KR100640174B1 - Apparatus for dimming of the electrode-less fluorescent lamp using a high frequency resonant inverter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 전극을 사용하지 않고 강 자계로써 유도방전 현상을 이용하기 때문에 긴 수명이 보장됨과 동시에 안정기 출력의 변화에 대해서도 매우 안정적인 발광 측성을 갖는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치에 관한 것으로, 특히 인버터 제어 장치에 있어서 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 주파수의 10분의 1에 해당하는 클록신호를 10분주하는 제 1 카운터; 상기 제 1 카운터의 계수값과 외부로부터 2 디지트의 BCD(Binary Coded Decimal)로 지령된 듀티 명령(Duty instruction)의 1의 자리(First Digit) BCD값의 크기를 비교하는 제 1 비교기; 외부로부터 지령된 듀티 명령의 10의 자리(Second Digit)값에 1을 더하는 가산기; 상기 가산기의 출력과 외부로부터 지령된 듀티 명령의 1의 자리 값 중 어느 하나를 상기 제 1 비교기의 출력에 따라 선택하는 다중화기; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 10분주하는 제 2 카운터; 상기 다중화기의 출력값과 상기 제 2 카운터의 크기를 비교하여 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하는 제 2 비교기; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 1 휴지기간삽입회로; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터 의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 2 휴지기간삽입회로; 상기 제 2 비교기의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하는 제 1 앤드게이트; 상기 제 2 비교기의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)을 출력하는 제 2 앤드게이트를 구비함으로써, 디지털로 지령되는 듀티 명령에 따라 무전극 형광램프의 구동 시간을 1% 단위로 제어할 수 있기 때문에 거의 연속적으로 무전극 형광램프의 조도를 제어할 수 있는 새로운 버스트 디밍 기법을 구현한 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치이다.The present invention uses induction discharge as a ferromagnetic field without using a separate electrode, which ensures a long life and at the same time, a high frequency resonant inverter control device for dimming control of an electrodeless fluorescent lamp having a highly stable light emission characteristic even with a change in ballast output. In particular, in the inverter control device, the first counter for dividing the clock signal corresponding to one tenth of the basic switching frequency for driving the electrodeless fluorescent lamp; A first comparator for comparing a magnitude value of the first counter BCD value of a duty instruction commanded from the outside with a binary coded decimal (BCD) of 2 digits from the outside; An adder that adds 1 to the tenth digit of the duty command commanded from the outside; A multiplexer for selecting one of an output of the adder and a place value of 1 of a duty command commanded from the outside according to the output of the first comparator; A second counter for dividing the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp by 10; A second comparator comparing the output value of the multiplexer with the size of the second counter and outputting a switching enable signal T EN corresponding to a period for driving the electrodeless fluorescent lamp; Inputting the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp and erasing the front part of the basic switching clock signal CLK for a period corresponding to the dead time to be inserted for preventing the short circuit of the inverter. A first idle period insertion circuit; A basic switching clock signal inverted by a period corresponding to a dead time to be inserted to prevent an inverter short circuit by receiving an inverted signal (/ CLK) of the basic switching clock signal CLK for driving an electrodeless fluorescent lamp. A second rest period insertion circuit for erasing the front part of (/ CLK); A first AND gate outputting a phase-arm switching signal Q1 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the second comparator and the output of the first idle period insertion circuit; A second AND gate for outputting the lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN and the output of the second idle period insertion circuit; In this way, the driving time of the electrodeless fluorescent lamp can be controlled in units of 1% according to the digitally commanded duty command, thereby implementing a new burst dimming technique that can control the illuminance of the electrodeless fluorescent lamp almost continuously. High frequency resonant inverter control device for electrode fluorescent lamp dimming control.

Description

무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치{APPARATUS FOR DIMMING OF THE ELECTRODE-LESS FLUORESCENT LAMP USING A HIGH FREQUENCY RESONANT INVERTER}High Frequency Resonant Inverter Controller for Electrodeless Fluorescent Lamp Dimming Control {APPARATUS FOR DIMMING OF THE ELECTRODE-LESS FLUORESCENT LAMP USING A HIGH FREQUENCY RESONANT INVERTER}

도 1은 일반적인 무전극 형광램프의 구조 및 점등원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a view illustrating the structure and lighting principle of a typical electrodeless fluorescent lamp.

도 2는 도 1의 무전극 형광램프의 등가회로를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows an equivalent circuit of the electrodeless fluorescent lamp of FIG. 1.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용된 무전극 형광램프용 공진형 인버터를 도시한 회로도 및 등가회로도이다.3A and 3B are circuit diagrams and equivalent circuit diagrams illustrating a resonant inverter for an electrodeless fluorescent lamp applied to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 의한 버스트 디밍 알고리즘이 적용된 인버터 제어장치를 나타낸 회로블록도 및 그 타임차트이다.4A and 4B are circuit block diagrams and time charts illustrating an inverter control apparatus to which a burst dimming algorithm is applied according to an embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 버스트 디밍 알고리즘이 적용된 인버터 제어장치를 나타낸 회로블록도 및 그 타임차트이다.5A and 5B are circuit block diagrams and time charts illustrating an inverter control apparatus to which a burst dimming algorithm is applied according to another embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 의한 시비율 변화에 따른 구동신호 및 공진전류를 도시한 그래프이다.6A to 6D are graphs illustrating driving signals and resonance currents according to changes in fertilization rate according to an embodiment of the present invention.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 의한 시비율 변화에 따른 램프전압 및 전류를 도시한 그래프이다.7A to 7D are graphs showing lamp voltages and currents according to changes in fertilization rate according to an embodiment of the present invention.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 의한 시비율 변화에 따른 램프의 조 광상태를 도시한 도면이다.8A to 8D are diagrams illustrating a dimming state of a lamp according to a change in fertilization ratio according to an embodiment of the present invention.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 의한 버스트 디밍과 버스트 PWM 평균 시비율 제어를 적용한 경우를 도시한 시비율에 따른 입력전력 및 광속 그래프이다.9A and 9B are graphs of input power and luminous flux according to the ratio of the burst dimming and the burst PWM average ratio ratio control according to the embodiment of the present invention.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 의한 버스트 디밍과 버스트 PWM 평균 시비율 제어를 적용한 경우를 도시한 최대 입력전력 대비 광효율 그래프이다.10A and 10B are graphs showing light efficiency versus maximum input power illustrating a case where burst dimming and burst PWM average fertilization rate control according to an embodiment of the present invention are applied.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

CNT: 카운터 CMP #1: 제 1 비교기CNT: Counter CMP # 1: First Comparator

CMP#2: 제 2 비교기 Deadtime 1: 제 1 휴지기간삽입회로CMP # 2: 2nd comparator Deadtime 1: 1st idle period insertion circuit

Deadtime 2: 제 2 휴지기간삽입회로 G1: 제 1 앤드게이트Deadtime 2: Second idle period insertion circuit G1: First end gate

G2: 제 2 앤드게이트 CNT #1: 제 1 카운터G2: second and gate CNT # 1: first counter

CNT #2: 제 2 카운터 ADD: 가산기CNT # 2: second counter ADD: adder

MUX: 다중화기MUX: Multiplexer

본 발명은 램프용 공진형 인버터에 관한 것으로, 특히 기존의 형광램프와 달리 가스가 봉입된 방전관의 외부에 전극대신 코일이 감겨진 페라이트 코아가 장착된 무전극 형광램프에 있어서 외부의 인버터로부터 고주파 전압이 인가되면 램프에 자계가 형성되어 방전관 내부의 봉입가스를 여기시켜 발광시키는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a resonant inverter for lamps. In particular, unlike conventional fluorescent lamps, high frequency voltage from an external inverter in an electrodeless fluorescent lamp equipped with a ferrite core wound with a coil instead of an electrode on the outside of a gas-filled discharge tube. The present invention relates to a high frequency resonant inverter control device for an electrodeless fluorescent lamp dimming control for generating a magnetic field in the lamp to excite the encapsulated gas inside the discharge tube to emit light.

최근 들어 대형건물, 터널 및 공장 등 대규모 조명설비가 시설된 장소에 대해서 자연조도 등의 주변조건에 따라 램프의 광출력을 제어함으로써 전력소비를 절감하기 위한 조광제어기법에 대한 관심과 발명이 활발히 진행되고 있다. Recently, the interest and invention of the dimming control technique for reducing the power consumption by actively controlling the light output of the lamp in accordance with the ambient conditions such as natural lighting in the place where large-scale lighting facilities such as large buildings, tunnels and factories are installed It is becoming.

