KR100500884B1 - Electronic ballast for HID lamp and method for generating signal thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에이치아이디 램프용 전자식 안정기 및 그 신호 발생 방법에 관한 것으로서, HID 램프를 발광시키는 전자식 안정기에 있어서, 입력되는 교류 전압을 전파정류하여 출력하는 정류부; 상기 정류부의 출력전압을 입력하고 안정된 전원전압을 출력하는 SMPS 집적회로; 상기 정류부의 출력전압을 입력하고 다중 발진 신호를 발생하는 다중신호 발진부; 상기 SMPS 집적회로의 출력전압과 상기 다중 발진 신호를 입력하고, 다중 구형파 신호를 발생하는 인버터부; 상기 인버터부로부터 출력되는 다중 구형파 신호를 공진시켜서 상기 HID 램프에 제공하는 공진부; 상기 공진부와 결합되며, 상기 공진부가 공진될 때 소정의 전압을 발생하여 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부에 제공하는 공진 검출부; 및 상기 정류부의 출력전압을 입력하고, 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부가 동작하지 않을 때 이들에게 초기 동작 전압을 제공하는 초기동작전압 제공부를 구비함으로써 HID 램프의 빛 떨림 현상은 현저히 감소한다.The present invention relates to an electronic ballast for an HID lamp and a signal generating method thereof, comprising: a rectifier for full-wave rectifying and outputting an alternating current voltage; An SMPS integrated circuit configured to input an output voltage of the rectifier and output a stable power supply voltage; A multiple signal oscillator for inputting an output voltage of the rectifier and generating a multiple oscillation signal; An inverter unit configured to input an output voltage of the SMPS integrated circuit and the multiple oscillation signal and generate a multiple square wave signal; A resonator unit resonating the multiple square wave signals output from the inverter unit to provide the HID lamp; A resonance detector coupled to the resonator and configured to generate a predetermined voltage when the resonator is resonated and provide the predetermined voltage to the SMPS integrated circuit and the inverter; And an initial operating voltage providing unit for inputting the output voltage of the rectifying unit and providing the initial operating voltage to the SMPS integrated circuit and the inverter unit when the inverter unit is not operating, thereby significantly reducing the light flicker of the HID lamp.

Description

에이치아이디 램프용 전자식 안정기 및 그 신호 발생 방법{Electronic ballast for HID lamp and method for generating signal thereof}Electronic ballast for HID lamp and signal generation method

본 발명은 에이치아이디(HID; High Intensity Discharge, 이하 HID로 약함) 램프용 전자식 안정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 신호를 발생하여 HID 램프에서 발광되는 빛의 떨림 현상을 제거하는 HID 램프용 전자식 안정기 및 그 신호 발생 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electronic ballast for HID (High Intensity Discharge, HID) lamp, and more particularly, to generate a multiple signal to remove the shaking of light emitted from the HID lamp electronic A ballast and a signal generating method thereof.

HID 램프는 고압 가스 또는 증기 중의 방전에 의한 발광을 이용한 발광관의 관변부하가 2[W/㎠] 이상의 고휘도방전 램프를 의미한다. HID 램프로는 메탈할라이트 램프, 고압나트륨 램프, 고압수은 램프 등이 있다. The HID lamp refers to a high brightness discharge lamp having a tube load of 2 [W / cm 2] or more in terms of tube load using light emission by discharge in a high pressure gas or steam. HID lamps include metalhalite lamps, high pressure sodium lamps and high pressure mercury lamps.

고압수은등은 1930년대에 최초로 개발되어 효율이 높고 수명이 길다는 장점 때문에 산업용 조명시장을 중심으로 발전되어 왔으며, 최근에는 수은 함유량이 적고 효율이 뛰어난 메탈할라이트 램프의 개발이 가속화되고 있다. The high-pressure mercury lamp was first developed in the 1930s and has been developed around the industrial lighting market because of its high efficiency and long lifespan. Recently, the development of metal halite lamps with low mercury content and high efficiency has been accelerated.

한편, HID 램프에 사용되는 안정기는 1957년에 고압수은 램프용으로 개발되었으며, 1967년에 메탈할라이트 램프 및 고압나트륨 램프용으로 자기식과 전자식으로 개발되었다. 형광등용 안정기와 관련하여 1980년대에 마이크로프로세서를 이용한 조명제어시스템이 개발되었으며, 이로 인하여 HID 램프용 안정기의 전자화가 시작되었다. 그러나, HID 램프용 안정기는 향후 몇 년간은 자기식 위주로 사용될 것이며, 소용량 분야에서만 전자식으로 개발이 계속될 것으로 전망된다. Ballasts for HID lamps were developed in 1957 for high pressure mercury lamps and in 1967 magnetic and electronic for metal halide lamps and high pressure sodium lamps. In the 1980s, a lighting control system using a microprocessor was developed in relation to a ballast for fluorescent lamps, which started electronics of ballasts for HID lamps. However, ballasts for HID lamps will be used magnetically over the next few years, and development is expected to continue electronically only in small capacity applications.

