitors C5 and C6 are charged.

상술한 바와 같이 트랜지스터(Q2)의 도통과 차단 동작이 반복적으로 수행되면서 반파정류된 직류성분에 고주파 리플성분이 첨가된다.As described above, while the conduction and blocking operations of the transistor Q2 are repeatedly performed, the high frequency ripple component is added to the half-wave rectified DC component.

이때, 상술한 바와 같이 반파정류된 직류성분에 합성되는 고주파 리플성분 크기는 콘덴서(C5)(C6)에 의해 제한되는데, 상술한 리플 성분의 크기가 10%를 유지할 수 있도록 콘덴서(C5)(C6)의 값이 결정된다.At this time, the size of the high frequency ripple component synthesized to the half-wave rectified DC component as described above is limited by the capacitors C5 and C6, so that the size of the above-described ripple component can be maintained at 10%. ) Is determined.

또한, 상술한 트랜지스터(Q2)의 스위치 시비율(duty ratio)을 D라 할 때, 그 출력전압의 크기는 수학식 4와 같다.In addition, when the switch duty ratio of the above-described transistor Q2 is referred to as D, the magnitude of the output voltage is expressed by Equation (4).

그리고, 구형파 신호 발생수단(10)에 구비된 트랜스는 입출력간의 절연 등 고유의 역할뿐만 아니라 동시에 필터로서의 인덕터 역할과 쵸핑(Chopping)된 전류 파형을 생성할 수 있기 때문에 메탈핼라이드 램프의 구동전류가 인버터에서 구형파로 변환된다.In addition, since the transformer provided in the square wave signal generating means 10 can generate not only a unique role such as isolation between input and output, but also a role of an inductor as a filter and a chopped current waveform, the driving current of the metal halide lamp is increased. Converted to square wave in inverter.

상술한 바와 같이 에너지 변환에 트랜스를 이용하는 구형파 신호 생성수단(10)은 스위칭용 트랜지스터(Q2)가 1개로서, 1상한 출력을 갖는 전력 변환 수단이므로 트랜스코어의 B-H 곡선은 첨부 도면 도4에 도시된 바와 같이 1상한 내의 점선루프로 동작하며, 트랜지스터(Q2)가 턴온되면 여자전류가 흘러 자속밀도가 수학식 5와 같이 ΔB만큼 상승하여 B2에 도달한다.As described above, since the square wave signal generating means 10 using the transformer for energy conversion has one switching transistor Q2 and power conversion means having one upper limit output, the BH curve of the transcore is shown in FIG. As described above, when the transistor Q2 is turned on and the transistor Q2 is turned on, the excitation current flows, and the magnetic flux density rises by ΔB as shown in Equation 5 to reach B2.

여기서, Ae(㎠)는 코어(core)의 유효 단면적이다.Here, Ae (cm 2) is the effective cross-sectional area of the core.

첨부된 도면 도4에서 최대 자속밀도 Bm까지 치우치는 B-H 곡선을 메이저 루프, 그 중에서 실제동작 상태의 점선곡선을 마이너 루프라고 칭한다.In FIG. 4, the B-H curve biased to the maximum magnetic flux density Bm is called a major loop, and the dashed line curve of the actual operating state is called a minor loop.

즉, 트랜지스터(Q2)가 턴오프되면 축적된 에너지를 방출하면서 B1점까지 되돌아가게 된다. 그리고 트랜스의 1차측 권선 NP의 전류 i1은 톱니파형이므로, 이때의 피크값 i1P는 입력전류 평균값의 4배가 된다.That is, when the transistor Q2 is turned off, it returns to the point B1 while releasing the accumulated energy. Since the current i 1 of the primary winding N P of the transformer is a sawtooth wave, the peak value i 1P at this time is four times the average value of the input current.

이때, 전력변환 효율을 η로 하면 피크값 i1P는 수학식 6과 같다.At this time, if the power conversion efficiency is η, the peak value i 1P is expressed by Equation 6.