대부분의 실내조명용 광원으로 사용되는 형광램프는 백열등에 비해 광의 질이 우수하고, 효율이 높으며 수명이 매우 길다는 장점을 갖는 반면, 점등시 별도의 안정기가 필요하고 정격 이외의 전압이 인가되면 전극의 열화로 인한 흑화현상에 따르는 미점등 현상이 발생하기 때문에 램프 수명이 급격히 감소하게 된다는 단점을 지닌다. Fluorescent lamps used for most indoor lighting sources have the advantages of superior light quality, high efficiency, and very long life compared to incandescent lamps.However, when lighting requires a separate ballast and a voltage other than the rated voltage is applied, Since the unlit phenomenon due to the blackening due to deterioration occurs, the lamp life is sharply reduced.

이러한 단점은 형광램프의 조광제어를 가로막는 가장 큰 요인으로써 현재까지 실내조명용 조광제어 시스템은 실용화되지 못하고 있는 실정이다. Such a disadvantage is the biggest factor preventing the dimming control of fluorescent lamps, and the dimming control system for indoor lighting has not been put to practical use.

6만 시간 이상의 연속 점등시간을 보장하는 무전극 형광램프는 높은 가격과 특정기업의 기술적 독점 등으로 인해 현재 널리 보급되고 있지 않지만, 종래의 형광램프가 램프 양단 전극간의 전계에 의해 발생되는 열전자들에 의해 형광체가 발광하는 것과 달리, 램프 내부 또는 외부에 장착된 코일에서 발생하는 강력한 자계에 의해 램프가 점등된다. Electrodeless fluorescent lamps, which guarantee continuous lighting time of more than 60,000 hours, are not widely used at present due to high price and technical monopoly of a specific company, but conventional fluorescent lamps are used for thermoelectrics generated by electric fields between the electrodes of lamps. Unlike the phosphor emitting light, the lamp is turned on by a strong magnetic field generated by a coil mounted inside or outside the lamp.

따라서 종래의 형광램프 수명을 결정하는데 있어 가장 큰 영향을 미치는 흑화현상을 무전극 형광램프에서는 피할 수 있는 데, 이와 같이 기존의 형광램프에 비해 크기와 수명 및 출력 등의 다양한 측면에서 우수성이 확인된 무전극 형광램프의 보급화와 조광제어가 시급한 과제로 대두되고 있다.Therefore, the blackening phenomenon, which has the greatest influence in determining the lifespan of a conventional fluorescent lamp, can be avoided in an electrodeless fluorescent lamp. Thus, the superiority of the conventional fluorescent lamp in terms of size, lifespan, and output has been confirmed. The spread of induction fluorescent lamps and dimming control have emerged as an urgent problem.

따라서, 본 발명의 목적은 유도방전을 이용한 무전극 형광램프는 전극을 필요로 하지 않기 때문에 긴 수명을 가지며 안정기 출력의 변화에 대해서도 매우 강한 특성을 갖는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is a high frequency resonant inverter control device for dimming control of an electrodeless fluorescent lamp having a long life and very strong characteristics against a change in ballast output since the electrodeless fluorescent lamp using induction discharge does not require an electrode. To provide.

본 발명의 다른 목적은 공진형 인버터의 주회로는 하프브리지 방식으로 50%의 시비율의 250kHz의 고주파 펄스로 구동되는 두 개의 스위치를 스위칭 주파수 보다 낮은 주파수의 펄스폭 변조를 이용해 온, 오프 동작을 제어하는 버스트 디밍(Burst dimming) 기법을 기초로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention that the main circuit of the resonant inverter uses a half-bridge method to switch the two switches driven by a high frequency pulse of 250 kHz at a rate of 50% by using pulse width modulation of a frequency lower than the switching frequency. The present invention provides a high frequency resonant inverter control device for electrodeless fluorescent lamp dimming control based on a burst dimming technique.

본 발명의 또다른 목적은, LCD 백라이트의 조광제어에 주로 적용되는 버스트 디밍(Burst dimming) 기법을 기초로 하되, 간단한 디지털 논리회로를 이용한 제어회로를 통해 5% 단위의 시비율로 조도 조절이 가능한 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is based on a burst dimming technique, which is mainly applied to dimming control of an LCD backlight, and the dimming can be controlled at a ratio of 5% through a control circuit using a simple digital logic circuit. It is to provide a high frequency resonant inverter control device for the electrodeless fluorescent lamp dimming control.

본 발명의 또다른 목적은, LCD 백라이트의 조광제어에 주로 적용되는 버스트 디밍(Burst dimming) 기법을 기초로 하되, 버스트(Burst) PWM 평균 시비율 제어 기법으로 다소 정밀한 디지털 논리회로를 통해 1% 단위의 시비율로 조도조절이 가능한 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is based on a burst dimming technique, which is mainly applied to dimming control of LCD backlight, and is a burst PWM average ratio ratio control technique. The present invention provides a high frequency resonant inverter control device for dimming control of an electrodeless fluorescent lamp having dimming control at a ratio of.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 무전극 형광램프 조광 제어용 인버터 제어장치에 있어서: 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 주파수의 10분의 1에 해당하는 클록신호를 10분주하는 제 1 카운터; 상기 제 1 카운터의 계수값과 외부로부터 2 디지트의 BCD(Binary Coded Decimal)로 지령된 듀티 명령(Duty instruction)의 1의 자리(First Digit) BCD값의 크기를 비교하는 제 1 비교기; 외부로부터 지령된 듀티 명령의 10의 자리(Second Digit)값에 1을 더하는 가산기; 상기 가산기의 출력과 외부로부터 지령된 듀티 명령의 1의 자리 값 중 어느 하나를 상기 제 1 비교기의 출력에 따라 선택하는 다중화기; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 10분주하는 제 2 카운터; 상기 다중화기의 출력값과 상기 제 2 카운터의 크기를 비교하여 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하는 제 2 비교기; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 1 휴지기간삽입회로; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 2 휴지기간삽입회로; 상기 제 2 비교기의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하는 제 1 앤드게이트; 및 상기 제 2 비교기의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)를 출력하는 제 2 앤드게이트;로 이루어진 것을 특징으로 한다.The technical means of the present invention for achieving the above object is an inverter control device for an electrodeless fluorescent lamp dimming control: the first divided by 10 divided clock signal corresponding to one tenth of the basic switching frequency for driving the electrodeless fluorescent lamp 1 counter; A first comparator for comparing a magnitude value of the first counter BCD value of a duty instruction commanded from the outside with a binary coded decimal (BCD) of 2 digits from the outside; An adder that adds 1 to the tenth digit of the duty command commanded from the outside; A multiplexer for selecting one of an output of the adder and a place value of 1 of a duty command commanded from the outside according to the output of the first comparator; A second counter for dividing the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp by 10; A second comparator comparing the output value of the multiplexer with the size of the second counter and outputting a switching enable signal T EN corresponding to a period for driving the electrodeless fluorescent lamp; Inputting the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp and erasing the front part of the basic switching clock signal CLK for a period corresponding to the dead time to be inserted for preventing the short circuit of the inverter. A first idle period insertion circuit; A basic switching clock signal inverted by a period corresponding to a dead time to be inserted in order to prevent a short circuit of the inverter by receiving the inversion signal / CLK of the basic switching clock signal CLK for driving an electrodeless fluorescent lamp. A second rest period insertion circuit for erasing the front part of (/ CLK); A first AND gate outputting a phase-arm switching signal Q1 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the second comparator and the output of the first idle period insertion circuit; And a second AND gate which outputs a lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the second comparator and the output of the second idle period insertion circuit. It characterized by consisting of;

