KR100696359B1

KR100696359B1 - 조명 장치용 점등 장치 및 조명 장치

Info

Publication number: KR100696359B1
Application number: KR1020000051959A
Authority: KR
Inventors: 쇼지히로유끼; 미야자끼히데끼; 고지마야스유끼; 가와바따겐지
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2007-03-20
Also published as: CN1606396A; US20030127997A1; DE60003779D1; DE60003779T2; CN1206883C; JP2001237096A; EP1128708A1; JP3947895B2; KR20010085217A; CN1310577A; US6734641B2; US6570343B1; EP1328139A1; EP1128708B1

Abstract

특별한 발진 회로를 설치하지 않고 인버터 방식의 조명 장치의 조광을 가능하게 하는 점등 장치에 있어서, 상용 교류 전압으로부터 직류 전압을 생성하는 액티브 컨버터(4)와, 생성된 직류 전압을 스위칭하고, 점등해야 할 방전관에 병렬로 접속된 캐패시터 CR을 포함하여 상기 방전관(1)의 등가 임피던스에 따라 공진 주파수가 정해지는 상기 공진 회로를 통하여 상기 방전관(1)에 고주파 전류를 공급하는 인버터(5)를 포함한다. 액티브 컨버터(4)는 직류 전압의 값을 조절하는 트라이액(triac; 7)을 포함하고, 인버터(5)의 스위칭 소자 Q1 및 Q2는 공진 회로를 흐르는 공진 전류의 위상에 의해 제어되어 자려 발진한다.

조명 장치, 조명 장치, 방전관, 자려 발진, 발진 회로

Description

조명 장치용 점등 장치 및 조명 장치{DEVICE FOR TURNING ON LIGHT AND ILLUMINATION APPRATUS}

도 1은 본 발명의 점등 장치의 제1 실시 형태의 블록도.

도 2는 본 발명의 점등 장치의 원리를 설명하는 도면.

도 3은 조광기의 도통 위상각 제어의 동작을 설명하는 도면.

도 4는 종래의 점등 장치의 조광기 출력 전압과 인버터 공급 직류 전압과의 관계를 나타내는 파형도.

도 5는 본 발명의 점등 장치의 제1 실시 형태의 회로도.

도 6은 도 5의 회로의 전압 및 전류의 파형도.

도 7은 조광기의 도통 위상각과 인버터 공급 직류 전압과의 관계를, 액티브 컨버터를 이용한 경우와 이용하지 않은 경우에 대비하여 나타내는 그래프.

도 8은 본 발명의 제2 실시 형태의 점등 장치의 회로도.

도 9는 도 8의 점등 장치에서의 조광기의 도통 위상각과 인버터 공급 직류 전압과 램프 전력의 관계를 나타내는 그래프.

도 10은 도 8의 점등 장치에서의 램프 전력과 램프의 밝기의 관계를 나타내는 그래프.

도 11은 본 발명의 조명 장치를 이용한 조명 시스템의 구성도.

도 12는 상용 교류 전압에 중첩된 점등 제어 신호를 나타내는 파형도.

도 13은 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제1 실시 형태의 회로도.

도 14는 도 13의 점등 장치로 사용되는 필터 회로의 회로도.

도 15는 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제2 실시 형태의 회로도.

도 16은 도 15의 점등 장치의 게이트 구동 회로의 상세를 나타내는 회로도.

도 17은 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제3 실시 형태의 회로도.

도 18은 도 17의 점등 장치의 전원 회로의 설명도.

도 19는 도 17의 점등 장치의 전원 회로의 변형예를 나타낸 도면.

도 20은 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 점등 제어 패턴의 예를 나타내는 도면.

도 21은 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제4 실시 형태의 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 방전관

2 : 스위칭 수단

3 : 정류기

4 : 액티브 컨버터

5 : 인버터

6 : 제어 장치

7 : 조광기

본 발명은 조명 장치용 점등 장치 특히 인버터 방식의 조명 장치용 점등 장치 및 인버터 방식의 조명 장치에 관한 것이다.