여기서, Vin은 입력전압이며, Po는 출력전력이다.Where V in is the input voltage and P o is the output power.

이때, NP의 인덕터 LP는 수학식 7과 같으며, 트랜스의 1차측 권수 NP는 수학식 8과 같다.At this time, the inductor L P of N P is as shown in Equation 7, and the primary number of turns N P of the transformer is as shown in Equation 8.

여기서, 첨부 도면 도2의 출력단자 전압을 Vo, 전류를 IO로 하고, 다이오드(D6)(D7)의 전압 강하를 각각 VF로 할 때, LS의 크기를 수학식 9와 같다. Here, a drawing of the output voltage Vo to the accompanying Figure 2, the current I O and, when the voltage drop of the diode (D6) (D7) in each of V F, equal to the size of L and S Equation (9).

상술한 바와 같이 메탈 헬라이드 램프를 시동시키고 점등상태에서 음향 공명 현상을 감소시키기 위하여 첨부 도면 도3과 같이 구형저주파 발생회로를 타려식 하프브리지 인버터로 구현하여 구형저주파에 정현고주파성분을 첨가하도록 플라이백 컨버터를 설계할 수 있으며, 그 때 동작 원리는 플라이백 DC-DC 컨버터에서 트랜지스터(Q2)의 스위칭으로 전류원을 PWM 제어하여 하프브리지 인버터에 보냄으로써 구형파가 구현되고, 콘덴서(C5)(C6)에 의해 전원의 리플상태가 10% 정도가 되기 때문에 구형저주파 성분의 신호에 정현고주파 성분의 신호를 합성시킬 수 있다.As described above, in order to start the metal halide lamp and reduce the acoustic resonance phenomenon in the lit state, the spherical low frequency generator circuit is implemented as a type half bridge inverter as shown in FIG. 3 to add a sinusoidal frequency component to the spherical low frequency. The back converter can be designed, and the operating principle is a square wave is realized by PWM control of the current source by the switching of transistor Q2 in the flyback DC-DC converter and sent to the half-bridge inverter, and the capacitors C5 and C6. Since the ripple of the power supply is about 10%, the signal of the sinusoidal high frequency component can be synthesized with the signal of the spherical low frequency component.

지금부터 첨부 도면 도5내지 도8에 도시된 파형도를 참조하여 플라이백 컨버터에 의해 설명하면, 우선 첨부 도면 도5의 (A)에 도시된 바와 같이 트랜스의 1차측 코일을 통해 흐르는 전류는 기준선을 두고 상하로 흐르고 있으며, 트랜지스터(Q2)의 턴온/턴오프에 따라 역기전 전류가 흐름을 알 수 있다. 첨부 도면 도5의 (B)는 도2의 D점과 접지간의 전압을 측정한 파형도이다.Referring now to the flyback converter with reference to the waveform diagrams shown in Figures 5-8 of the accompanying drawings, first, as shown in Figure 5A of the accompanying drawings, the current flowing through the primary coil of the transformer is a reference line. This flows up and down, and the reverse electromotive current flows according to the turn-on / turn-off of transistor Q2. FIG. 5B is a waveform diagram of a voltage measured between point D of FIG. 2 and ground.

상술한 바와 같은 결과로 첨부 도면 도2에 도시된 트랜지스터(Q2)가 턴온될 때 2차측에는 2차측과 반대 극성의 전압이 유도되므로 2차측 권선에는 전류가 흐르지 않으며, 1차측 권에만 전류가 흘러 인덕터에 에너지가 축적된다.As a result of the foregoing, when the transistor Q2 shown in FIG. 2 is turned on, a voltage having a polarity opposite to that of the secondary side is induced on the secondary side, so that no current flows in the secondary winding, and only current flows in the primary winding. Energy is stored in the inductor.