구체적으로, 상기 제 1 및 제 2 카운터는 10진 카운터(MOD-10)인 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 및 제 2 앤드게이트는 일정 주파수의 기본 스위칭 클록신호를 디밍 PWM신호의 시비율 구간 동안만 스위칭신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.Specifically, the first and second counters are decimal counters (MOD-10), wherein the first and second end gates convert the basic switching clock signal of a predetermined frequency during the ratio ratio of the dimming PWM signal. It is characterized by generating only a switching signal.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 기술적 수단은, 무전극 형광램프 조광 제어용 인버터 제어장치에 있어서: 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록 신호를 계수하는 카운터; 상기 카운터의 계수 데이터와 외부로부터 지령된 PWM 주기 데이터(PWM Duration Data)의 크기를 비교하는 제 1 비교기; 상기 카운터의 계수 데이터와 외부로부터 지령된 듀티비 데이터(Duty ratio Data)의 크기를 비교하는 제 2비교기; 상기 제 1 비교기와 제 2 비교기에서 출력되는 신호를 제공받되 제 1 비교기의 상승에지에서 세트되고 제 2 비교기의 상승에지에서 리세트되어 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하는 SR 래치; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기 간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 1 휴지기간삽입회로; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 2 휴지기간삽입회로; 상기 SR 래치의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하는 제 1 앤드게이트; 및 상기 SR 래치의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)을 출력하는 제 2 앤드게이트;로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, another technical means of the present invention for achieving the above object is an inverter control device for an electrodeless fluorescent lamp dimming control comprising: a counter for counting a basic switching clock signal for driving an electrodeless fluorescent lamp; A first comparator for comparing the count data of the counter with a magnitude of PWM duration data commanded from the outside; A second comparator for comparing the count data of the counter with a duty ratio data commanded from the outside; A switching enable signal corresponding to a period for receiving a signal output from the first comparator and the second comparator, which is set at the rising edge of the first comparator and reset at the rising edge of the second comparator to drive the electrodeless fluorescent lamp ( An SR latch for outputting T EN ); When the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp is input, the front part of the basic switching clock signal CLK is erased for a period corresponding to the dead time to be inserted in order to prevent the short circuit of the inverter. A first idle period insertion circuit; A basic switching clock signal inverted by a period corresponding to a dead time to be inserted in order to prevent a short circuit of the inverter by receiving the inversion signal / CLK of the basic switching clock signal CLK for driving an electrodeless fluorescent lamp. A second rest period insertion circuit for erasing the front part of (/ CLK); A first AND gate outputting an upper-arm switching signal Q1 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the SR latch and the output of the first idle period insertion circuit; And a second AND gate outputting a lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the SR latch and the output of the second idle period insertion circuit. Characterized in that consisting of.

아울러, 상기 제 1 및 제 2 앤드게이트는 일정 주파수의 기본 스위칭 클록신호를 디밍 PWM신호의 시비율 구간 동안만 스위칭신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second end gates generate the switching signal only during the ratio ratio of the dimming PWM signal to the basic switching clock signal of a predetermined frequency.

또한, 상기 기준 스위칭 클록신호(CLK)를 소정 주파수로 분주한 PWM주기 신호(Ts)의 시비율(D)을 결정하여 디밍 PWM신호를 발생하도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the ratio D of the PWM period signal Ts obtained by dividing the reference switching clock signal CLK at a predetermined frequency may be determined to generate a dimming PWM signal.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 살펴보고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 무전극 형광램프의 구조 및 점등원리를 나타내는 개념도이고, 도 2는 무전극 형광램프를 도시한 등가 회로도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a structure and a lighting principle of a general electrodeless fluorescent lamp, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the electrodeless fluorescent lamp.

종래의 형광램프와 달리 가스가 봉입된 방전관 외부에 전극대신 코일이 감겨진 페라이트 코아가 장착된 램프로써 외부의 인버터로부터 고주파 전압이 인가되면 램프에 자계가 형성되어 방전관 내부의 봉입가스를 여기시켜 발광되는 광원으로 기존의 형광램프에 비해 긴 수명을 가지고, 소형이며, 고출력에 적합하다. 또한 순간점등이 이루어지고, 전광속 및 효율, 광색, 온도특성 등이 우수하다.Unlike conventional fluorescent lamps, a ferrite core with a coil wound instead of an electrode on the outside of a discharge tube filled with gas. When a high frequency voltage is applied from an external inverter, a magnetic field is formed in the lamp to excite the contained gas inside the discharge tube to emit light. As a light source, it has a long service life compared to a conventional fluorescent lamp, and is compact and suitable for high power. In addition, instantaneous lighting is achieved, and excellent luminous flux and efficiency, light color, temperature characteristics, and the like.

이와 같이 무전극 형광램프는 유도코일에 고주파의 고전압이 인가됨으로써 점등된다. 방전이 개시될 때까지 방전관은 무부하로 취급되는 한편, 방전 후는 등가적으로 순수한 저항으로 볼 수 있다. In this way, the electrodeless fluorescent lamp is turned on by applying a high frequency high voltage to the induction coil. The discharge tube is treated as no load until the discharge is started, while the discharge can be regarded as an equivalent pure resistance.

유도코일과 방전관과의 결합계수를 k, 방전관의 등가저항을 Rp, 유도코일의 권선수를 n이라 하면, 무전극 형광램프와 유도코일은 n1의 공심 변압기에 Rp인 저항이 접속된 등가회로로 표시할 수 있으며, 이를 도 2와 같이 나타낼 수 있다. If the coupling coefficient between the induction coil and the discharge tube is k, the equivalent resistance of the discharge tube is Rp, and the number of windings of the induction coil is n, the electrodeless fluorescent lamp and the induction coil are the equivalent circuits in which the resistance Rp is connected to the air core transformer of n1. It may be displayed, and this may be represented as shown in FIG. 2.

도 2의 등가회로로부터 유도코일의 양단 b, c의 임피던스(ZL)는 다음 수학식 1과 같이 구할 수 있다.From the equivalent circuit of FIG. 2, the impedances ZL of the ends b and c of the induction coil may be obtained as in Equation 1 below.

Figure 112005011217067-pat00001
Figure 112005011217067-pat00001

단,

Figure 112005011217067-pat00002
Figure 112005011217067-pat00003
이고, only,
Figure 112005011217067-pat00002
silver
Figure 112005011217067-pat00003
ego,

Figure 112005011217067-pat00004
Figure 112005011217067-pat00005
이다.
Figure 112005011217067-pat00004
silver
Figure 112005011217067-pat00005
to be.

상기 수학식 1에서, Lo는 b, c 단자에서 본 여자 인덕턴스이고, ωs는 스위칭 각주파수를 나타낸다. In Equation 1, Lo is an excitation inductance seen from the b and c terminals, and ω s represents the switching angular frequency.

그리고 해석을 용이하게 하기 위해 임피던스(ZL)는 저항(R)과 인덕턴스(Lr)가 병렬로 접속된 것으로 보면, 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. In order to facilitate the analysis, the impedance ZL may be represented by Equation 2 below when the resistance R and the inductance Lr are connected in parallel.

Figure 112005011217067-pat00006
Figure 112005011217067-pat00006

Figure 112005011217067-pat00007
Figure 112005011217067-pat00007

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용된 반브리지 형태의 무전극 형광램프용 고주파 공진형 인버터를 도시한 기본회로 및 등가회로도로서, 스위치(Q1, Q2)는 턴-온 및 턴-오프시 모두 영전압 스위칭이 이루어짐으로 스위칭 손실을 방지할 수 있다.3A and 3B are a basic circuit and an equivalent circuit diagram showing a high-frequency resonant inverter for an electrodeless fluorescent lamp of a half-bridge type applied to the present invention, wherein switches Q1 and Q2 are zero at both turn-on and turn-off times. Voltage switching is achieved to prevent switching losses.

무전극 형광램프의 점등전의 공진 인덕터(L)를 포함한 전체 공진회로의 리액턴스(X)로부터 병렬 공진주파수(fox) 및 직렬 공진주파수(frx)를 구하면 아래 수학식 3과 같다. When the parallel resonance frequency f ox and the series resonance frequency f rx are obtained from the reactance X of the entire resonance circuit including the resonance inductor L before the induction fluorescent lamp is turned on, Equation 3 is obtained.

Figure 112005011217067-pat00008
Figure 112005011217067-pat00008

Figure 112005011217067-pat00009
Figure 112005011217067-pat00009

동일한 방법으로 점등 후의 병렬 공진주파수(fo)와 직렬 공진주파수(fr)를 구하면 아래 수학식 4와 같다.In the same way, after calculating the parallel resonance frequency fo and the series resonance frequency fr after lighting, the following equation (4) is obtained.

Figure 112005011217067-pat00010
Figure 112005011217067-pat00010

Figure 112005011217067-pat00011
Figure 112005011217067-pat00011

도 3a의 회로에서 인버터 커패시터(Cs)의 값이 충분히 크다면 도 3b의 등가회로와 같이 공진회로에 인가되는 전압은 직류성분이 제거된 구형파 교류전원(Vi)으로 대치될 수 있다.In the circuit of FIG. 3A, if the value of the inverter capacitor Cs is sufficiently large, the voltage applied to the resonant circuit as in the equivalent circuit of FIG. 3B may be replaced by a square wave AC power source Vi from which the DC component is removed.

