KR100442083B1 - 제논램프의 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치 - Google Patents

제논램프의 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제논(크세논)램프와 같은 가스방전관의 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논 램프 시그널라이트 장치에 관한 것으로, 특히 소용량 배터리를 통하여 기동전압이 높고, 소모전류가 큰 복수의 제논램프에 전원을 공급할 때, 한정된 용량의 배터리로부터 장시간 전력을 공급할 수 있게 하기 위하여 필요한 전압(통상 수백볼트)으로 승압할 시 승압효율을 높이고 또한, 멀티 칼라 필터 방식의 제논램프의 발광 지정 및/또는 점멸 간격을 쉽게 조정하도록 한 제논램프 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치에 관한 것이다. 본 발명의 배터리로부터 전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 전원 제어 회로는 수볼트 정도의 배터리전원으로부터 전압을 인가받아 사용자의 누름버튼 스위치의 동작하에 아날로그 논리회로에 의한 제어공정에 따라 제논램프의 동작을 제어하는 논리제어부; 및 논리제어부의 제어하에 배터리로부터의 저전압을 제논램프의 기동시에만 고전압으로 변환하여 제논램프가 스위칭 작동되도록 하는 파워매니지먼트회로를 포함한다. 파워매니지먼트회로는 논리제어부의 제어하에 배터리 직류전압을 직류-직류변환하는 DC-DC변환부, DC-DC변환부의 제어하에 직류전압보다 더 높은 직류전압으로 변환하는 변압부, 논리제어부의 제어하에 그 직류변압된 전압을 더 높은 고압의 교류전압으로 변환하여 제논램프에 공급하는 기동부, 및 기동부로부터 제논램프로 인가되는 전원전압을 논리제어부의 제어하에 스위칭하는 스위칭부를 구비한다. 배터리전압은 사용시 점차 줄어들기 때문에, 논리제어부에 일정한 전압을 인가하기 위하여 배터리 출력전압을 일정하게 유지하는 DC-DC변환부를 더 포함한다. 특히, 논리제어부 및 DC-DC변환부들은 고효율화 및 소형화하기 위하여 하나의 집적회로로 커스텀아이씨화(ASIC)하여 제논램프 시그널라이트 장치를 소형화함으로써, 신체 또는 자전거, 자동차 등에 부착하거나 휴대하여 사용이 편리하도록 하였고, 또한 배터리 수명을 최대한 연장하였다.

Description

제논램프의 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치{Circuit for controlling switching of power source for xenon lamps and signal light device using the same}
본 발명은 가스방전관, 예를 들면 제논(크세논)램프를 위한 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논 램프 시그널라이트 장치에 관한 것으로, 특히 소용량 배터리를 통하여 기동전압이 높고, 램프전류가 큰, 복수의 제논램프에 전원을 공급할 때, 장시간 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 멀티 칼라 필터 방식의 제논램프 발광 지정 및/또는 점멸 간격을 쉽게 조정하도록 한 제논램프 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제논램프(크세논램프)의 모양은 발광관부가 가늘고 긴 것을 많이 사용하고 있으며, 제논램프의 내부에 봉입하는 제논가스의 압력은 1 내지 10기압 정도이다. 일반적인 제논램프는 램프전압이 낮고 램프전류는 커서 휘도가 높은 특성을 가지지만 내부 가스 압력이 고압상태이므로 제작시 고압의 가스를 봉입하는 것이 고압수은등에 비하여 어려우며, 기동전압이 높아야 되는 것이 단점이다. 따라서 기동시에 높은 전압을 인가할 수 있는 별도의 기동장치가 필요하다. 그러나, 제논램프는 발산하는 빛이 자연광에 극히 근사하므로 사람에게 피로도를 적게 주는 특징이 있으며, 제작시 고압의 제논가스가 봉입되어 있어 고압수은등과 같이 방전열에 의하여 저압의 상태로부터 서서히 고압상태로 증발해 가지 않기 때문에, 고압수은등과는 달리 기동시 순간 점멸이 가능하고 순시재점등도 가능하다는 특징이 있다. 