한편, 구형파 발생수단(10)에 구비된 트랜스의 2차측 권선의 전압, 전류 파형은 첨부 도면 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 첨부 도면 도2의 A점에서의 전류가 간헐적으로 흐르고 있음에서 알 수 있듯이 1차측 권선의 트랜지스터(Q2)가 턴오프될 때 2개로 구성된 2차측 권선에 흐르는 전류는 교대로 흐름을 알 수 있다.On the other hand, the voltage and current waveform of the secondary winding of the transformer provided in the square wave generating means 10, as shown in Figure 6 (A) of the accompanying drawings, the current flows intermittently at point A of Figure 2 of the accompanying drawings As can be seen, when the transistor Q2 of the primary winding is turned off, the current flowing through the two secondary windings alternately knows the flow.

즉, 전술한 바와 같이 트랜지스터(Q2)가 스위칭함에 따라 첨부 도면 도6의 (B)에 도시된 바와 같이 팁(Tip)성분과 실효성분으로 나타난다.That is, as the transistor Q2 is switched as described above, as shown in FIG. 6B, the tip component and the effective component appear.

상술한 바와 같은 결과를 첨부 도면 도2에 도시된 바와 같이 1차측 코일의 에너지는 트랜지스터(Q2)가 턴오프될 때 2차측 권선에 전달되고, 2차측 권선의 전류를 높은 주파수로 쵸핑하여 인버터에 보냄으로써 메탈핼라이드 램프에 구형파 전원이 공급됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, the energy of the primary coil is transferred to the secondary winding when the transistor Q2 is turned off, and the current of the secondary winding is chopped at a high frequency to the inverter. By sending, the square wave power is supplied to the metal halide lamp.

한편, 첨부 도면 도7은 첨부 도면 도2의 A점과 C점간의 전압을 측정한 결과로서, (A)는 구형파에 정현고주파 성분이 포함된 전압파형이며, (B)는 정현고주파 성분을 확대한 파형이다.On the other hand, Figure 7 is a result of measuring the voltage between the points A and C in Figure 2 of the accompanying drawings, (A) is a voltage waveform containing a sinusoidal frequency component in a square wave, (B) is an enlarged sinusoidal frequency component One waveform.

첨부도면 도7의 (A)의 전압 파형은 120 HZ이고, 전압의 크기는 76.2V이며, (B)의 리플 전압의 크기는 8V이다.The voltage waveform of FIG. 7A is 120 HZ, the magnitude of the voltage is 76.2V, and the magnitude of the ripple voltage of (B) is 8V.

상술한 바와 같이 콘덴서(C5) 양단에는 120Hz의 구형파 전압에 정현고주파 성분이 첨가됨을 알 수 있으며, 그 크기는 10% 내외임을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the sine frequency component is added to the square wave voltage of 120 Hz at both ends of the capacitor C5, and the size thereof is about 10%.

마지막으로 첨부 도면 도 8은 구형파 신호 발생수단(10)에 구비된 트랜스의 2차측 권선이 두 부분으로 나누어져 있으므로 전류가 교대로 흐르고 있음을 알 수 있다.Finally, Figure 8 shows that the secondary winding of the transformer provided in the square wave signal generating means 10 is divided into two parts, so that the current flows alternately.

상술한 바와 같이 전류가 교대로 흐르는 전류파형이 이루어지는 것은 인버터의 트랜지스터(Q3)(Q4)의 스위칭에 따라 생성됨을 알 수 있으며, 첨부 도면 도8의 (B)는 C점과 접지간을 측정한 전압으로서 주파수가 120HZ인 구형파이며, 정현고주파 성분이 첨가되어 있으며, 콘덴서(C6)에 양단간 전압과 같다,As described above, it can be seen that the current waveform in which the current alternately flows is generated by the switching of the transistors Q3 and Q4 of the inverter, and FIG. 8B of FIG. It is a square wave with a frequency of 120HZ as a voltage, a sinusoidal high frequency component is added, and is equal to the voltage between both ends in the capacitor C6.