스위칭 주파수가 직렬 공진주파수에 근접하면 공진회로의 임피던스는 기본파 성분인 스위칭 주파수에 대해서 가장 작게 나타나며, 고조파 성분에 대해서는 상대적으로 매우 큰 임피던스를 갖게 된다. 즉, 구형파 교류전원을 기본파 성분만 고려하여 정현파 교류전원으로 대치한 회로로써 해석이 가능해진다. 따라서 공진회로의 양단전압은 아래 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.When the switching frequency is close to the series resonant frequency, the impedance of the resonant circuit is the smallest with respect to the switching frequency which is the fundamental wave component, and has a relatively very large impedance with respect to the harmonic component. That is, the circuit can be interpreted as a circuit in which the square wave AC power is replaced with the sine wave AC power in consideration of only the fundamental wave components. Therefore, the voltage at both ends of the resonant circuit can be expressed by Equation 5 below.

Figure 112005011217067-pat00012
Figure 112005011217067-pat00012

단,

Figure 112005011217067-pat00013
임.only,
Figure 112005011217067-pat00013
being.

이때의 램프의 양단전압 vc(t)는 아래 수학식 6과 같이 구해진다.The voltage at both ends of the lamp at this time v c (t) is obtained as shown in Equation 6 below.

Figure 112005011217067-pat00014
Figure 112005011217067-pat00014

단,

Figure 112005011217067-pat00015
only,
Figure 112005011217067-pat00015

Figure 112005011217067-pat00016
, 및
Figure 112005011217067-pat00016
, And

Figure 112005011217067-pat00017
이다.
Figure 112005011217067-pat00017
to be.

상기 인덕터(L)에 흐르는 전류(i(t))는 아래 수학식 7과 같이 구해진다. The current i (t) flowing through the inductor L is obtained as shown in Equation 7 below.

Figure 112005011217067-pat00018
Figure 112005011217067-pat00018

단,

Figure 112005011217067-pat00019
only,
Figure 112005011217067-pat00019

Figure 112005011217067-pat00020
이다.
Figure 112005011217067-pat00020
to be.

상기 점등 전 램프의 양단전압(vcx(t))과 인덕터 전류(ix(t))는 수학식 6 및 수학식 7에 R=∞를 대입하면 아래 수학식 8과 같이 구해진다.The voltage v cx (t) and the inductor current ix (t) of the lamp before the lighting are calculated as shown in Equation 8 below by substituting R = ∞ in Equations 6 and 7.

Figure 112005011217067-pat00021
Figure 112005011217067-pat00021

Figure 112005011217067-pat00022
Figure 112005011217067-pat00022

이와 같이 작동하는 고주파 공진형 인버터를 채용한 무전극 형광램프의 조광제어를 위하여 두 가지 알고리즘을 제안하고자 하는 데, 제안하는 방식들은 기본적으로 LCD 백라이트용 CCFL 조광제어에 주로 사용되는 버스트 디밍(Burst dimming) 기법을 기초로 한다. Two algorithms are proposed for dimming control of an electrodeless fluorescent lamp employing a high frequency resonant inverter operating as described above. The proposed methods are basically burst dimming which is mainly used for CCFL dimming control for LCD backlights. ) Is based on the technique.

그러나, 일반적으로 수 와트(W) 정도의 낮은 정격전력을 갖는 CCFL을 대상으로 하는 버스트 디밍 방식을 수백 와트(W)급의 방전등에 그대로 적용할 수는 없다. 특히, CCFL용 공진형 인버터의 스위칭 주파수는 대략 50∼70kHz 범위이며 조광제어 버스트 디밍 주파수는 수백Hz 대역으로 매우 낮다. However, in general, the burst dimming method for a CCFL having a low rated power of several watts (W) cannot be applied to a discharge lamp of several hundred watts (W). In particular, the switching frequency of the resonant inverter for the CCFL is in the range of approximately 50 to 70 kHz and the dimming control burst dimming frequency is very low in the hundreds of Hz band.

따라서 일반적인 버스트 디밍 기법을 250kHz의 스위칭 동작으로 점등되는 무전극 형광램프에 적용하게 될 경우 가청 주파수 영역에서 인덕터의 진동으로 인해 심각한 소음이 발생하게 될 뿐만 아니라 지속적인 램프의 재점등(reignition) 동작으로 인해 광효율의 저하를 피할 수 없게 된다. Therefore, when the general burst dimming technique is applied to an electrodeless fluorescent lamp which is switched on at 250 kHz switching operation, not only the noise generated by the inductor vibration in the audible frequency range but also the continuous lamp re-ignition operation The fall of light efficiency is inevitable.

이에 따라 본 발명에서는 조광제어 알고리즘에서 디밍 PWM 주파수는 공진형 인버터의 스위칭 주파수인 250kHz의 1/10배 정도의 주파수로 선정하여 가청주파수 대역의 소음을 피할 수 있도록 하였다. Accordingly, in the present invention, the dimming PWM frequency in the dimming control algorithm is selected to be about 1/10 times the frequency of the 250kHz switching frequency of the resonant inverter to avoid noise in the audible frequency band.

그럼, 버스트 디밍 알고리즘을 살펴보면, 그 기본원리는 일정 주파수의 기본 스위칭 펄스를 디밍 PWM 신호의 시비율(D) 구간 동안만 동작, 스위칭 신호를 발생시켜 인버터 출력측의 평균전력을 제어함으로써 램프의 조도를 제어하는 방식이다.Then, look at the burst dimming algorithm, the basic principle is to operate the basic switching pulse of a constant frequency only during the period (D) of the dimming PWM signal, to generate a switching signal to control the average power of the inverter output side to control the illuminance of the lamp It's a way of control.

제안된 방식에서 디밍 PWM 신호의 주파수가 지나치게 낮을 경우 가청 주파수 영역에서 인덕터의 진동으로 인해 소음이 발생할 수 있다. In the proposed scheme, if the frequency of the dimming PWM signal is too low, noise may occur due to vibration of the inductor in the audible frequency region.

따라서 디밍 PWM 신호는 가청 주파수 영역 이상에서 제어되어야 한다. Thus, the dimming PWM signal must be controlled over the audible frequency domain.

또한, 공진형 인버터의 스위치 동작은 PWM 신호에 따른 스위치들의 단속 구간동안 공진전류의 안정과 확실한 영전압 스위칭을 위해 두 개의 스위치 턴-온 및 턴-오프되는 시점을 항상 시비율(D) 신호와 동기시키는 것이 바람직하다. In addition, the switch operation of the resonant inverter always shows the time difference between the two switch turn-on and turn-off signals with the ratio (D) signal to stabilize the resonance current and ensure zero voltage switching during the interruption of the switches according to the PWM signal. It is desirable to synchronize.

이러한 조건에 부합하는 아날로그 제어회로를 구성하기란 대단히 어렵고 현실적으로 적용하는데 한계를 갖게 된다. It is very difficult and practical to configure analog control circuits that meet these conditions.

따라서 본 발명에서는 디지털 제어회로를 구성하였다.Therefore, in the present invention, a digital control circuit is constructed.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 의한 버스트 디밍 알고리즘의 인버터 제어장치를 나타낸 회로블록도 및 그 타임차트로서, 카운터(CNT), 제 1 비교기(CMP #1), 제 2 비교기(CMP #2), SR 래치, 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이 트(G2) 등으로 이루어져 있다.4A and 4B are circuit block diagrams illustrating an inverter control apparatus of a burst dimming algorithm and a time chart thereof according to an embodiment of the present invention, and include a counter CNT, a first comparator CMP # 1, and a second comparator ( CMP # 2), SR latch, first end gate G1, second end gate G2, and the like.

상기 카운터(CNT)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록 신호(CLK)를 계수하도록 구성되어 있고, 제 1 비교기(CMP #1)는 카운터(CNT)의 계수 데이터와 외부로부터 지령된 PWM 주기 데이터(PWM Duration Data)의 크기를 비교하도록 구성되어 있고, 제 2 비교기(CMP#2)는 카운터(CNT)의 계수 데이터와 외부로부터 지령된 듀티비 데이터(Duty ratio Data)의 크기를 비교하도록 구성되어 있고, SR래치는 제 1 비교기(CMP #1)와 제 2 비교기(CMP #2)에서 출력되는 신호를 제공받되 제 1 비교기(CMP #1)의 상승에지에서 세트되고 제 2 비교기(CMP #2)의 상승에지에서 리세트되어 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하도록 구성되어 있고, 제 1 휴지기간삽입회로(Deadtime 1)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하도록 구성되어 있고, 제 2 휴지기간삽입회로(Deadtime 2)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하도록 구성되어 있고, 제 1 앤드게이트(G1)는 SR 래치의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로(Deadtime 1) 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하도록 구성되어 있고, 제 2 앤드게이트(G2) 는 상기 SR 래치의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로(Deadtime 2) 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)을 출력하도록 구성되어 있다.The counter CNT is configured to count the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp, and the first comparator CMP # 1 has the count data of the counter CNT and the PWM period commanded from the outside. The second comparator CMP # 2 is configured to compare the magnitude of the counter data CNT and the duty ratio data commanded from the outside. SR latch receives a signal output from the first comparator (CMP # 1) and the second comparator (CMP # 2), but is set at the rising edge of the first comparator (CMP # 1) and the second comparator (CMP #). 2) the switching enable signal T EN corresponding to the period of reset and driving the electrodeless fluorescent lamp is reset at the rising edge of 2), and the first idle period insertion circuit Deadtime 1 is an electrodeless fluorescent lamp. Receive the basic switching clock signal (CLK) for driving It is configured to erase the front part of the basic switching clock signal CLK by a period corresponding to a dead time to be inserted for preventing a short circuit of the inverter, and the second idle period insertion circuit Deadtime 2 is electrodeless. A basic switching clock signal (/) inverted by a period corresponding to a dead time to be inserted to receive an inverted signal (CLK) of the basic switching clock signal CLK for driving a fluorescent lamp to prevent a short circuit of the inverter. And the first AND gate G1 takes a logical product of the switching enable signal T EN , which is the output of the SR latch, and the output of the first idle period insertion circuit Deadtime 1. It is configured to output the phase-arm switching signal Q1 of the inverter for driving an electrodeless fluorescent lamp, and the second AND gate G2 inserts the switching enable signal T EN , which is the output of the SR latch, and the second dwell period. Circuit (Deadtime 2) The output of the lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter is obtained by taking the logical product of the output.

그리고, 상기 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2)의 출력단에는 도 3a와 같은 인버터의 구동스위치(Q1, Q2)가 각각 설치되어 있는 데, 복수의 구동스위치(Q1, Q2)는 상기 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2)의 출력단을 통해 소정 시비율을 갖는 점/소등제어 또는 조광제어신호에 따라 각각 스위칭 작동되어 무전극 형광램프로 인가되는 전원을 제어하게 된다.In addition, drive switches Q1 and Q2 of the inverter shown in FIG. 3A are respectively provided at the output terminals of the first and second AND gates G1 and G2, and the plurality of drive switches Q1 and Q2 are provided. The switch is operated according to a point / light off control or a dimming control signal having a predetermined ratio through the output terminals of the first and second end gates G1 and G2 to control the power applied to the electrodeless fluorescent lamp. Done.

아울러, 상기 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2)는 입력신호인 SR 래치의 PWM스위칭 신호(TEN)와 기본 스위칭 클록신호(CLK) 간에 암단락을 방지하기 위해 적절한 데드타임을 통해 제공받도록 구성되어 있다.In addition, the first AND gate G1 and the second AND gate G2 have an appropriate dead time to prevent a dark short between the PWM switching signal T EN of the SR latch, which is an input signal, and the basic switching clock signal CLK. It is configured to be provided through.

이와 같이 구성된 인버터 제어장치는 기본 스위칭 클록은 250kHz이며, 이 클록신호를 카운터(CNT)를 이용해 카운팅하여 미리 결정된 PWM주기 신호(Ts) 및 시비율(D)의 값과 디지털 비교기(CMP #1, CMP #2)를 이용해 비교하여 SR 래치를 동작시킴으로써 스위칭 구간 신호(TEN)를 발생시킨다.In the inverter controller configured as described above, the basic switching clock is 250 kHz, and the clock signal is counted using the counter CNT to determine the values of the predetermined PWM cycle signal Ts and the ratio D and the digital comparator CMP # 1, Compared with CMP # 2), the SR latch is operated to generate the switching period signal T EN .

여기서, 시비율(D)는 아래 수학식 9와 같이 정의한다.Here, the fertilization rate (D) is defined as in Equation 9 below.

Figure 112005011217067-pat00023
Figure 112005011217067-pat00023

공진형 인버터의 스위치(Q1 및 Q2)의 구동신호는 기본 스위칭 클록신호(CLK)와 이 신호의 반전 신호(/CLK)를 스위칭 구간 신호(TEN)에 대해 논리곱을 행함으로써 만들어진다. 이때 두 신호(CLK, TEN) 간에는 암단락 방지를 위해 적정한 데드타임(Dead Time)을 부가하여야 한다.The drive signal of the switches Q1 and Q2 of the resonant inverter is made by performing a logical product of the basic switching clock signal CLK and the inverted signal / CLK of this signal with respect to the switching section signal T EN . At this time, an appropriate dead time must be added between the two signals CLK and T EN to prevent dark short.

도 4a에서 PWM 신호 정보가 스위칭 주파수의 1/10인 25kHz로 결정된다면 10% 단위로 시비율을 제어할 수 있다. 만약, 보다 정밀한 조도 제어가 필요할 경우 도 3a의 스위치(Q1)가 스위치(Q2) 보다 1회 더 동작하도록 제어함으로써 5% 단위로 제어가 가능해 진다.In FIG. 4A, if the PWM signal information is determined to be 25 kHz, which is 1/10 of the switching frequency, the rate of application may be controlled in units of 10%. If more precise illuminance control is required, control can be performed in units of 5% by controlling switch Q1 of FIG. 3A to operate once more than switch Q2.

그러나 이러한 제어방식은 간단한 제어회로의 구성을 갖기 때문에 비교적 경제적이긴 하지만 공진형 인버터의 조광제어 범위가 최대 5% 단위로 제한되게 된다.However, this control method is relatively economical because it has a simple control circuit configuration, but the dimming control range of the resonant inverter is limited to a maximum of 5%.

상기 도 4a 및 도 4b보다 더 정밀한 조광제어 알고리즘을 도 5와 같이 제안한다.4A and 4B, a more precise dimming control algorithm is proposed as shown in FIG.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 버스트 디밍 알고리즘의 인버터 제어장치를 나타낸 회로블록도 및 그 타임차트로서, 제 1 카운터(CNT #1), 제 1 비교기(CMP #1), 가산기(ADD), 다중화기(MUX), 제 2 카운터(CNT #2), 제 2 비교기(CMP #2), 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2) 등으로 이루어져 있다.5A and 5B are circuit block diagrams illustrating an inverter control apparatus of a burst dimming algorithm according to another embodiment of the present invention and a time chart thereof, and include a first counter (CNT # 1), a first comparator (CMP # 1), An adder ADD, a multiplexer MUX, a second counter CNT # 2, a second comparator CMP # 2, a first end gate G1, a second end gate G2, and the like.

상기 제 1 카운터(CNT #1)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 주파수의 10분의 1에 해당하는 클록신호를 10분주하도록 구성되어 있고, 제 1 비교기(CMP #1)는 제 1 카운터(CNT #1)의 계수값과 외부로부터 2디지트의 BCD(Binary Coded Decimal)로 지령된 듀티 명령(Duty instruction)의 1의 자리(First Digit) BCD값의 크기를 비교하도록 구성되어 있고, 가산기(ADD)는 외부로부터 지령된 듀티 명령의 10의 자리(Second Digit)값에 1을 더하도록 구성되어 있고, 다중화기(MUX)는 가산기(ADD)의 출력과 외부로부터 지령된 듀티 명령의 1의 자리 값 중 어느 하나를 상기 제 1 비교기(CMP #1)의 출력에 따라 선택하도록 구성되어 있고, 제 2 카운터(CNT #2)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 10 분주하도록 구성되어 있고, 제 2 비교기(CMP #2)는 다중화기(MUX)의 출력값과 상기 제 2 카운터(CNT #2)의 크기를 비교하여 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하도록 구성되어 있고, 제 1 휴지기간삽입회로(Deadtime 1)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하도록 구성되어 있고, 제 2 휴지기간삽입회로(Deadtime 2)는 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하도록 구성되어 있고, 제 1 앤드게이트(G1)는 제 2 비교기(CMP #2)의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로(Deadtime 1) 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하도록 구성되어 있고, 제 2 앤드게이트(G2)는 제 2 비교기(CMP #2)의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로(Deadtime 2) 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)를 출력하도록 구성되어 있다.The first counter CNT # 1 is configured to divide the clock signal corresponding to one tenth of the basic switching frequency for driving the electrodeless fluorescent lamp, and the first comparator CMP # 1 is configured to divide the first counter. It is configured to compare the count value of (CNT # 1) with the magnitude of the first digit BCD value of the duty instruction commanded from the external 2-digit Binary Coded Decimal (BCD). ADD) is configured to add 1 to the 10th digit value of the duty command commanded from the outside, and the multiplexer MUX is the output of the adder ADD and the 1st place of the duty command commanded from the outside. One of the values is configured to be selected according to the output of the first comparator CMP # 1, and the second counter CNT # 2 divides the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp by 10 minutes. The second comparator CMP # 2 is configured to match the output value of the multiplexer MUX. Second counter by comparing the size of the (CNT # 2) is configured to output a switching enable signal (T EN) for the period of driving the electrodeless fluorescent lamp, the first idle period inserted circuit (Deadtime 1) is To receive the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp and to erase the front part of the basic switching clock signal CLK by a period corresponding to the dead time to be inserted for preventing the short circuit of the inverter. The second idle period insertion circuit Deadtime 2 receives an inverted signal / CLK of the basic switching clock signal CLK for driving an electrodeless fluorescent lamp and is inserted for preventing a short circuit of the inverter. And a front part of the basic switching clock signal / CLK inverted by a period corresponding to (Dead Time), and the first AND gate G1 is a switching-in output which is an output of the second comparator CMP # 2. Able signal (T EN ) and the above It is configured to output the phase-arm switching signal Q1 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking the logical product of the output of the first idle period insertion circuit Deadtime 1, and the second end gate G2 is the second comparator CMP #. 2) and outputs the lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking the logical product of the switching enable signal T EN and the output of the second idle period insertion circuit Deadtime 2. .