최근, 상용 교류 전압으로부터 얻어지는 직류 전압을 고주파 교류 전압으로 변환하여 방전관에 인가하는 인버터 방식의 조명 장치가 널리 이용되고 있다. 이 방식의 조명 장치에서, 방전관은 필라멘트를 구비한 통상의 형광 램프이어도 되고 또한 필라멘트를 포함하지 않고 여기 코일로부터 방출하는 자력선(磁力線)으로 플라즈마를 발생시키는 무전극 형광 램프이어도 된다. 이러한 인버터 방식의 조명 장치에 조광 기능을 포함하는 것으로도 알려지고 있으며 예를 들면 일본 특개평 8-37092호 공보에 기재된 점등 회로에서는 공진 회로에 공급하는 교류 전류의 주파수를 변화시킴으로써 방전관에 유입되는 전류의 량을 변화시켜서 밝기를 조정하도록 하고 있다.

상기한 종래의 점등 장치에서는 공진 회로에 공급하는 전류의 주파수를 변화시키기 위해, 소정의 주파수의 사각파를 발생하는 가변 주파수의 발진 회로를 이용하고 있으며, 부품 갯수가 증가하기 때문에 비용이 증가하게 된다. 또한, 조명 장치의 밝기를 바꾸기 위해 주파수를 변화시키는데는 조명 장치 내의 점등 장치를 조작할 필요가 있으므로 원격으로부터 조명 장치의 밝기를 조정할 수 없다.

본 발명의 과제는 인버터 방식의 조명 장치의 조광을, 특별한 발진 회로를 설치하지 않고도 가능하게 하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는 원격으로부터 인버터 방식의 조명 장치의 조광을 가능하게 하는 것이다.

상기 과제는 상용 교류 전압으로부터 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성 수단과, 생성된 직류 전압을 스위칭하고, 점등해야 할 방전관에 병렬로 접속된 캐패시터를 포함하고 상기 방전관의 등가 임피던스에 따라서 공진 주파수가 정해지는 상기 제1 공진 회로 수단을 통하여 상기 방전관에 고주파 전류를 공급하는 제1 스위칭 수단을 포함하고, 상기 직류 전압 생성 수단은 상기 직류 전압의 값을 조절하는 제어 수단을 포함하고, 상기 제1 스위칭 수단의 스위칭은 상기 제1 공진 회로 수단을 흐르는 공진 전류의 위상에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 조명 장치용 점등 장치에 의해 해결된다.

이 점등 장치에서는 제1 스위칭 수단에 공급하는 직류 전압을 변화시켜서, 고주파 교류 전압의 진폭을 변화시키면, 방전관에 흐르는 전류의 값도 변화하지만, 방전관은 마이너스성 저항 특성을 포함하기 때문에 방전관의 등가 임피던스도 변화한다. 따라서, 제1 공진 회로의 공진 주파수도 그에 따라서 변화하고, 제1 스위칭 수단의 스위칭 주파수도 변화하고, 제1 공진 회로에 흐르는 교류 전류의 주파수가 변화한다. 교류 전류의 주파수가 변화하면, 방전관에 병렬의 캐패시터의 임피던스가 변화하고, 방전관과 상기 캐패시터에 흐르는 전류의 비가 변화하고, 방전관의 휘도가 변화한다. 즉, 제1 스위칭 수단에 공급하는 직류 전압을 바꾸는 것뿐이며 공진 회로 및 방전관에 공급되는 고주파 교류 전류의 주파수가 자동적으로 변화하여 방전관에 흐르는 전류가 변화하여 밝기가 변한다. 따라서, 종래 필요로 되고 있는 스위칭 수단의 스위칭 주파수를 규정하는 특별한 발진 회로가 불필요하게 된다.

상기 제1 스위칭 수단은 제1 공진 회로 수단을 흐르는 전류로부터 얻어지는 제어 신호가 인가됨으로써 교대로 도통, 비도통이 되는 서로 직렬로 접속된 두개의 스위칭 소자와, 상기 제어 신호의 위상을 변화시키는 수단으로 구성할 수 있다. 스위칭 소자가 도통하는 타이밍을 제어함으로써, 기생 용량의 충·방전에 의해 스위칭 소자가 발열하는 것을 방지할 수 있다.