상술한 바와 같은 결과로 미루어 볼 때 첨부 도면 도 2에 1차측 권선에 구비된 트랜지스터(Q2)가 턴오프될 경우에는 인버터 동작에 따라 두 개의 2차측 권선에는 순차적으로 전류가 흐른다.As a result of the foregoing, when the transistor Q2 included in the primary winding of FIG. 2 is turned off, current flows sequentially in the two secondary windings according to the inverter operation.

상술한 바와 같이 본 발명은 첫째 방전관이 작은 저전력 램프의 음향공명 주파수 대역이 고주파 대역에 치우쳐 있으므로 메탈핼라이드 램프 구동주파수를 음향공명 주파수 대역이 아닌 저주파 대역으로 선정하고, 둘째 플라즈마 모드에서 저전력 메탈핼라이드 램프를 구형파로 구동하면서 안정적인 아크 방전이 되어 음향 공명현상이 감소되므로, 타려식 하프브리지 인버터로 설계하여 구형파를 구현하며, 셋째 전극에서 모드에서 저전력 램프를 구형저주파에 정형 고주파 성분이 첨가된 파형으로 구동하면 전극의 온도분포가 표피효과로 균등하게 분포되므로 방전관 내의 압력 변화가 적어 음향 공명 현상이 감소될 뿐만 아니라 전극의 수명을 단축시키는 원인을 제거하여 메탈헬라이드 램프의 수명을 연장시킬 수 있다는 효과를 제공한다.As described above, the first embodiment of the present invention selects the metal halide lamp driving frequency as the low frequency band rather than the acoustic resonance frequency band because the acoustic resonance frequency band of the low power lamp having the small discharge tube is biased in the high frequency band, and the low power metal Hal in the second plasma mode. The acoustic resonance phenomenon is reduced by driving the ride lamp with square wave and stable arc discharge. Therefore, it is designed as a type of half-bridge inverter to realize square wave. In the mode of the third electrode, the low-power lamp is added to the square low frequency. The temperature distribution of the electrode is evenly distributed by the skin effect, so that the pressure change in the discharge tube is small, so that the acoustic resonance phenomenon is reduced and the cause of shortening the life of the electrode can be eliminated, thereby extending the life of the metal halide lamp. Provide effect.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below It will be appreciated.

Claims (3)

외부로부터 입력되는 턴온 신호에 응하여 에너지를 축적하고, 외부로부터 입력되는 턴오프 신호에 응하여 축적된 에너지를 방전시켜 구형저주파 성분의 신호에 정현고주파 성분의 신호를 합성시켜 메탈핼라이드 램프의 점등신호를 출력하는 점등신호 생성수단;Energy is accumulated in response to the turn-on signal input from the outside, and the accumulated energy is discharged in response to the turn-off signal input from the outside, and the signal of the sine-frequency component is synthesized by the signal of the spherical low-frequency component to generate the lighting signal of the metal halide lamp. Output signal generating means; 상기 점등신호 생성수단에서 출력되는 점등 신호의 리플성분을 제한하는 리플성분 제한수단;Ripple component limiting means for limiting the ripple component of the lighting signal output from the lighting signal generating means; 상기 리플성분 제한수단으로부터 출력되는 점등신호를 메탈핼라이드 램프의 점등 조건으로 전류 파형을 생성하기 위한 인버터;An inverter for generating a current waveform based on a lighting condition of a metal halide lamp from the lighting signal output from the ripple component limiting means; 상기 점등신호 생성수단의 트랜스 2차측에 충방전되는 에너지를 체크하고, 체크 결과에 따라 트랜스 2차측의 전압 및 전류의 위상차를 없애주기 위한 제어신호를 생성하며, 제어신호를 이용하여 점등신호 생성수단의 동작 상태를 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소 장치.Checking the energy charged and discharged on the transformer secondary side of the lighting signal generating means, and generates a control signal for eliminating the phase difference of the voltage and current of the transformer secondary side in accordance with the check result, and the lighting signal generating means using the control signal Apparatus for reducing the acoustic resonance phenomenon of the metal halide lamp, characterized in that it comprises a control means for controlling the operating state of the. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은,The method of claim 1, wherein the control means, 상기 구형파 신호 생성수단에 의해 감지된 전류 파형으로 점등신호를 N등분시키고, N등분에 상응하는 제어신호를 생성하여 출력함을 특징으로 하는 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소 장치.And dividing the lighting signal into N equal parts by the current waveform sensed by the square wave signal generating means, and generating and outputting a control signal corresponding to the N equal parts. 제 1 항에 있어서, 상기 리플성분 제한수단은,According to claim 1, wherein the ripple component limiting means, 상기 점등신호 생성수단에서 출력되는 점등신호의 리플 성분이 10% 이내로 제한되도록 함을 특징으로 하는 메탈핼라이드 램프의 음향 공명 현상 감소 장치.And the ripple component of the lighting signal output from the lighting signal generating means is limited to within 10%.
KR1020000021082A 2000-04-20 2000-04-20 Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp KR100347303B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000021082A KR100347303B1 (en) 2000-04-20 2000-04-20 Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000021082A KR100347303B1 (en) 2000-04-20 2000-04-20 Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010097214A KR20010097214A (en) 2001-11-08
KR100347303B1 true KR100347303B1 (en) 2002-08-07