이로써, 제논램프는 발광부의 면적에 비하여 휘도가 높아 투광용 내지 신호용 광원으로 많이 사용되고 있으며, 특히 가시광에 가까운 빛을 발산하므로 더욱 용도가 커지고 있다. 또한, 지금까지 대용량 배터리(자동차, 항공기 등)를 사용하여제논램프에 전력을 공급하는 경우는 많이 있었으나, 고전압 변환 제어회로의 효율이 나빠서 휴대용으로는 실용적이지 못하였다. 그리고 또한 제논램프의 전원 점멸 제어회로로서 마이컴을 사용하는 경우, 마이컴 자체에서 소모되는 전력소모에 의해 배터리 소모량이 크게 되어 수시로 배터리를 교환해야 되는 단점이 있으며, 부품수가 늘어나 가격적으로 비용이 늘어나고 또한 제논램프 시그널라이트 장치를 경박단소하게 설계할 수가 없었음을 주목하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 종래의 단점들을 해결하기 위하여, 배터리로부터 제논램프에 공급되는 전력을 마이컴을 사용하여 디지털적으로 제어하는 대신에 아날로그 논리회로를 집적시킨 커스텀아이씨회로(ASIC)에 의해 전원을 절약적으로 스위칭함으로써, 배터리 사용 수명을 증가시킬 수 있는 제논램프 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 배터리로부터 공급되는 전원전압을 일정하게 유지하기 위하여 DC-DC변환기를 구비한 제논램프 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 사용자가 누름버튼 스위치를 간단히 동작시킴으로써 아날로그 논리회로의 동작에 의하여 제논램프의 멀티 칼라 제논램프의 발광 지정 및/또는 점멸 간격 조정이 가능하도록 한 제논램프 전원 제어 회로 및 그를 적용한 제논램프 시그널라이트 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 제논램프와 같은 가스방전관의 점등회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명에 의한 제논램프와 같은 가스방전관의 전원 제어 회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 DC-DC변환기의 상세 회로도이다.
도 4는 본 발명의 회로가 적용된 방전장치, 즉 제논램프 시그널라이트 장치의 외관을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50...배터리전원부, 100...파워매니지먼트 회로부
110, 120...DC-DC변환부, 130...논리제어부,
200...변압부, 300...기동부
410-430...제논램프부, 510-540...스위칭부
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 배터리로부터 전원전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 전원 제어 회로는 전원전압을 인가받아 사용자의 누름버튼 스위치의 동작하에 상기 제논램프의 발광지정 및/또는 점멸주기를 명령하기 위하여, 아날로그 논리회로에 의한 제어공정에 따라 제논램프의 동작을 제어하는 논리제어부; 및 상기 논리제어부의 제어하에 배터리로부터의 저전압을 제논램프의 기동시에만 고전압으로 변환하여 상기 제논램프가 스위칭 작동되도록 하는 파워매니지먼트회로를 포함한다.
바람직하기로는 상기 파워매니지먼트회로는 논리제어부의 제어하에 배터리 직류전압을 직류-직류변환하는 DC-DC변환부, 상기 DC-DC변환부의 제어하에 상기 직류전압보다 더 높은 직류전압으로 변환하는 변압부, 논리제어부의 제어하에 그 직류변압된 전압을 더 높은 고압의 교류전압으로 변환하여 제논램프에 공급하는 기동부, 및 기동부로부터 제논램프로 인가되는 전원전압을 논리제어부의 제어하에 스위칭하는 스위칭부를 구비한다.
바람직하기로는 상기 스위칭부는 상기 변압부로부터의 출력전압은 충전완료되면 논리제어부의 제어하에 스위칭되어 그 후 제논램프의 자체방전에서 소모된 양만큼만 충전되도록하는 스위칭소자를 포함함을 특징으로 한다.
바람직하기로는 상기 파워매니지먼트회로는 상기 배터리로부터의 전압은 사용에 의해 점차 줄어들기 때문에, 논리제어부에 일정한 전압을 인가하기 위하여 배터리로부터의 출력전압을 일정하게 유지하는 DC-DC변환부를 더 포함한다.
바람직하기로는 상기 DC-DC변환부는 상기 변압부로부터의 피드백 출력신호와 기준전압발생부로부터의 기준전압을 비교하여 발진부에 발진제어신호를 출력하는 제1 비교부; 및 전류제한부의 출력신호와 기준전압발생부로부터의 기준전압을 비교하여 발진부에 구동제어신호를 출력하는 제2 비교부를 포함함을 특징으로 한다.
바람직하기로는 상기 DC-DC변환부는 기준전압발생부로부터의 기준전압과 온도감지부로부터의 출력신호를 비교하여 발진부에 열폭주방지제어신호를 출력하는 제3 비교부를 더 포함한다.
특히, 본 발명은 상기 논리제어부 및 DC-DC변환부들을 하나의 집적회로, 즉 커스텀아이씨화(ASIC)하여 제논램프 신호용 조명시스템을 소형화함으로써, 신체 또는 자전거 등에 부착하여 더욱더 사용하기 편리하도록 된다.
또한 본 발명은 배터리로부터 전원전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 시그널라이트 장치에 있어서, 하단부에 배터리를 장착할 수 있는 배터리챔버와, 상단부에 적어도 하나 이상의 제논램프를 끼울 수 있는 램프홀더챔버를 구비한 케이스; 사용자가 제논램프의 발광지정 및/또는 점멸 주기를 제어할 수 있도록, 상기 케이스의 외면상에 설치된 적어도 하나의 누름 버튼 스위치; 상기 케이스내에 상기 배터리챔버와 상기 제논램프홀더챔버 사이에 설치되고 상기 배터리로부터의 전원전압이 상기 제논램프에 스위칭공급되어 상기 제논램프를 점멸제어하는 제어회로부를 포함함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치를 제공한다.
바람직하기로는 상기 제논램프 홀더챔버를 덮는 커버는 제논램프로부터의 가시광이 멀티칼라를 나타내도록 칼라필터방식을 채용함을 특징으로 한다.
바람직하기로는 상기 칼라필터방식은 상기 커버에 각각 다른 칼라를 띄는 필터를 삽입함으로써 멀티칼라를 형성함을 특징으로 한다.
바람직하기로는 인체나 자전거, 자동차 등에 부착하거나 휴대하기 좋도록 케이스 일부에 걸이부 또는 클립을 구비함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 구성및 동작에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 제논램프와 같은 가스방전관의 점등회로를 도시한 회로도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전원(E)으로부터 전원전압은 안정기(2)를 거치고 평활콘덴서들(C1, C2)을 통해 펄스변압기(4)에 인가되어 펄스변환되어 기동부(6)에 공급된다. 기동부(6)는 트리거코일(T)로 이루어져 고압의 전압이 유도되어 방전간극(8)을 통하여 제논램프(L)에 방전 기동전압을 공급한다. 도면에서 C3는 서지전류 제거용 콘덴서이고, C4는 평활콘덴서로 기동전압이 방전간극에 일정하게 공급되도록 한다. 방전이 된 후 방전램프(L)에는 일정한 램프전압이 유지되어 계속 방전을 하게 된다. 그러나, 교류전원을 사용하는 경우에는 큰 불편함이 없으나, 전원(E)으로서 배터리를 사용하는 경우에는, 제논램프에 인가되는 펄스전압을 단속제어하는 스위칭부(10)를 마이컴(미도시)에 의하여 제어하면 마이컴에서 소모되는 전력에 의하여 전력소모가 많게 되어 배터리를 자주 교체하여야 하는 불편이 따르게 되고, 마이컴의 주변소자가 많이 붙게 된다.
본 발명은 이러한 불편을 해소하기 위하여 제공되는 것으로, 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 상세하게 제논램프와 같은 가스방전관의 전원 점멸제어회로의 구성 및 동작에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 제논램프의 전원 제어 회로를 도시한 회로도이다. 도 2에 의하면, 본 발명에 의하여 배터리(50)로부터 전원전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 전원 제어 회로는 전원전압을 인가받아 사용자의 누름버튼 스위치(140)의 동작하에 아날로그 논리회로에 의한 제어공정에 따라 제논램프의 동작을 제어하는 논리제어부(130), 및 상기 논리제어부(130)의 제어하에 배터리(50)로부터의 저전압을 제논램프의 기동시에만 고전압으로 변환하여 상기 제논램프가 스위칭 작동되도록 하는 파워매니지먼트회로(100)를 포함한다.
상기 파워매니지먼트회로(100)는 논리제어부(130)의 제어하에 배터리 직류전압을 직류-직류변환하는 DC-DC변환부(120), 상기 DC-DC변환부의 제어하에 상기 직류전압보다 더 높은 직류전압으로 변환하는 변압부(200), 논리제어부(130)의 제어하에 그 직류변압된 전압을 더 높은 고압의 교류전압으로 변환하여 제논램프에 공급하는 기동부(300), 및 기동부로부터 제논램프로 인가되는 전원전압을 논리제어부(130)의 제어하에 스위칭하는 스위칭부(520-540)를 구비한다.
이러한 구성을 통하여, 본 발명의 제논램프 전원 제어 회로는 배터리(50)로부터 전원전압을 공급받아 논리제어부(130)의 제어하에 제논램프들(410-430)의 전원공급을 점멸 제어한다. 논리제어부(130)는 누름버튼 스위치들(SW1, SW2; 140)의 동작하에 상기 전원전압을 인가받아 논리회로에 의한 제어공정에 따라 적어도 하나의 제논램프(X1-X3; 410-430)의 동작을 제어하도록 한다.
또한, 상기 파워매니지먼트회로는 상기 배터리(50)로부터의 전압은 사용에 의해 점차 줄어들기 때문에, 논리제어부(130)에 일정한 전압을 인가하기 위하여 배터리로부터의 출력전압을 일정하게 유지하는 DC-DC변환부(110)를 더 포함한다. 여기서, 본 발명은 상기 논리제어부(130) 및 DC-DC변환부들(110, 120)을 하나의 집적회로로 즉 커스텀아이씨화(ASIC)하여 제논램프(410-430)를 포함한 전체 조명기기를 소형화함으로써, 신체 또는 자전거, 자동차 등에 부착하거나 휴대하여 더욱더 사용하기 편리하도록 된다.
도 2에서 전원부로 배터리(50)를 사용하며 본 실시예에서는 1.5V짜리 2개를 사용하여 3V를 공급한다. 이 3V 직류전압은 변압부(200)에서 200V 직류로 승압된다. 도면에서 250으로 표시된 다이오드는 정류용 다이오드이다. 도 2에서 스위칭부(510-540)는 게이트로 입력되는 제어신호에 의해 턴온 또는 턴오프되는 SCR(silicon controlled rectifier)소자를 사용하여 구현할 수 있다. 변압부(200)에서 승압된 직류전압(200Vdc)은 제논램프의 기동을 위한 고압의 교류전압 (3-5kV)으로 변환된다.
도 2의 누름버튼 스위치들(140)은 본 실시예에서는 2개를 구비하도록 설계되나, 그 숫자는 설계시 적절히 필요에 따라서 조절된다. 여기서 스위치(SW1)는 제논램프로의 전력공급을 단속하는 신호를 논리제어부(130)로 제공하는 것으로, 적어도 하나의 제논램프들(410-430)의 발광주기를 반복누름으로써 제어한다. 예를 들면 1회 누름시 0.5초, 2회 누름시 1초, 3회 누름시 1.5초 등으로 제논램프들의 발광주기를 선택제어할 수 있도록 한다. 다른 스위치(SW2)는 제논램프를 선택하는것으로 예를 들면 스위치 1회 누름시마다 X1, X2, X3가 1개씩 차례로 깜박이고, 그 다음 누름시 X1, X2, 그 다음 누름시 X2, X3, 그 다음 누름시 X3, X1로 2개씩 깜박이게 할 수도 있고, 그 다음 누름시 랜덤모드로 X1, X2, X3가 랜덤하게 1개씩 동작하도록 할 수도 있다. 이러한 제논램프의 스위칭동작은 논리제어부(130)에 내장된 아날로그 논리회로(미도시)를 통하여 당업자가 용이하게 설계할 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에서는 파워매니지먼트의 기본적인 파워절약 스킴에 대해서 설명한다.
본 발명에서의 파워매니지먼트의 기본은 첫째 저전압에서 동작하는 전기소자를 사용하는 것이다. 배터리의 초기전압은 1.5V이지만 사용시간이 길어지면서 전압이 0.7V이하까지 떨어지게 된다. 0.7V이하의 전압은 배터리수명이 다 한 상태이다. 배터리 2개를 직렬로 사용하는 경우, 배터리전압은 최대 3.0V에서 최소 1.4V까지 얻을 수 있는데, 예로써 배터리의 최소전압 1.4V에서 동작할 수 있는 전기소자를 사용하면 배터리전압이 감소하더라도 계속 전원 제어 회로가 동작하게 된다. 둘째, 본 발명에서는 최대 3.0V에서 최소 1.4V까지의 배터리전압을 200V로 변환하여야 하므로 이러한 직류 스텝업변환 효율을 높여야 한다. 이는 변압기 및 스위칭소자의 효율이 좋은 것을 개발 사용하여 달성하였다. 셋째로 직류변압부(200)에서 발생된 200V 출력이 충전기(505)에 충전이 완료되면 스위칭소자(510)가 동작되어 DC/DC변환회로(120)의 동작이 멈추도록 하고, 그 이후에는 제논램프의 자체방전(자연방전 및 발광포함)에 의하여 소모된 양만큼만 충전되도록 한다.
이렇게 하여 배터리의 용량이 3V 정도밖에 되지 않기 때문에 제논램프를 계속 작동시키는 경우 AA배터리를 기준으로 통상 2-5시간 정도밖에 사용할 수 없는데 반하여, 상기 파워매니지먼트 스킴을 적용하여 제논램프의 기동시에만 기동부(300)에 고압의 직류가 인가되도록 스위칭부(510)를 동작시켜 기동시 소모되는 전력소모를 줄여 배터리의 수명을 장시간 예를 들면 20시간 이상까지 늘릴 수 있다. 이로써, 본 발명의 제논램프의 전원 제어 회로를 채용하면 가시광에 가까운 빛을 원하는대로 깜박거리게 할 수 있어 신체 및 자전거, 자동차 등에 부착하거나 휴대하여 착용자의 위치를 적절히 표시할 수 있다.