그리고, 상기 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2)의 출력단에는 도 3a와 같은 인버터의 구동스위치(Q1, Q2)가 각각 설치되어 있는 데, 복수의 구동스위치(Q1, Q2)는 상기 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2)의 출력단을 통해 소정 시비율(D)을 갖는 점/소등제어 또는 조광제어신호에 따라 각각 스위칭 작동되어 무전극 형광램프으로 인가되는 전원을 제어하게 된다.In addition, drive switches Q1 and Q2 of the inverter shown in FIG. 3A are respectively provided at the output terminals of the first and second AND gates G1 and G2, and the plurality of drive switches Q1 and Q2 are provided. Are switched to the electrodeless fluorescent lamps according to the point / light-out control or dimming control signals having a predetermined ratio D through the output terminals of the first and second gates G1 and G2. The power is controlled.

아울러, 상기 제 1 및 제 2 카운터(CNT #1, CNT #2)는 10진 카운터(MOD-10)이며, 상기 제 1 앤드게이트(G1) 및 제 2 앤드게이트(G2)는, 입력신호인 제 2 비교기(CMP #2)의 PWM스위칭 신호(TEN)와 기본 스위칭 클록신호(CLK) 간에 암단락을 방지하기 위해 적절한 데드타임을 통해 제공받도록 구성되어 있다.In addition, the first and second counters CNT # 1 and CNT # 2 are decimal counters MOD-10, and the first and second gates G1 and G2 are input signals. In order to prevent a short circuit between the PWM switching signal T EN and the basic switching clock signal CLK of the second comparator CMP # 2, the controller is configured to be provided with an appropriate dead time.

이와 같이 구성된 버스트 PWM 평균 시비율 제어 알고리즘은 도 4a 및 도 4b에서 제안된 버스트 디밍(Burst dimming) 방식에 비해 훨씬 더 정밀한 조광제어가 가능하다. The burst PWM average fertilization rate control algorithm configured as described above is capable of much more precise dimming control than the burst dimming method proposed in FIGS. 4A and 4B.

도 5a의 블록 회로도에서 기본 스위칭 주파수는 250kHz이며, 기본 스위칭 주파수의 1/10로 분주된 클록펄스를 10진 카운터(MOD-10; 10개의 카운터 순서를 반복하는 카운터)를 이용해 카운팅함으로써 1% 단위의 정밀한 조광제어가 가능해 진다. In the block circuit diagram of FIG. 5A, the basic switching frequency is 250 kHz, and the clock pulse divided by 1/10 of the basic switching frequency is counted using a decimal counter (MOD-10). Precise dimming control is possible.

상기 카운터(CNT #1, CNT #2)는 입력 펄스를 받아서 정해진 순서의 상태를 반복하는 순차 회로로서, 제 1 카운터(CNT #1)는 25kHz의 펄스신호를 카운팅한 값을 외부 제어기로부터 입력되는 1자리 값에 해당되는 BCD 코드와 비교하여 다중화기(MUX)의 제어신호로 사용된다. The counters CNT # 1 and CNT # 2 are sequential circuits that receive input pulses and repeat states in a predetermined order. The first counter CNT # 1 receives a value counting a pulse signal of 25 kHz from an external controller. It is used as a control signal of the multiplexer (MUX) in comparison with the BCD code corresponding to one digit value.

상기 제 1 비교기(CMP #1)로부터 발생하는 제어신호에 의해 다중화기(MUX)의 출력은 외부 제어기로부터 입력되는 10자리 값의 BCD코드와 이 값보다 1만큼 더 큰 값 중에서 제 1 비교기(CMP #1)의 조건 만족에 따라 선택적으로 절환시켜 제 2 비교기(CMP #2)의 B입력단자에 공급된다.The output of the multiplexer (MUX) by the control signal generated from the first comparator (CMP # 1) is the first comparator (CMP) of the 10-digit BCD code input from the external controller and a value larger than this value by 1 It is selectively switched in accordance with the condition of # 1) and supplied to the B input terminal of the second comparator CMP # 2.

그리고, 제 2 비교기(CMP #2)는 A입력단자에는 제 2 카운터(CNT #2)에 의해 기본 스위칭 주파수를 카운팅한 값이 인가되어 다중화기(MUX)의 출력신호와 비교되어 활성신호(DA 또는 DB)를 발생시킨다. 결과적으로 인버터 스위치(Q1, Q2)의 구동신호는 이 활성신호(DA 또는 DB)가 발생할 경우에만 출력될 수 있다. In addition, the second comparator CMP # 2 receives a value obtained by counting the basic switching frequency by the second counter CNT # 2 to the A input terminal, and compares it with an output signal of the multiplexer MUX to activate the signal DA. Or DB). As a result, the drive signals of the inverter switches Q1 and Q2 can be output only when this activation signal DA or DB occurs.

도 5b의 타임차트를 통해 조광제어 알고리즘은 더욱 명확히 설명된다. 도 5b에서 T가 10Ts이며, T가 TA+TB라고 한다면, 제안된 버스트 PWM 평균 시비율 제어 알고리즘을 통한 시비율은 다음과 같이 정의할 수 있다. The dimming control algorithm is more clearly explained through the time chart of FIG. 5B. In FIG. 5B, if T is 10Ts and T is TA + TB, the application rate through the proposed burst PWM average application rate control algorithm may be defined as follows.

Figure 112005011217067-pat00024
Figure 112005011217067-pat00024

실시예Example

제안된 조광제어 기법을 근거로 하여 무전극 형광램프용 공진형 인버터를 제작 실험을 실시하였다. 제작된 공진형인버터에 적용된 주요 정수는 다음과 같다. Based on the proposed dimming control technique, a resonant inverter for an electrodeless fluorescent lamp was fabricated. The main parameters applied to the manufactured resonant inverter are as follows.

Vdc: 400[V], 스위칭주파수(fs): 250[kHz], Q1/Q2: IRF840(500V, 8A), 공진인덕터(L): 232[uH], 커패시터(Cs): 100[nF], 커패시터(Cp): 2.2[nF], 기본 공진주파수(fr): 222.77 [kHz], Lamp: Endura 100W(Osram) 이다.Vdc: 400 [V], switching frequency (fs): 250 [kHz], Q1 / Q2: IRF840 (500V, 8A), resonant inductor (L): 232 [uH], capacitor (Cs): 100 [nF], Capacitor (Cp): 2.2 [nF], basic resonant frequency (fr): 222.77 [kHz], Lamp: Endura 100W (Osram).

본 발명에서 제안하는 두 가지 조광기법을 적용하였을 때 시비율(D)의 변화에 대한 스위칭 패턴과 공진회로에 흐르는 전류(ir)의 변화를 도 6에 도시하였다. 6 shows a change in the switching pattern and the current i r flowing through the resonant circuit when the two dimming techniques proposed by the present invention are applied.

도 6a 내지 6c에서 보여주는 바와 같이 시비율이 50% 이상의 영역에서 공진전류는 시비율에 대해 무난히 제어됨을 보여주는 반면, 도 6d와 같이 시비율이 매우 낮은 구간에서 공진전류는 급격히 변동하게 되고 단속구간동안의 링잉(ringing)현상도 심해지는 특성을 보인다.As shown in FIGS. 6A to 6C, the resonant current in the region of 50% or more ratio is controlled without difficulty, whereas the resonant current fluctuates rapidly during the intermittent period as shown in FIG. 6D. The ringing phenomenon also increases.

시비율(D)의 변화에 대한 램프전압(Vlamp) 및 램프전류(ilamp)의 파형을 도 7에 도시하였다. The waveforms of the ramp voltage and the lamp current with respect to the change in the fertilization rate D are shown in FIG. 7.

앞서 살펴본 공진전류의 변화와 같이 램프전압과 램프전류 역시 시비율이 클 경우 비교적 안정적인 변화를 나타나지만, 시비율이 매우 작은 영역에서 심한 변동이 발생한다. 그러나 단속구간동안 공진전류의 파형과는 달리 심한 링잉현상 없이 비교적 안정적인 파형을 유지하는 것을 알 수 있다.Like the above-mentioned resonant current change, lamp voltage and lamp current also show relatively stable changes when the ratio is large, but severe fluctuations occur in the region where the ratio is very small. However, unlike the waveform of the resonance current during the intermittent period, it can be seen that the waveform remains relatively stable without severe ringing phenomenon.

시비율(D)의 변화에 따른 램프의 조광상태를 관찰한 사진을 도 8에 나타내었으며, 시비율(D)의 변화에 따라 램프의 조광이 잘 제어됨을 확인할 수 있다. The photograph of observing the dimming state of the lamp according to the change of the fertilization ratio (D) is shown in FIG. 8, and it can be seen that the dimming of the lamp is well controlled according to the change of the fertilization ratio (D).

도 9는 두 가지 제안된 방식별 시비율(D)의 변화에 대한 인버터 입력전력 변화비 및 램프 광속의 변화비를 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing a change ratio of the inverter input power and the change rate of the lamp luminous flux with respect to the change of the fertilization rate (D) according to the two proposed schemes.

실험결과 두 방식 모두 약 35%의 시비율에서 50%의 광속이 측정되었고, 시비율이 35% 이상의 범위에서 입력전력 변화비와 램프 광속 변화비가 거의 일치하지만, 그 이하의 범위에서는 입력전력의 변화에 비해 광속의 변화가 심하게 발생한다는 사실을 확인할 수 있다. As a result of the experiment, 50% of the luminous flux was measured at the application rate of about 35%, and the input power change ratio and the lamp luminous flux change ratio were almost the same at the application rate of 35% or more, but the input power was changed in the lower range. Compared to the above, it can be seen that the change in the speed of light is severe.

특히 도 9a에서 보여주는 바와 같이 버스트 디밍 방식을 적용할 경우, 5% 단위의 정밀하지 못한 조광제어가 이루어지고, 이러한 단점은 특히 낮은 조도범위에서 조광제어를 어렵게 만든다.In particular, when applying the burst dimming method as shown in Figure 9a, inaccurate dimming control of 5% is achieved, this disadvantage makes it difficult to control the dimming, especially in low illuminance range.

반면, 도 9b의 버스트 PWM 평균 시비율 제어를 적용한 조광제어의 경우 1%단위의 정밀한 조도제어가 가능하기 때문에 낮은 시비율 범위에서도 광속의 변화를 정밀하게 제어할 수 있다. On the other hand, in the dimming control to which the burst PWM average fertilization rate control of FIG. 9B is applied, precise illuminance control in units of 1% is possible, so that the change in the luminous flux can be precisely controlled even in a low ratio range.

이러한 특성은 도 10의 최대 입력전력대비 광효율의 그래프를 통해 더욱 명확히 확인할 수 있다. This characteristic can be more clearly confirmed through a graph of light efficiency versus maximum input power of FIG. 10.

도 7a를 통해 5% 단위의 버스트 디밍 방식을 적용할 경우 0.4 이하의 시비율에서 최대 입력전력대비 광효율은 급격히 저하될 뿐만 아니라, 5% 단위의 시비율 제어는 스위칭 동작의 종단에서 발생하는 전원측 회생모드로 인해 저역률 운전이 되고, 이로 인해 0.4이상의 시비율에서도 최대 입력전력 대비 광효율의 변화가 심하게 발생함을 확인할 수 있다. When the burst dimming method of 5% is applied through FIG. 7A, the optical efficiency to the maximum input power decreases rapidly at the application rate of 0.4 or less, and the control ratio of the 5% unit is the power side regeneration occurring at the end of the switching operation. The low power factor operation is performed due to the mode, and thus, the change in the light efficiency compared to the maximum input power occurs badly even at the application ratio of 0.4 or more.

반면, 버스트 PWM 평균 시비율 제어를 적용할 경우 광효율은 0.4이하의 범위에서 변화가 심하게 발생하지만 1% 단위의 시비율로 완만한 제어가 가능함을 알 수 있다. 또한 0.4 이상의 시비율에서도 개선된 버스트 디밍 기법을 적용했을 때와는 달리 매우 안정적인 최대 입력전력대비 광효율을 얻을 수 있다. On the other hand, when the burst PWM average fertilization rate control is applied, the light efficiency is severely changed in the range of 0.4 or less, but it can be seen that smooth control is possible in the 1% unit ratio. In addition, even when the application rate of 0.4 or more, improved burst dimming technique can achieve a very stable light efficiency compared to the maximum input power.

그러나 두 방식 모두 최대치의 35%이상의 시비율에 대하여 정격대비 90% 이상의 효율을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 시비율 1로 연속 운전할 때 보다 버스트 디밍을 적용하여 시비율 0.4 내지 0.8 구간에서 운전할 때의 최대 입력전력 대비 광효율이 오히려 높게 관찰되었다.However, both methods can maintain an efficiency of 90% or more relative to the rating for the application rate of more than 35% of the maximum value, and apply the burst dimming than the continuous operation at the application rate of 1, the maximum when operating in the application rate of 0.4 to 0.8 section. The light efficiency compared to the input power was observed rather high.

따라서, 본 발명에서는 두 가지 방식의 무전극 형광램프 조광제어 알고리즘을 제안하였는 데, 제안한 두 가지 조광제어 알고리즘은 다음과 같다.Therefore, in the present invention, two types of electrodeless fluorescent lamp dimming control algorithms are proposed, and the two dimming control algorithms are as follows.

첫째, 250kHz의 고주파 펄스로 구동되는 스위치를 스위칭 주파수보다 매우 낮은 PWM 변조 파형과 동기시켜 온 오프를 제어하는 버스트 디밍 기법이고, 둘째 한 주기 동안 10번의 PWM의 발생시키고 이 PWM 신호의 시비율을 적절히 제어함으로써 1% 단위의 정밀한 조광제어가 가능하도록 하는 버스트 PWM 평균 시비율 제어기법이다.First is a burst dimming technique that controls a switch driven by a high frequency pulse of 250 kHz with a PWM modulation waveform that is much lower than the switching frequency to control on and off. Second, it generates 10 PWMs and adjusts the ratio of this PWM signal accordingly. This is a burst PWM average rate control method that enables precise dimming control in units of 1% by controlling.

첫 번째 방식의 경우, 제어회로 구성이 간단하므로 경제적이긴 하지만 조광제어 범위가 최대 5% 단위로 제어되므로, 낮은 시비율에서 정밀하게 조도를 조절할 수 없다는 단점이 있다.The first method is economical because the control circuit configuration is simple, but the dimming control range is controlled in units of up to 5%, there is a disadvantage that it is not possible to precisely adjust the illumination at a low ratio.

두 번째 방식의 경우, 1% 단위의 정밀한 조광제어가 가능하므로, 낮은 시비율에서도 비교적 정밀한 조도 조절이 가능하지만, 제어회로의 구성이 다소 복잡해진다. In the second method, precise dimming control in units of 1% is possible, so that relatively precise illuminance control is possible even at a low ratio, but the configuration of the control circuit is somewhat complicated.

그러나 두 가지 방식 모두 실험결과 35%의 시비율에서 최고치의 50%의 광속을 얻을 수 있었으며, 입력전력 대비 광효율은 최대 입력전력의 35% 이상의 입력전 력에 대하여 90% 이상의 높은 최대 입력전력 대비 광효율을 얻을 수 있었다.However, in both experiments, we obtained 50% of luminous flux at the highest value at 35% application rate, and the optical efficiency compared to the input power was higher than the maximum input power over 90% for the input power over 35% of the maximum input power. Could get

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

따라서, 본 발명에서는 유도방전을 이용한 무전극 형광램프는 전극을 필요로 하지 않기 때문에 긴 수명을 가지며, 안정기 출력의 변화에 대해서도 매우 강한 특성을 갖는 무전극 형광램프 조광제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치를 제공할 수 있다.Therefore, in the present invention, the electrodeless fluorescent lamp using induction discharge has a long lifetime because it does not require an electrode, and a high frequency resonant inverter control device for dimming control of an electrodeless fluorescent lamp having a very strong characteristic against a change in ballast output is provided. Can provide.

또한, 디지털 논리회로를 이용하여 버스트 디밍 PWM 온 듀티를 무전극 형광램프의 기본 스위칭 주기와 동기시켜 1% 단위로 세밀하게 제어함으로써 거의 연속적인 조도 조절이 가능하다는 이점이 있다.In addition, by using a digital logic circuit, the burst dimming PWM on duty can be finely controlled in units of 1% in synchronization with the basic switching period of the electrodeless fluorescent lamp, thereby enabling almost continuous illumination control.

Claims (6)

무전극 형광램프 조광 제어용 인버터 제어장치에 있어서:In the inverter control device for induction fluorescent lamp dimming control: 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 주파수의 10분의 1에 해당하는 클록신호를 10분주하는 제 1 카운터; A first counter for dividing a clock signal corresponding to one tenth of a basic switching frequency for driving an electrodeless fluorescent lamp by 10; 상기 제 1 카운터의 계수값과 외부로부터 2 디지트의 BCD(Binary Coded Decimal)로 지령된 듀티 명령(Duty instruction)의 1의 자리(First Digit) BCD값의 크기를 비교하는 제 1 비교기; A first comparator for comparing a magnitude value of the first counter BCD value of a duty instruction commanded from the outside with a binary coded decimal (BCD) of 2 digits from the outside; 외부로부터 지령된 듀티 명령의 10의 자리(Second Digit)값에 1을 더하는 가산기; An adder that adds 1 to the tenth digit of the duty command commanded from the outside; 상기 가산기의 출력과 외부로부터 지령된 듀티 명령의 1의 자리 값 중 어느 하나를 상기 제 1 비교기의 출력에 따라 선택하는 다중화기; A multiplexer for selecting one of an output of the adder and a place value of 1 of a duty command commanded from the outside according to the output of the first comparator; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 10 분주하는 제 2 카운터; A second counter for dividing the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp by 10; 상기 다중화기의 출력값과 상기 제 2 카운터의 크기를 비교하여 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하는 제 2 비교기; A second comparator comparing the output value of the multiplexer with the size of the second counter and outputting a switching enable signal T EN corresponding to a period for driving the electrodeless fluorescent lamp; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 1 휴지기간삽입회로; Inputting the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp and erasing the front part of the basic switching clock signal CLK for a period corresponding to the dead time to be inserted for preventing the short circuit of the inverter. A first idle period insertion circuit; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 2 휴지기간삽입회로; A basic switching clock signal inverted by a period corresponding to a dead time to be inserted in order to prevent a short circuit of the inverter by receiving the inversion signal / CLK of the basic switching clock signal CLK for driving an electrodeless fluorescent lamp. A second rest period insertion circuit for erasing the front part of (/ CLK); 상기 제 2 비교기의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하는 제 1 앤드게이트; 및 A first AND gate outputting a phase-arm switching signal Q1 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the second comparator and the output of the first idle period insertion circuit; And 상기 제 2 비교기의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)를 출력하는 제 2 앤드게이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치.A second AND gate outputting a lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the second comparator and the output of the second idle period insertion circuit; Electromagnetic fluorescent lamp dimming control high frequency resonant inverter control device comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 및 제 2 카운터는 10진 카운터(MOD-10)인 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치.And the first and second counters are decimal counters (MOD-10). 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 및 제 2 앤드게이트는 일정 주파수의 기본 스위칭 클록신호를 디밍 PWM신호의 시비율 구간 동안만 스위칭신호를 발생시키되, 상기 버스트 PWM 평균 시비율(D)은 아래 수학식 11에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치.The first and second end gates generate the switching signal only during the period of the ratio of the dimming PWM signal to the basic switching clock signal having a predetermined frequency, and the burst PWM average ratio D is determined by Equation 11 below. A high frequency resonant inverter control device for an electrodeless fluorescent lamp dimming control, characterized in that.
Figure 112005011217067-pat00025
Figure 112005011217067-pat00025
단, T는 10*Ts 이며, T는 TA + TB 임.T is 10 * Ts and T is TA + TB.
무전극 형광램프 조광 제어용 인버터 제어장치에 있어서:In the inverter control device for induction fluorescent lamp dimming control: 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록 신호를 계수하는 카운터;A counter for counting a basic switching clock signal for driving an electrodeless fluorescent lamp; 상기 카운터의 계수 데이터와 외부로부터 지령된 PWM 주기 데이터(PWM Duration Data)의 크기를 비교하는 제 1 비교기; A first comparator for comparing the count data of the counter with a magnitude of PWM duration data commanded from the outside; 상기 카운터의 계수 데이터와 외부로부터 지령된 듀티비 데이터(Duty ratio Data)의 크기를 비교하는 제 2 비교기; A second comparator for comparing the count data of the counter with a duty ratio data commanded from the outside; 상기 제 1 비교기와 제 2 비교기에서 출력되는 신호를 제공받되 제 1 비교기의 상승에지에서 세트되고 제 2 비교기의 상승에지에서 리세트되어 무전극 형광램 프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)를 출력하는 SR 래치;A switching enable signal corresponding to a period for receiving a signal output from the first comparator and the second comparator, which is set at the rising edge of the first comparator and reset at the rising edge of the second comparator to drive the electrodeless fluorescent lamp. An SR latch outputting (T EN ); 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 1 휴지기간삽입회로; Inputting the basic switching clock signal CLK for driving the electrodeless fluorescent lamp and erasing the front part of the basic switching clock signal CLK for a period corresponding to the dead time to be inserted for preventing the short circuit of the inverter. A first idle period insertion circuit; 무전극 형광램프 구동을 위한 기본 스위칭 클록신호(CLK)의 반전신호(/CLK)를 입력받아 인버터의 암단락 방지를 위하여 삽입될 휴지기간(Dead Time)에 해당하는 기간만큼 반전된 기본 스위칭 클록신호(/CLK)의 앞 부분을 소거하는 제 2 휴지기간삽입회로; A basic switching clock signal inverted by a period corresponding to a dead time to be inserted in order to prevent a short circuit of the inverter by receiving the inversion signal / CLK of the basic switching clock signal CLK for driving an electrodeless fluorescent lamp. A second rest period insertion circuit for erasing the front part of (/ CLK); 상기 SR 래치의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 1 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 상암 스위칭 신호(Q1)을 출력하는 제 1 앤드게이트; 및A first AND gate outputting an upper-arm switching signal Q1 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN output of the SR latch and the output of the first idle period insertion circuit; And 상기 SR 래치의 출력인 스위칭 인에이블 신호(TEN)와 상기 제 2 휴지기간삽입회로 출력의 논리곱을 취하여 무전극 형광램프 구동용 인버터의 하암 스위칭 신호(Q2)을 출력하는 제 2 앤드게이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치.A second AND gate outputting the lower arm switching signal Q2 of the electrodeless fluorescent lamp driving inverter by taking a logical product of the switching enable signal T EN and the output of the second idle period insertion circuit; High frequency resonant inverter control device for electrodeless fluorescent lamp dimming control comprising a. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 제 1 및 제 2 앤드게이트는 일정 주파수의 기본 스위칭 클록신호를 디 밍 PWM신호의 시비율 구간 동안만 스위칭신호를 발생시키되, 상기 시비율(D)은 아래 수학식 12에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치.The first and second AND gates generate the switching signal only during the ratio ratio of the dimming PWM signal to the basic switching clock signal of a predetermined frequency, wherein the ratio D is determined by Equation 12 below. A high-frequency resonant inverter control device for electrodeless fluorescent lamp dimming control.
Figure 112005011217067-pat00026
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단, 상기 TEN은 SR 래치의 출력인 무전극 형광램프를 구동하는 기간에 해당하는 스위칭 인에이블 신호(TEN)이고, Ts는 PWM주기 신호임.However, T EN is a switching enable signal T EN corresponding to a period for driving an electrodeless fluorescent lamp which is an output of an SR latch, and Ts is a PWM cycle signal.
청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 기준 스위칭 클록신호(CLK)를 소정 주파수로 분주한 PWM주기 신호(Ts)의 시비율(D)을 결정하여 디밍 PWM신호를 발생하도록 구성한 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프 조광 제어용 고주파 공진형 인버터 제어 장치.A high frequency resonant inverter for dimming control of an electrodeless fluorescent lamp, characterized in that the dimming PWM signal is generated by determining the ratio D of the PWM period signal Ts divided by the reference switching clock signal CLK at a predetermined frequency. controller.
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