Family

ID=19665963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000021082A KR100347303B1 (en) 2000-04-20 2000-04-20 Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100347303B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100545996B1 (en) * 2002-10-15 2006-01-25 김기정 Electronic Ballasts for Metal Halide Lamps

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01115097A (en) * 1987-10-29 1989-05-08 Eye Lighting Syst Corp Electric discharge lamp lighting device
JPH0265098A (en) * 1988-08-30 1990-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lighting device for discharge lamp
JPH0549245A (en) * 1991-08-16 1993-02-26 Matsushita Electric Works Ltd Overcurrent protective circuit for power supply circuit
KR940010862A (en) * 1992-10-26 1994-05-26 오정무 Electronic Ballasts for Metal Halide Lamps

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01115097A (en) * 1987-10-29 1989-05-08 Eye Lighting Syst Corp Electric discharge lamp lighting device
JPH0265098A (en) * 1988-08-30 1990-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lighting device for discharge lamp
JPH0549245A (en) * 1991-08-16 1993-02-26 Matsushita Electric Works Ltd Overcurrent protective circuit for power supply circuit
KR940010862A (en) * 1992-10-26 1994-05-26 오정무 Electronic Ballasts for Metal Halide Lamps

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010097214A (en) 2001-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1989001234A1 (en) Power supply for microwave discharge light source
US20100182810A1 (en) Alternating-current power supply device
JP4023413B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device
JP2006318895A (en) Electrodeless lamp system and its control method
KR100347303B1 (en) Device Reducing Acoustic Resonance Phenomena in Metal Halide Lamp
JPH076884A (en) Circuit for generating signl operating dc arc dischrge lamp
JP2008524787A (en) High-intensity discharge ballast
JP2004527896A (en) High efficiency high power factor electronic ballast
US7015653B2 (en) Light modulating apparatus for excimer discharge lamp
EP1686837A1 (en) Ignition circuit and ballast for a high intensity discharge lamp
JP2006228676A (en) Discharge lamp lighting device
JP4186787B2 (en) Electrodeless discharge lamp lighting device and lighting device
Chiu et al. High-frequency dimmable electronic ballast for HID lamps
JP3259337B2 (en) Power converter
JP2004022282A (en) Inverter device
JP4040518B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP3637600B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP2005071828A (en) Electrodeless discharge lamp lighting device and illumination device
RU83166U1 (en) ELECTRONIC START-UP CONTROL UNIT FOR DISCHARGE LAMPS
Rafiq et al. A reliable and low cost control circuit of electronic ballast for Metal Halide HID lamps
JPH07194142A (en) Discharge lamp operating device
JP4494875B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP2005050701A (en) Discharge lamp lighting device
RU2271079C2 (en) Pulse power source for fluorescent lamps with cold cathode
JP2000133484A (en) Discharge tube driving circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee