KR100498314B1 - 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 관한 것으로, 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 사용자의 선택에 의해, 일정 주파수를 가지는 전압을 발생하는 전원공급부와; 상기 전원공급부에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하여 그에 따른 파워를 출력하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 출력되는 파워를 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기와; 상기 증폭기와 공진기 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부와; 상기 공진기로 인가되는 파워 및 상기 공진기에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기의 이득을 제어하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치{RESONANCE FREQUENCE CONTROL APPARATUS PLASMA LIGHTING SYSTEM}

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하도록 한 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 조명 시스템(PLS : Plasma Lighting System)은 전자레인지에 사용되는 고주파 발진기(마그네트론)에서 발생하는 전자파가 전구내 불활성가스를 플라즈마 상태로 만들면서 화합물 또는 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량을 제공할 수 있는 조명기기이다.

이러한 무전극 조명 시스템은 한 개의 PLS로 400W 메탈할라이드 네 개의 광속을 낼 수 있고 20%이상의 에너지 절감효과를 얻을 수 있다. 또, 필라멘트 없이 플라즈마 발광원리에 의해 빛을 방출하기 때문에 광속저하 없이 오랜 시간을 사용할 수 있고, 자연 백색광과 동일한 연속 광스팩트럼을 구현하기 때문에 시력보호는 물론 자외선이나 적외선의 방출을 줄여 편안한 조명 환경을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 무전극 조명 시스템은 케이싱(1)의 내부에 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)와 도파관(4) 등을 설치하고, 케이싱(1)의 외부에 전구(5)와 공진기(6)를 설치하여 마그네트론(2)에서 발진하는 전자파를 도파관(4)을 이용하여 공진기(6)로 유도함으로써 전구(5)내 불활성가스가 플라즈마화 되면서 빛을 발하는 것이다.

이를 보다 상세히 살펴 보면, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압 발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 내부에 발광물질과 불활성가스와 방전촉매물질을 함께 봉입하여 전자파 에너지에 의해 봉입한 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사경(7)과, 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체 거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)를 냉각하는 냉각팬 조립체(9)로 구성하고 있다.

도면중 미설명 부호 M1은 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회전시키는 팬모터이다.

상기와 같은 종래 무전극 조명 시스템은 다음과 같이 동작한다.

제어부의 지령에 따라 고압 발생기(3)에 구동 신호를 입력하면, 고압 발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다.

이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 전구(5) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사경(7)과 유전체 거울 (8)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝히는 것이었다.

여기서, 도2는 상기 무전극 조명 시스템의 공진주파수 발생장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 사용자의 선택에 의해, 일정 전압을 발생하는 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부(10)에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하는 증폭기(20)와; 상기 증폭기(20)에서 증폭된 전압을 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기(40)와; 상기 증폭기(20)와 공진기(40) 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부(30)로 구성된다.

즉, 상기 전원공급부(10)는, 사용자의 선택에 의해 일정전압을 발생하고, 증폭기(20)는 상기 전원공급부(10)에서 발생된 전압을 소정 레벨로 증폭시킨후, 그 증폭된 전압을 공진기(40)에 인가하며, 이에 따라 상기 공진기(40)는 상기 증폭기(20)에서 출력되는 전압을 입력받아 LC공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생한다.

상술한 바와같이, 종래 무전극 조명 시스템의 공진주파수 발생장치는, 시스템의 환경변화에 적응적으로 대처하지 못하여, 전구에 봉입한 물질들이 효과적으로 발광하도록 공진주파수를 적절히 조절하지 못하므로, 사용자가 원하는 조명의 광도를 유지하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명 시스템이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하도록 한 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자의 선택에 의해, 일정 주파수를 가지는 전압을 발생하는 전원공급부와; 상기 전원공급부에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하여 그에 따른 파워를 출력하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 출력되는 파워를 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기와; 상기 증폭기와 공진기 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부와; 상기 공진기로 인가되는 파워 및 상기 공진기에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기의 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 사용자의 선택에 의해, 일정 주파수를 가지는 전압을 발생하는 전원공급부(100)와; 상기 전원공급부(100)에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하여 그에 따른 파워를 출력하는 증폭기(200)와; 상기 증폭기 (200)에서 출력되는 파워를 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기 (400)와; 상기 증폭기(200)와 공진기(400) 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부(300)와; 상기 공진기(400)로 인가되는 파워 및 상기 공진기(400)에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기(200)의 이득을 제어하는 제어부(500)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 상기 전원공급부(100)는, 사용자의 선택에 의해 일정전압을 발생하고, 증폭기(200)는 상기 전원공급부(100)에서 발생된 전압을 소정 레벨로 증폭시킨후, 그 증폭된 전압을 임피던스매칭부(300)를 통해 공진기(400)에 인가하며, 이에 따라 상기 공진기(400)는 상기 증폭기(200)에서 출력되는 전압을 입력받아 LC공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생한다.여기서, 상기 임피던스 매칭부(300)는, 상기 공진기(400)와 증폭기(200)를 연결하는 일종의 통로로서, 공진기(400)의 임피던스와 증폭기(200)의 임피던스 차이로 인한 전송신호의 반사를 방지하기 위하여 설치되는 것인데, 일반적으로 도체부품으로 이루어지며, 이 도체부품의 크기와 형상(커패시턴스와 인덕턴스를 부품의 면적 및 부품의 길이를 이용하여 조정한다)을 조절하여 임피던스를 매칭시킨다.

이때, 제어부(500)는 상기 공진기(400)로 인가되는 파워 및 상기 공진기 (400)에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기(200)의 이득을 제어한다.

상기 기준파워 및 기준 공진주파수는, 실험에 의해 미리 설정되어 램이나 롬과 같은 저장수단에 기저장된다.

삭제

또한, 상기 제어부(500)는 상기 공진기(400)에서 발생하는 공진주파수가 기준 공진주파수보다 크면, 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수가 작아지도록 제어하고, 공진기(400)에서 발생하는 공진주파수가 기준 공진주파수보다 작으면, 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수가 크게 되도록 제어한다.

또한, 상기 제어부(500)는 초기 점등시, 공진기(400)에 인가되는 파워와 기준파워를 비교한후, 그 비교결과에 근거하여 펄스폭이 가변되는 펄스신호로 증폭기 (200)의 이득을 제어하다가, 일정시간이 지나서 점등이 안정되면 CW신호로 증폭기 (200)의 이득을 제어한다.

다시 말해서, 본 발명은 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적당하도록 공진주파수를 발생하여 조명의 광도를 유지한다.

본 발명은 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하는 효과가 있다.

도 1은 종래 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 본 종래 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도3은 본 발명 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 대한 구성을 보인 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100:전원공급부 200: 증폭기

300:임피던스 매칭부 400:공진기

500:제어부

Claims (5)

1. 사용자의 선택에 의해, 일정 주파수를 가지는 전압을 발생하는 전원공급부와;

   상기 전원공급부에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하여 그에 따른 파워를 출력하는 증폭기와;

   상기 증폭기에서 출력되는 파워를 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기와;

   상기 증폭기와 공진기 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부와;

   상기 공진기로 인가되는 파워 및 상기 공진기에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 상기 증폭기의 이득을 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서, 제어부는,

   공진기에서 발생하는 공진주파수가 기준 공진주파수보다 크면, 전원공급부에에서 발생하는 전압의 주파수가 작아지도록 제어하고, 공진기에서 발생하는 공진주파수가 기준 공진주파수보다 작으면, 전원공급부에서 발생하는 전압의 주파수가 크게 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치.
4. 제1 항에 있어서, 제어부는,

   초기 점등시, 공진기에 인가되는 파워와 기준파워를 비교한후, 그 비교결과에 근거하여 펄스폭이 가변되는 펄스신호로 증폭기의 이득을 제어하다가, 일정시간이 지나 점등이 안정되면 CW신호로 증폭기의 이득을 제어하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치.
5. 제1 항에 있어서, 실험에 의해, 기설정되는 기준공진주파수 및 기준 파워가 저장되는 저장수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치.