도 1은 종래의 HID 램프용 전자식 안정기의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 HID 램프용 전자식 안정기(101)는 정류부(111), 발진부(121), 인버터부(131) 및 공진부(141)를 구비한다. 도 2에 도시된 파형들을 참조하여 도 1에 도시된 전자식 안정기(101)에 설명한다. 1 is a block diagram of a conventional electronic ballast for a HID lamp. Referring to FIG. 1, the conventional electronic ballast 101 for a HID lamp includes a rectifier 111, an oscillator 121, an inverter 131, and a resonator 141. The electronic ballast 101 shown in FIG. 1 will be described with reference to the waveforms shown in FIG. 2.

정류부(111)는 입력되는 교류전압(Vin)을 정류하여 발진부(121)에 전달한다. The rectifier 111 rectifies the input AC voltage Vin and transmits the rectified AC voltage Vin to the oscillator 121.

발진부(121)는 정류부(111)의 출력신호를 받아서 싱글(single) 발진신호(V1)를 발생한다. The oscillator 121 receives the output signal of the rectifier 111 and generates a single oscillation signal V1.

인버터부(131)는 발진부(121)에서 출력되는 발진신호(V1)를 받아서 싱글 구형파 신호(V2)를 발생한다. The inverter unit 131 receives the oscillation signal V1 output from the oscillator 121 and generates a single square wave signal V2.

공진부(141)는 인버터부(131)에서 출력되는 신호(V2)를 받아서 싱글 정현파 신호(Vout)를 발생하여 HID 램프를 작동시켜 HID 램프로 하여금 발광하게 한다. The resonator 141 receives the signal V2 output from the inverter 131 and generates a single sinusoidal wave signal Vout to operate the HID lamp to cause the HID lamp to emit light.

이와 같이, 종래의 HID 램프용 전자식 안정기(101)는 싱글 정현파 신호를 출력하여 HID 램프를 작동시키기 때문에 HID 램프에서 발생되는 빛은 떨림 현상이 많이 발생한다. 이로 인하여 HID 램프의 수명이 짧아진다. As described above, the conventional electronic ballast 101 for the HID lamp outputs a single sinusoidal signal to operate the HID lamp, so that the light generated by the HID lamp is often shaken. This shortens the life of the HID lamp.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 HID 램프의 빛 떨림 현상을 감소시키는 HID 램프용 전자식 안정기를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an electronic ballast for the HID lamp to reduce the light shaking phenomenon of the HID lamp.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 전자식 안정기에 적합한 신호 발생 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a signal generation method suitable for the electronic ballast.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above technical problem

HID 램프를 발광시키는 전자식 안정기에 있어서, 입력되는 교류 전압을 전파정류하여 출력하는 정류부; 상기 정류부의 출력전압을 입력하고 안정된 전원전압을 출력하는 SMPS 집적회로; 상기 정류부의 출력전압을 입력하고 다중 발진 신호를 발생하는 다중신호 발진부; 상기 SMPS 집적회로의 출력전압과 상기 다중 발진 신호를 입력하고, 다중 구형파 신호를 발생하는 인버터부; 상기 인버터부로부터 출력되는 다중 구형파 신호를 공진시켜서 상기 HID 램프에 제공하는 공진부; 상기 공진부와 결합되며, 상기 공진부가 공진될 때 소정의 전압을 발생하여 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부에 제공하는 공진 검출부; 및 상기 정류부의 출력전압을 입력하고, 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부가 동작하지 않을 때 이들에게 초기 동작 전압을 제공하는 초기동작전압 제공부를 구비하는 HID 램프용 전자식 안정기를 제공한다.An electronic ballast for emitting a HID lamp, the electronic ballast comprising: a rectifier for full-wave rectifying and outputting an alternating current voltage; An SMPS integrated circuit configured to input an output voltage of the rectifier and output a stable power supply voltage; A multiple signal oscillator for inputting an output voltage of the rectifier and generating a multiple oscillation signal; An inverter unit configured to input an output voltage of the SMPS integrated circuit and the multiple oscillation signal and generate a multiple square wave signal; A resonator unit resonating the multiple square wave signals output from the inverter unit to provide the HID lamp; A resonance detector coupled to the resonator and configured to generate a predetermined voltage when the resonator is resonated and provide the predetermined voltage to the SMPS integrated circuit and the inverter; And an initial operating voltage providing unit for inputting the output voltage of the rectifying unit and providing the initial operating voltage to the SMPS integrated circuit and the inverter unit when the inverter unit is not operating.

바람직하기는, 상기 다중신호 발진부는 상기 정류부의 출력전압을 낮은 전압으로 강하시켜서 출력하는 전압 강하부; 상기 전압 강하부에서 출력되는 전압이 소정 레벨 이상으로 높아질 경우 이를 일정한 전압 레벨로 유지시키는 정전압부; 상기 정전압부의 출력전압에 응답하여 동작하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부에 연결되며, 상기 다중 발진 신호를 출력하는 브리지 회로를 구비한다.Preferably, the multi-signal oscillator comprises: a voltage drop unit for outputting the rectified unit by dropping the output voltage to a low voltage; A constant voltage unit for maintaining a constant voltage level when the voltage output from the voltage drop unit is higher than a predetermined level; A switching unit operating in response to an output voltage of the constant voltage unit; And a bridge circuit connected to the switching unit and outputting the multiple oscillation signal.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above technical problem

HID 램프의 빛 떨림 현상을 감소시키기 위한 신호 발생 방법에 있어서, (a) 교류 전압을 전파정류하는 단계; (b) 상기 전파정류된 신호의 전압을 소정 레벨 강하시키는 단계; (c) 상기 소정 레벨 강하된 신호를 발진시켜서 다중 발진 신호를 발생하는 단계; (d) 상기 다중 발진 신호를 공진시켜서 다중 정현파 신호를 발생하는 단계; 및 (e) 상기 다중 정현파 신호를 상기 HID 램프에 인가하는 단계를 포함하는 HID 램프용 전자식 안정기의 신호 발생 방법을 제공한다.CLAIMS 1. A signal generation method for reducing light flicker of a HID lamp, comprising: (a) full-wave rectifying an alternating voltage; (b) dropping a voltage of the full-wave rectified signal by a predetermined level; (c) generating a multiple oscillation signal by oscillating the predetermined level dropped signal; (d) resonating the multiple oscillation signal to generate a multiple sinusoidal signal; And (e) applying the multi-sine wave signal to the HID lamp.

상기 본 발명에 의하여 HID 램프의 빛 떨림 현상이 현저히 감소한다.According to the present invention, the light flicker of the HID lamp is significantly reduced.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 3은 본 발명에 따른 HID 램프용 전자식 안정기의 블록도이다. 도 3을 참조하면, HID 램프용 전자식 안정기(301)는 정류부(311), SMPS 집적회로(321), 다중신호 발진부(331), 초기동작전압 제공부(341), 인버터부(351), 공진부(361) 및 공진 검출부(371)를 구비한다. 3 is a block diagram of an electronic ballast for an HID lamp according to the present invention. Referring to FIG. 3, the electronic ballast 301 for the HID lamp includes a rectifier 311, an SMPS integrated circuit 321, a multi-signal oscillator 331, an initial operating voltage provider 341, an inverter 351, and a resonance. A unit 361 and a resonance detector 371 are provided.

정류부(311)는 입력되는 교류 전압(Vin)을 전파정류하여 출력한다.The rectifier 311 performs full-wave rectification and outputs the AC voltage Vin input thereto.

SMPS 집적회로(321)는 정류부(311)의 출력전압(Vrec)을 입력하고 안정된 전원전압(V3)을 인버터부(351)에 공급한다. The SMPS integrated circuit 321 inputs the output voltage Vrec of the rectifier 311 and supplies the stable power supply voltage V3 to the inverter unit 351.

초기동작전압 제공부(341)는 정류부(311)의 출력전압을 입력하고, SMPS 집적회로(321) 및 인버터부(351)가 동작하지 않을 때 이들에게 초기 동작 전압(V1)을 제공한다. The initial operating voltage providing unit 341 inputs the output voltage of the rectifying unit 311 and provides the initial operating voltage V1 to the SMPS integrated circuit 321 and the inverter unit 351 when they are not operated.

다중신호 발진부(331)는 정류부(311)의 출력전압(Vrec)을 입력하고, 삼각파형의 다중 발진 신호(Vosc)를 발생한다.The multiple signal oscillator 331 inputs the output voltage Vrec of the rectifier 311 and generates a triangular waveform multiple oscillation signal Vosc.

인버터부(351)는 SMPS 집적회로(321)의 출력전압(V3)과 다중신호 발진부(331)에서 출력되는 삼각파형의 다중 발진 신호(Vosc)를 입력하고, 다중 구형파 신호(Vinv)를 발생한다. The inverter unit 351 inputs an output voltage V3 of the SMPS integrated circuit 321 and a triangular waveform multiple oscillation signal Vosc output from the multiple signal oscillator 331, and generates a multi-square wave signal Vinv. .

공진부(361)는 인버터부(351)로부터 출력되는 다중 구형파 신호를 공진시켜서 다중 정현파 신호(Vout)를 발생하여 HID 램프에 제공한다. HID 램프는 공진부(361)에서 출력되는 다중 정현파 신호(Vout)에 의해 빛을 발생한다.The resonator 361 resonates the multiple square wave signals output from the inverter unit 351 to generate the multiple sinusoidal wave signals Vout and provide them to the HID lamp. The HID lamp generates light by the multiple sinusoidal wave signals Vout output from the resonator 361.

공진 검출부(371)는 공진부(361)와 결합되며, 공진부(361)가 공진될 때 소정의 전압(V2)을 발생하여 SMPS 집적회로(321) 및 인버터부(351)에 제공한다. 공진 검출부(371)는 공진부(361)가 공진되지 않으면 소정의 전압(V2)을 출력하지 않는다. The resonance detector 371 is coupled to the resonance unit 361, and generates a predetermined voltage V2 when the resonance unit 361 resonates, and provides the predetermined voltage V2 to the SMPS integrated circuit 321 and the inverter unit 351. The resonance detector 371 does not output the predetermined voltage V2 when the resonance unit 361 does not resonate.

SMPS 집적회로(321) 및 인버터부(351)는 공진 검출부(371)로부터 소정의 전압(V2)이 출력되지 않으면 동작하지 않으며, 그에 따라 HID 램프도 동작하지 않는다. 그러다가 초기동작전압 제공부(341)로부터 초기 동작 전압(V1)이 출력될 때에 동작을 시작하고, 그에 의해 HID 램프도 발광을 시작한다. The SMPS integrated circuit 321 and the inverter unit 351 do not operate unless a predetermined voltage V2 is output from the resonance detector 371, and thus the HID lamp does not operate. Then, the operation starts when the initial operation voltage V1 is output from the initial operation voltage providing unit 341, whereby the HID lamp also starts emitting light.

이와 같이, 공진 검출부(371)에서 소정의 전압(V2)이 출력되는 여부에 따라 공진부(361)의 공진 상태를 알 수가 있다. 또한, 공진부(361)가 공진되지 않는 상태에서 HID 램프가 동작할 경우, HID 램프의 동작이 안정되지 않게 되어 HID 램프의 수명이 짧아지는데, 공진 검출부(371)를 구비함으로써 이와 같은 문제점을 해결할 수가 있다. As described above, the resonance state of the resonance unit 361 can be known depending on whether the predetermined voltage V2 is output from the resonance detection unit 371. In addition, when the HID lamp operates in a state where the resonator 361 does not resonate, the operation of the HID lamp becomes unstable and the life of the HID lamp is shortened. The problem is solved by providing the resonance detector 371. There is a number.

상술한 바와 같이, 다중신호 발진부(331)에서 다중 발진 신호(Vosc)를 발생하여 공진부(361)에 제공함으로써 HID 램프가 발광할 때 빛의 떨림 현상이 현저히 감소한다.As described above, the multi-signal oscillator 331 generates the multi-oscillation signal Vosc and provides the resonator 361 to reduce the trembling of light when the HID lamp emits light.

도 4는 도 3에 도시된 다중신호 발진부(331), 초기동작전압 제공부(341), 인버터부(351), 공진부(361) 및 공진 검출부(371)의 회로도이다. FIG. 4 is a circuit diagram of the multi-signal oscillator 331, the initial operating voltage providing unit 341, the inverter unit 351, the resonator 361, and the resonance detector 371 illustrated in FIG. 3.

도 4를 참조하면, 다중신호 발진부(331)는 전압 강하부(411), 정전압부(421), 스위칭부(431) 및 브리지 회로(441)를 구비한다.Referring to FIG. 4, the multi-signal oscillator 331 includes a voltage drop unit 411, a constant voltage unit 421, a switching unit 431, and a bridge circuit 441.

전압 강하부(411)는 정류부(311)의 출력전압(Vin)을 낮은 전압으로 강하시켜서 출력한다. 전압 강하부(411)는 정류부(311)의 출력단에 일단이 연결되고 타단으로부터 전압 강하부(411)의 출력전압을 출력하는 제1 저항(R1), 및 제1 저항(R1)과 접지단 사이에 연결된 제2 저항(R2)을 구비한다. The voltage drop unit 411 drops and outputs the output voltage Vin of the rectifier 311 to a low voltage. The voltage drop unit 411 has one end connected to the output terminal of the rectifier 311 and outputs an output voltage of the voltage drop unit 411 from the other end, and between the first resistor R1 and the ground terminal. It has a second resistor (R2) connected to.

정전압부(421)는 전압 강하부(411)에서 출력되는 전압이 소정 레벨 이상으로 높아질 경우 이를 일정한 전압 레벨로 유지시킨다. 정전압부(421)는 전압 강하부(411)와 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드를 구비한다. The constant voltage unit 421 maintains a constant voltage level when the voltage output from the voltage drop unit 411 becomes higher than a predetermined level. The constant voltage unit 421 includes a zener diode connected between the voltage drop unit 411 and the ground terminal.

스위칭부(431)는 정전압부(421)의 출력전압에 응답하여 동작한다. 즉, 스위칭부(431)는 정전압부(421)로부터 소정 레벨 이상의 전압이 출력되면 온(on)되어 브리지 회로(441)를 동작시키고, 정전압부(421)로부터 소정 레벨 이하의 전압이 출력되면 오프(off)되어 브리지 회로(441)가 동작하지 못하게 한다. The switching unit 431 operates in response to the output voltage of the constant voltage unit 421. That is, the switching unit 431 turns on when the voltage above the predetermined level is output from the constant voltage unit 421 to operate the bridge circuit 441, and turns off when the voltage below the predetermined level is output from the constant voltage unit 421. (off) to prevent the bridge circuit 441 from operating.

스위칭부(431)는 포토 커플러, 바이폴라 트랜지스터, 모스 전계효과 트랜지스터 등으로 구성할 수 있다. The switching unit 431 may include a photo coupler, a bipolar transistor, a MOS field effect transistor, or the like.

브리지 회로(441)는 4개의 다이오드들(D1∼D4)을 브리지 형태로 연결한 회로이다. The bridge circuit 441 is a circuit in which four diodes D1 to D4 are connected in a bridge form.

도 4를 참조하면, 초기동작전압 제공부(341)는 정류부(도 3의 311)의 출력단에 연결된 저항(R3) 및 저항(R3)과 접지단 사이에 연결된 캐패시터(C1)를 구비한다. 초기동작전압 제공부(341)는 캐패시터(C1)에 축적된 전압을 SMPS 집적회로(도 3의 321) 및 인버터부(351)의 초기 동작 전압으로서 제공한다. Referring to FIG. 4, the initial operating voltage providing unit 341 includes a resistor R3 connected to the output terminal of the rectifying unit 311 of FIG. 3 and a capacitor C1 connected between the resistor R3 and the ground terminal. The initial operating voltage providing unit 341 provides the voltage accumulated in the capacitor C1 as initial operating voltages of the SMPS integrated circuit 321 of FIG. 3 and the inverter unit 351.

도 4를 참조하면, 인버터부(351)는 집적회로 장치(451), 저항들(R4∼R7), 캐패시터(C2), 모스 전계효과 트랜지스터들(461,462)을 구비한다. 인버터부(351)는 삼각파형의 다중 발진 신호(Vosc)를 입력하고, 다중 구형파 신호(Vinv)를 발생한다. 모스 전계효과 트랜지스터(461)는 SMPS 집적회로(도 3의 321)로부터 전원 전압(V3)을 공급받는다. 집적회로(451)로는 인버터용 집적회로 장치, 예컨대 IR2153을 사용할 수 있다. Referring to FIG. 4, the inverter unit 351 includes an integrated circuit device 451, resistors R4 to R7, a capacitor C2, and MOS field effect transistors 461 and 462. The inverter unit 351 inputs a triangular waveform multiple oscillation signal Vosc and generates a multi-square wave signal Vinv. The MOS field effect transistor 461 receives a power supply voltage V3 from an SMPS integrated circuit 321 of FIG. 3. As the integrated circuit 451, an inverter integrated circuit device such as IR2153 may be used.

도 4를 참조하면, 공진부(361)는 캐패시터(C3) 및 인덕터(L1)를 구비한다. 공진부(361)는 입력되는 다중 구형파 신호(Vinv)를 공진시켜서 다중 정현파 신호를 발생하여 HID 램프에 공급한다. Referring to FIG. 4, the resonator 361 includes a capacitor C3 and an inductor L1. The resonator 361 resonates an input multiple square wave signal Vinv to generate a multiple sinusoidal signal and supply the multi-sine wave signal to the HID lamp.

도 4를 참조하면, 공진 검출부(371)는 인덕터(L1)에 결합된 보조 인덕터(L2), 저항(R9) 및 다이오드(D5)를 구비한다. 공진부(361)가 공진되면, 보조 인덕터(L2)로 소정의 전압(V2)이 유도되어 저항(R9) 및 다이오드(D5)를 통해서 출력되고, 공진부(361)가 공진되지 않으면 보조 인덕터(L2)로 전압이 유도되지 않으므로 공진 검출부(371)는 전압(V2)을 출력하지 않는다. Referring to FIG. 4, the resonance detector 371 includes an auxiliary inductor L2, a resistor R9, and a diode D5 coupled to the inductor L1. When the resonator 361 resonates, a predetermined voltage V2 is induced to the auxiliary inductor L2 and output through the resistor R9 and the diode D5. If the resonator 361 does not resonate, the auxiliary inductor ( Since no voltage is induced to L2, the resonance detector 371 does not output the voltage V2.

도 5는 도 4에 도시된 신호들의 파형도이다. 도 5를 참조하여 도 3 및 도 4에 도시된 회로의 동작을 설명하기로 한다. 5 is a waveform diagram of signals shown in FIG. 4. An operation of the circuit shown in FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIG. 5.

정류부(311)의 출력전압(Vrec)은 초기동작전압 제공부(341)의 캐패시터(C1)에 충전되고, 캐패시터(C1)에 충전된 전압은 인버터부(351)의 집적회로(451)와 SMPS 집적회로(도 3의 321)에 인가되어 인버터부(351)와 SMPS 집적회로(도 3의 321)를 동작시킨다. The output voltage Vrec of the rectifier 311 is charged in the capacitor C1 of the initial operation voltage providing unit 341, and the voltage charged in the capacitor C1 is integrated circuit 451 and SMPS of the inverter unit 351. It is applied to the integrated circuit 321 of FIG. 3 to operate the inverter unit 351 and the SMPS integrated circuit 321 of FIG. 3.

정류부(311)의 출력전압(Vrec)은 또한, 다중신호 발진부(331)에 인가된다. 저항들(R1,R2)은 정류부(311)의 출력전압(Vrec)을 배분하며, 노드(N1)에는 정류부(311)의 출력전압(Vrec)보다 낮은 전압이 발생한다. 노드(N1)의 전압이 소정 레벨, 예컨대 0.7볼트 이상이 되면 스위칭부(431)가 온되어 브리지 회로(441)에 전류가 흐르기 시작한다. 그에 따라 저항(R5)과 캐패시터(C2)가 발진을 시작하여 다중신호 발진부(331)는 삼각 파형의 다중 발진 신호(Vosc)를 발생한다. The output voltage Vrec of the rectifier 311 is also applied to the multi-signal oscillator 331. The resistors R1 and R2 distribute the output voltage Vrec of the rectifier 311, and a voltage lower than the output voltage Vrec of the rectifier 311 is generated at the node N1. When the voltage of the node N1 reaches a predetermined level, for example, 0.7 volts or more, the switching unit 431 is turned on and current flows in the bridge circuit 441. Accordingly, the resistor R5 and the capacitor C2 start oscillation, and the multi-signal oscillator 331 generates the triangular waveform multiple oscillation signal Vosc.

다중 발진 신호(Vosc)는 집적회로(451)에 인가되고, 집적회로(451)의 출력단자들로부터 다중 구형파 신호들(Va,Vb)이 출력되어 모스 전계효과 트랜지스터들(461,462)에 인가된다.The multiple oscillation signal Vosc is applied to the integrated circuit 451, and the multiple square wave signals Va and Vb are output from the output terminals of the integrated circuit 451 and applied to the MOS field effect transistors 461 and 462.

모스 전계효과 트랜지스터(461)는 SMPS 집적회로(321)로부터 전원전압(V3)을 공급받으며, 모스 전계효과 트랜지스터들(461,462)의 동작에 의해 집적회로(451)로부터 출력되는 다중 발진 신호들(Va,Vb)은 서로 결합되어 출력된다. The MOS field effect transistor 461 receives a power supply voltage V3 from the SMPS integrated circuit 321 and outputs the multiple oscillation signals Va output from the integrated circuit 451 by the operation of the MOS field effect transistors 461 and 462. And Vb) are combined with each other and output.

인버터부(351)에서 출력되는 구형파의 다중 발진 신호(Vosc)는 공진부(361)에서 공진되며, 공진부(361)는 다중 정현파 신호(Vout)를 발생하여 HID 램프에 인가함으로써 HID 램프는 발광하게 된다. The multiple oscillation signal Vosc of the square wave output from the inverter unit 351 is resonated by the resonator 361, and the resonator 361 generates the multi-sinusoidal signal Vout and applies the HID lamp to the HID lamp. Done.

이 때, 만일 공진부(361)가 공진하지 않으면 공진 검출부(371)는 전압(V2)을 출력하지 않으며, 그에 따라 SMPS 집적회로(321)와 인버터부(351)의 집적회로(451)는 동작을 중지한다. 따라서, 공진부(361)의 공진 상태를 알 수가 있다. SMPS 집적회로(321)와 인버터부(351)의 집적회로(451)가 동작을 중지하면, 초기동작전압 제공부(341)에서 전압(V1)을 제공하여 SMPS 집적회로(321)와 인버터부(351)의 집적회로(451)는 다시 동작을 시작한다. At this time, if the resonator 361 does not resonate, the resonance detector 371 does not output the voltage V2. Accordingly, the SMPS integrated circuit 321 and the integrated circuit 451 of the inverter unit 351 operate. Stop. Therefore, the resonance state of the resonance part 361 can be known. When the integrated circuit 451 of the SMPS integrated circuit 321 and the inverter unit 351 stops operating, the initial operating voltage providing unit 341 provides a voltage V1 to supply the SMPS integrated circuit 321 and the inverter unit ( Integrated circuit 451 of 351 resumes operation.

도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기에서 사용된 용어들은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이므로, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. The terminology used herein is for the purpose of describing the invention and is not intended to limit the meaning of the invention or to limit the scope of the invention described in the claims. As those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments may be made therefrom, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따라 다중신호 발진부(331)가 정류부(311)의 출력전압(Vrec)을 받아서 다중 발진 신호(Vosc)를 발생함으로써 HID 램프에는 정현파의 다중 발진 신호가 인가되고, 그에 따라 HID 램프에서 발생하는 빛의 떨림 현상은 현저하게 감소된다. 따라서, HID 램프의 수명은 종래의 전자식 안정기를 사용할 때보다 훨씬 길어진다. As described above, the multi-signal oscillator 331 receives the output voltage Vrec of the rectifier 311 and generates the multi-oscillation signal Vosc, thereby applying the sinusoidal multiple oscillation signal to the HID lamp. Light blurring from HID lamps is significantly reduced. Thus, the lifetime of the HID lamp is much longer than when using a conventional electronic ballast.

또한, 공진 검출부(371)를 구비하여 공진부(361)가 공진하지 않을 때는 인버터부(351)와 SMPS 집적회로(321)가 신호를 출력하지 못하게 하여 HID 램프의 동작을 중지시키고, 공진부(361)가 공진할 때만 HID 램프를 동작시킴으로써 HID 램프의 수명을 더욱 많이 연장시키는 효과를 가져온다. In addition, when the resonance unit 361 does not resonate with the resonance detector 371, the inverter unit 351 and the SMPS integrated circuit 321 do not output a signal to stop the operation of the HID lamp. By operating the HID lamp only when 361) resonates, it has the effect of further extending the life of the HID lamp.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 종래의 에이치아이디 램프용 전자식 안정기의 블록도이다.1 is a block diagram of a conventional electronic ballast for a HID lamp.

도 2는 도 1에 도시된 신호들의 파형도이다.2 is a waveform diagram of signals shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 에이치아이디 램프용 전자식 안정기의 블록도이다.3 is a block diagram of an electronic ballast for an HID lamp according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 다중신호 발진부, 인버터부, 공진부, 공진 검출부 및 초기동작전압 제공부의 회로도이다.FIG. 4 is a circuit diagram of the multiple signal oscillator, the inverter unit, the resonance unit, the resonance detector, and the initial operation voltage providing unit shown in FIG. 3.

도 5는 도 4에 도시된 신호들의 파형도이다.5 is a waveform diagram of signals shown in FIG. 4.

Claims (12)

HID 램프를 발광시키는 전자식 안정기에 있어서,In an electronic ballast which emits a HID lamp, 입력되는 교류 전압을 전파정류하여 출력하는 정류부;A rectifier for full-wave rectifying and outputting an input AC voltage; 상기 정류부의 출력전압을 입력하고 안정된 전원전압을 출력하는 SMPS 집적회로;An SMPS integrated circuit configured to input an output voltage of the rectifier and output a stable power supply voltage; 상기 정류부의 출력전압을 입력하고 다중 발진 신호를 발생하는 다중신호 발진부;A multiple signal oscillator for inputting an output voltage of the rectifier and generating a multiple oscillation signal; 상기 SMPS 집적회로의 출력전압과 상기 다중 발진 신호를 입력하고, 상기 다중 발진 신호와 다른 다중 신호를 발생하는 인버터부;An inverter unit for inputting an output voltage of the SMPS integrated circuit and the multiple oscillation signal and generating a multiple signal different from the multiple oscillation signal; 상기 인버터부로부터 출력되는 다중 신호를 공진시켜서 상기 HID 램프에 제공하는 공진부;A resonator unit resonating the multiple signals output from the inverter unit to provide the HID lamp; 상기 공진부와 결합되며, 상기 공진부가 공진될 때 소정의 전압을 발생하여 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부에 제공하는 공진 검출부; 및A resonance detector coupled to the resonator and configured to generate a predetermined voltage when the resonator is resonated and provide the predetermined voltage to the SMPS integrated circuit and the inverter; And 상기 정류부의 출력전압을 입력하고, 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부가 동작하지 않을 때 이들에게 초기 동작 전압을 제공하는 초기동작전압 제공부를 구비하는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And an initial operating voltage providing unit for inputting an output voltage of the rectifying unit and providing an initial operating voltage to the SMPS integrated circuit and the inverter unit when the inverter unit is not operated. 제1 항에 있어서, 상기 다중신호 발생부에서 출력되는 다중 발진 신호는 삼각 파형이고, 상기 인버터부에서 출력되는 다중 신호는 구형파인 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.The electronic ballast of claim 1, wherein the multiple oscillation signal output from the multiple signal generator is a triangular waveform, and the multiple signal output from the inverter unit is a square wave. 제1 항에 있어서, 상기 다중신호 발진부는The method of claim 1, wherein the multi-signal oscillator 상기 정류부의 출력전압을 낮은 전압으로 강하시켜서 출력하는 전압 강하부;A voltage drop unit configured to drop the output voltage of the rectifier unit to a low voltage to output the rectified unit; 상기 전압 강하부에서 출력되는 전압이 소정 레벨 이상으로 높아질 경우 이를 일정한 전압 레벨로 유지시키는 정전압부;A constant voltage unit for maintaining a constant voltage level when the voltage output from the voltage drop unit is higher than a predetermined level; 상기 정전압부의 출력전압에 응답하여 동작하는 스위칭부; 및A switching unit operating in response to an output voltage of the constant voltage unit; And 상기 스위칭부에 연결되며, 상기 다중 발진 신호를 출력하는 브리지 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And a bridge circuit connected to the switching unit and outputting the multiple oscillation signal. 제3 항에 있어서, 상기 전압 강하부는 The method of claim 3, wherein the voltage drop unit 상기 정류부의 출력단에 일단이 연결되고 타단으로부터 상기 전압 강하부의 출력전압을 출력하는 제1 저항; 및A first resistor having one end connected to an output terminal of the rectifying unit and outputting an output voltage of the voltage drop unit from the other end; And 상기 제1 저항과 접지단 사이에 연결된 제2 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And a second resistor connected between the first resistor and a ground terminal. 제3 항에 있어서, 상기 정전압부는 The method of claim 3, wherein the constant voltage unit 상기 전압 강하부와 상기 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And a Zener diode connected between the voltage drop section and the ground terminal. 제3 항에 있어서, 상기 스위칭부는The method of claim 3, wherein the switching unit 포토 커플러인 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.Electronic ballast for HID lamps characterized by being a photo coupler. 제3 항에 있어서, 상기 스위칭부는 The method of claim 3, wherein the switching unit 상기 정전압부의 출력신호에 응답하여 스위칭 동작을 수행하는 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.An electronic ballast for a HID lamp, characterized in that the bipolar transistor for performing a switching operation in response to the output signal of the constant voltage unit. 제3 항에 있어서, 상기 스위칭부는 The method of claim 3, wherein the switching unit 상기 정전압부의 출력신호에 응답하여 스위칭 동작을 수행하는 모스 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And a MOS field effect transistor that performs a switching operation in response to the output signal of the constant voltage unit. 제1 항에 있어서, 상기 공진 검출부는The method of claim 1, wherein the resonance detection unit 보조 인덕터를 구비하며, 상기 공진부가 공진될 때 상기 소정의 전압을 출력하고, 상기 공진부가 공진되지 않으면 상기 소정의 전압을 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And an auxiliary inductor, and outputs the predetermined voltage when the resonator is resonant, and does not output the predetermined voltage when the resonator is not resonant. 제1 항에 있어서, 상기 초기동작전압 제공부는 The method of claim 1, wherein the initial operating voltage providing unit 상기 정류부의 출력단에 연결된 저항; 및A resistor connected to the output terminal of the rectifier; And 상기 저항과 접지단 사이에 연결된 캐패시터를 구비하고,A capacitor connected between the resistor and the ground terminal, 상기 캐패시터에 축적된 전압을 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부의 초기 동작 전압으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.And the voltage stored in the capacitor is output as an initial operating voltage of the SMPS integrated circuit and the inverter unit. 제1 항에 있어서, 상기 SMPS 집적회로 및 인버터부는 상기 공진 검출부로부터 상기 소정의 전압이 출력되지 않으면 동작하지 않으며, 상기 초기동작전압 제공부로부터 초기 동작 전압이 출력될 때에 동작을 시작하는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기.The method of claim 1, wherein the SMPS integrated circuit and the inverter unit does not operate unless the predetermined voltage is output from the resonance detector, and starts to operate when the initial operating voltage is output from the initial operating voltage providing unit. Electronic ballast for HID lamp (a) 교류 전압을 전파정류하는 단계;(a) full-wave rectifying an alternating voltage; (b) 상기 전파정류된 신호의 전압을 소정 레벨 강하시키는 단계;(b) dropping a voltage of the full-wave rectified signal by a predetermined level; (c) 상기 소정 레벨 강하된 신호를 발진시켜서 다중 발진 신호를 발생하는 단계;(c) generating a multiple oscillation signal by oscillating the predetermined level dropped signal; (d) 상기 다중 발진 신호를 공진시켜서 다중 정현파 신호를 발생하는 단계; 및(d) resonating the multiple oscillation signal to generate a multiple sinusoidal signal; And (e) 상기 다중 정현파 신호를 상기 HID 램프에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HID 램프용 전자식 안정기의 신호 발생 방법.and (e) applying the multiple sine wave signal to the HID lamp.
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