본 발명에서는 DC 3V의 직류저전압을 기동부(300) 및 제논램프에서 필요한 200V 직류고압으로 변압하는 변압부(200)를 펄스폭제어하는 DC-DC변환부(120)를 구비하며, 이하 도 3을 참조하여 이에 대한 동작 설명을 하기로 한다. 도 3은 도 2의 DC-DC변환부(120)의 상세 회로도이다. 도 3의 DC-DC변환부(120)는 원하는 전압과 기준전압과 차이 비교에 의하여 발진주파수를 발생하는 발진부(OSC; 124)와 발진부(124)로부터의 발진주파수신호와 논리제어부(130)로부터의 구동전압조정신호(105)를 받아 구동전압발생부(126)의 구동을 제어하는 구동부(125), 및 구동부(125)의 전압조정신호를 받아 변압부(200)로 구동전압(104)을 발생하는 FET구동전압발생부(126)를 포함한다. 제1 비교부(122)는 변압부(200)로부터의 피드백 출력신호(102)와 기준전압발생부(128)로부터의 기준전압(103)을 비교하여 발진부(124)에 발진제어신호를 출력하고 제2 비교부(123)는 전류제한부(127)로부터의 입력신호와 기준전압발생부(128)로부터의 기준전압을 비교하여 발진부(124)에 구동제어신호를 출력한다. FET구동전압발생부(126)는 구동부(125)의 제어하에 구동전압(104)을 변압부(200)로 발생한다. FET구동전류발생부(126')는 FET구동전류를 출력하며, 그로부터 출력된 구동전류는 전류감지부(129)에서 감지되어 감지된 전류에 의해 전류제한부(127)에 전류제한신호를 주어, 발진부(124)에 입력되는 발진제어신호를 제어한다. 이는 과전류로부터 FET를 보호하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명의 DC-DC변환부(120)는 제3 비교부(123')를 더 구비하여, 온도감지부(121)로부터의 감지된 온도전압과 기준전압발생부(128)로부터의 기준온도전압을 비교하여 발진부(124)에 제어신호를 출력함으로써 열폭주방지기능을 수행하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 제논램프 전원 제어 회로가 적용된 방전장치의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 제논램프 전원 제어회로를 채용한 조명기구는 배터리로부터 3V의 전원전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 시그널라이트 장치이다. 이러한 본 발명의 제논램프 시그널라이트 장치는 하단부에 배터리를 장착할 수 있는 배터리챔버와, 상단부에 적어도 하나의 제논램프를 끼울 수 있는 램프홀더챔버를 구비한 케이스(41)로 이루어져 있다. 상기 램프홀더챔버에는 반사경이 있어 램프로부터 발광된 빛이 반사되도록 한다. 상기 케이스에는 사용자가 제논램프의 발광지정 및 점멸 주기를 제어할 수 있도록, 적어도 하나의 누름 버튼 스위치(46)가 상기 케이스의 외면상에 설치된다. 상기 케이스내에 상기 배터리챔버와 상기 제논램프홀더챔버사이에 제어회로부가 설치되어 상기 배터리로부터의 전원전압이 상기 제논램프에 스위칭공급되어 상기 제논램프를 점멸제어한다. 상기 제논램프 홀더챔버를 덮는 커버는 제논램프로부터의 가시광이 멀티칼라를 나타내도록 칼라필터방식을 채용하고 있다.
상기 칼라필터방식은 상기 커버에 각각 다른 칼라를 띄는 필터를 삽입함으로써 이루어진다. 또한, 인체나 자전거 등에 부착하거나 휴대하기 좋도록 케이스 일부에 걸이부를 구비하고 있다.
도 4도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제논램프를 색상별로 R, G, B 3개(40, 42, 44)를 사용하는 경우 가운데 설치되는 제논램프의 색깔을 필터를 사용하여 바꿀 수 있도록 필터를 끼울 수 있는 필터구(48)를 구비하도록 할 수 있다. 도 4에서는 가운데 제논램프(42)의 경우에만 필터를 갈아끼울 수 있도록 하였으나, 다른 제논램프의 경우에도 필터 삽입구를 제공하여 필터를 갈아끼울 수 있도록 할 수도 있다. 또한 도 4의 조명기구는 신체 및 자전거, 자동차 등에 부착하기 쉽도록 걸이부(45)를 구비하여 걸이부(45)에 줄을 부착하여 신체 등에 부착이 용이하게 한다. 도 4에서 걸이부(45)는 하단 중앙에 위치하도록 하였으나, 필요에 따라서 측하단에 걸이부(45')가 위치하도록 할 수도 있다. 본 발명에서 걸이부(45, 45')는 여러가지 형태로 구현될 수 있으며, 도 4에서는 밴드걸이 형태로 구현된 예를 도시하였다. 밴드걸이 형태의 걸이부는 밴드를 구비하여 머리, 팔, 다리 등에 부착할 수 있도록 한다. 또한 걸이부는 만년필 등에 적용되는 것과 유사한 클립 형태로 구현될 수 있으며, 이 경우 허리띠, 주머니 입구, 고글밴드에 끼우기 용이하게 된다.
또한 어느 일면에 작동 누름 버튼 스위치(46)를 두어 사용자의 버튼조작을 통해 제논램프 작동을 콘트롤하기 쉽게 하였다. 본 발명의 전원 제어 회로는 커스텀아이씨(ASIC)화하는 경우 매우 소형으로 제작가능하며, 배터리전원을 사용함으로써 전원공급이 어려운 곳에서도 사용가능하며, 제논램프들 및 그 제어회로에서 사용되는 전력을 관리함으로써 배터리 소모량을 최소로 하여 소용량 배터리로도 장시간 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전원 제어 회로를 사용하면 제논램프로부터의 빛이 휘도가 높고 가시광에 가까우므로 점멸(flickering) 제어하는 경우 멀리서도 잘 보이게 된다. 또한, 소용량 배터리로부터 전원을 공급받더라도 장시간 사용이 가능하다. 특히 인체 또는 자전거에 부착하여 사용되는 경우 장식적인 미관을 제공할 뿐만 아니라 다른 사람에게 위치를 알려주는 역할을 수행하여 스키 또는 롤러스케이트 등을 타는 사람이 착용하는 경우 안전사고를 방지할 수 있는 효과도 있다.

Claims (20)

  1. 배터리로부터 전원전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 전원 제어 회로에 있어서,
    사용자의 누름버튼 스위치의 동작하에 상기 제논램프의 발광지정 및/또는 점멸주기를 명령하기 위하여, 아날로그 논리회로에 의한 제어공정에 따라 제논램프의 동작을 제어하는 논리제어부; 및
    상기 논리제어부의 제어하에 배터리로부터의 저전압을 제논램프의 기동시에만 고전압으로 변환하여 상기 제논램프가 스위칭 작동되도록 하는 파워매니지먼트회로를 포함하는 전원 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파워매니지먼트회로는 논리제어부의 제어하에 배터리 직류전압을 직류-직류변환하는 DC-DC변환부;
    상기 DC-DC변환부의 제어하에 상기 직류전압보다 더 높은 직류전압으로 변환하는 변압부;
    논리제어부의 제어하에 그 직류변압된 전압을 더 높은 고압의 교류전압으로 변환하여 제논램프에 공급하는 기동부; 및
    기동부로부터 제논램프로 인가되는 전원전압을 논리제어부의 제어하에 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 전원 제어 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 변압부로부터의 출력전압은 충전완료되면 논리제어부의 제어하에 스위칭되어 그 후 제논램프의 자체방전에서 소모된 양만큼만 충전되도록하는 스위칭소자를 포함함을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파워매니지먼트회로는 상기 배터리로부터의 전압은 사용에 의해 점차 줄어들기 때문에, 논리제어부에 일정한 전압을 인가하기 위하여 배터리로부터의 출력전압을 일정하게 유지하는 DC-DC변환부를 더 포함하는 전원 제어 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 DC-DC변환부는 상기 변압부로부터의 피드백 출력신호와 기준전압발생부로부터의 기준전압을 비교하여 발진부에 발진제어신호를 출력하는 제1 비교부; 및
    전류제한부의 출력신호와 기준전압발생부로부터의 기준전압을 비교하여 발진부에 구동제어신호를 출력하는 제2 비교부를 포함함을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 DC-DC변환부는 기준전압발생부로부터의 기준전압과 온도감지부로부터의 출력신호를 비교하여 발진부에 열폭주방지제어신호를 출력하는 제3 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
  7. 제2항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 논리제어부 및 DC-DC변환부들을 하나의 집적회로로 즉 커스텀아이씨화(ASIC)함을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
  8. 배터리로부터 전원전압을 공급받아 동작하는 제논램프의 시그널라이트 장치에 있어서,
    하단부에 배터리를 장착할 수 있는 배터리챔버와, 상단부에 적어도 하나 이상의 제논램프를 끼울 수 있는 램프홀더챔버를 구비한 케이스;
    사용자가 제논램프의 발광지정 및/또는 점멸 주기를 제어할 수 있도록, 상기 케이스의 외면상에 설치된 적어도 하나의 누름 버튼 스위치;
    상기 케이스내에서 상기 배터리챔버와 상기 제논램프홀더챔버 사이에 설치되고 상기 배터리로부터의 전원전압이 상기 제논램프에 스위칭공급되어 상기 제논램프를 점멸제어하는 전원제어회로부를 포함함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제논램프 홀더챔버를 덮는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 제논램프로부터의 가시광이 멀티칼라를 나타내도록 칼라필터방식을 채용함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 칼라필터방식은 상기 커버에 각각 다른 칼라를 띄는 필터를 삽입함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  11. 제8항에 있어서, 인체나 자전거, 자동차 등에 부착하거나 휴대하기 좋도록 케이스 일부에 걸이부를 구비함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 걸이부는 밴드걸이식을 채용하여 줄이나 띠를 밴드에 걸어 인체 또는 자전거, 자동차 등에 걸기 쉽도록 함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 걸이부는 클립걸이식을 채용하여 클립을 의복 또는자전거, 자동차 등에 걸기 쉽도록 함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 전원 제어 회로는 사용자의 누름버튼 스위치의 동작하에 상기 제논램프의 발광지정 및/또는 점멸주기를 명령하기 위하여, 아날로그 논리회로에 의한 제어공정에 따라 제논램프의 동작을 제어하는 논리제어부; 및 상기 논리제어부의 제어하에 배터리로부터의 저전압을 제논램프의 기동시에만 고전압으로 변환하여 상기 제논램프가 스위칭 작동되도록 하는 파워매니지먼트회로를 포함함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 파워매니지먼트회로는 논리제어부의 제어하에 배터리 직류전압을 직류-직류변환하는 DC-DC변환부;
    상기 DC-DC변환부의 제어하에 상기 직류전압보다 더 높은 직류전압으로 변환하는 변압부;
    논리제어부의 제어하에 그 직류변압된 전압을 더 높은 고압의 교류전압으로 변환하여 제논램프에 공급하는 기동부; 및
    기동부로부터 제논램프로 인가되는 전원전압을 논리제어부의 제어하에 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 스위칭부는 변압부로부터의 출력전압은 충전완료되면 논리제어부의 제어하에 스위칭되어 그 후 제논램프의 자체방전에서 소모된 양만큼만 충전되도록하는 스위칭소자를 포함함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 파워매니지먼트회로는 배터리로부터의 전압은 사용에 의해 점차 줄어들기 때문에, 논리제어부에 일정한 전압을 인가하기 위하여 배터리로부터의 출력전압을 일정하게 유지하는 DC-DC변환부를 더 포함하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 DC-DC변환부는 변압부로부터의 피드백 출력신호와 기준전압발생부로부터의 기준전압을 비교하여 발진부에 발진제어신호를 출력하는 제1 비교부; 및
    전류제한부의 출력신호와 기준전압발생부로부터의 기준전압을 비교하여 발진부에 구동제어신호를 출력하는 제2 비교부를 포함함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 DC-DC변환부는 기준전압발생부로부터의 기준전압과 온도감지부로부터의 출력신호를 비교하여 발진부에 열폭주방지제어신호를 출력하는 제3 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
  20. 제15항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 논리제어부 및 DC-DC변환부들을 하나의 집적회로로 즉 커스텀아이씨화(ASIC)함을 특징으로 하는 제논램프 시그널라이트 장치.
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