상기 직류 전압 생성 수단은 상기 상용 교류 전압으로부터 전류가 공급되어 상기 직류 전압을 확립하는 제1 캐패시터와, 상기 상용 교류 전압으로부터의 전류를 제2 공진 회로 수단에 공급하고 상기 제2 공진 회로 수단에 축적된 전하를 상기 제1 캐패시터로 이동시키는 제2 스위칭 수단으로 구성하고, 상기 제2 스위칭 수단과 상기 제1 스위칭 수단을 겸용할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 스위칭 수단에 공급하는 직류 전압을 증폭할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 과제는 전등선을 통하여 공급되는 상용 교류 전압으로부터 고주파 전류를 생성하고, 점등해야 할 방전관에 공급하는 인버터부와, 상기 전등선을 통하여 외부 간에서 통신을 행하는 통신 인터페이스부를 포함하고, 상기 인버터부는 전등선을 통하여 공급되는 상용 교류 전압으로부터 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성 수단과, 생성된 직류 전압을 스위칭하고, 상기 방전관에 병렬로 접속된 캐패시터를 포함하는 공진 회로를 통하여 상기 방전관에 고주파 전류를 공급하는 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단의 스위칭을 외부로부터 공급되는 신호에 기초하여 제어하는 구동 회로 수단을 포함하고, 상기 통신 인터페이스부는 점등 제어에 관한 정보를 포함하여 상기 상용 교류 전압에 중첩되어 있는 아날로그 신호를 상기 상용 교류 전압으로부터 추출하는 필터 수단과, 상기 필터 수단으로부터의 정보에 기초하여 상기 구동 회로 수단에 스위칭의 개시, 정지 및 스위칭 주파수 중 적어도 하나를 규정하는 디지털 제어 신호를 생성하는 수단과, 상기 디지털 제어 신호를 상기 구동 회로 수단에 보내는 점등 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 기능을 포함하는 조명 장치용 점등 장치에 의해 해결할 수 있다.

이 통신 기능을 갖는 점등 장치에서는, 전등선을 통하여, 외부에서부터 신호를 보냄으로써, 방전관에 인가하는 교류 전압의 주파수를 변화시킬 수 있고 따라서 원격으로부터 방전관의 밝기를 조정할 수 있다.

상기 인버터부는 점등 상태에 관한 정보를 디지털 점등 상태 신호로서 생성하는 제1 센서를 포함하고, 상기 통신 인터페이스부는 상기 제1 센서로부터의 디지털 점등 상태 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상용 교류 전압에 중첩하고 전등선을 통하여 외부에 보낼 수 있다. 또한 상기 인버터부는 방전관의 유무 및 방전관의 수명 말기를 검출하는 제2 센서를 포함하고, 상기 통신부는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 검출된 정보를 포함하는 디지털 점등 상태 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상용 교류 전압에 중첩하고 전등선을 통하여 외부로 보낼 수 있다. 이에 따라, 조명 장치의 관리·보수 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

상기 점등 제어 수단은 방전관을 점등 개시 시로부터 일정한 기간, 최대 광속으로 점등시켜서 상기 기간을 경과한 후, 최대 광속보다 적은 광속으로 점등시키 도록 제어하는 제어 패턴을 기억하는 기억 수단을 포함할 수 있다. 이에 따라, 조명 장치를 효율적으로 사용하여 전력 소비량을 삭감할 수 있다.

도 2는 본 발명의 점등 장치의 원리를 설명하는 블록도이다. 방전관(1)은 필라멘트를 포함한 통상의 형광 램프이어도 되고 또한 필라멘트를 포함하지 않고 여기 코일로부터 방출하는 자력선으로 플라즈마를 발생시키는 무전극 형광 램프 등의 조명용 램프이어도 된다. 상용 교류 전원 AC에는 제어 장치(6)에 의해서 휘도 조정 등을 위한 제어 신호가 중첩되며, 제어 신호를 검출하는 스위칭 수단(2)은 제어 신호에 따른 직류 전압 또는 방전관(1)을 제어하기 위한 신호를 인버터(5)로 제공한다.

도 1은 본 발명의 점등 장치의 제1 실시 형태의 블록도이다. 상용 교류 전원 AC는 제어 장치인 조광기(7)에 의해 위상각 제어되며, 도 3에 도시한 바와 같이 화살표로 나타낸 도통 위상각에 상당하는 기간만 전압을 출력한다. 점선으로 나타낸 파형은 조광기(7)에 입력되는 상용 전원 전압이다. 도 1에서 조광기(7)의 출력 전압은 정류기(3)에 의해서 정류되며, 이 정류 전압은 스위칭 수단인 액티브 컨버터(4)에 의해서 도 3의 도통 위상각에 따른 전압으로 변압된다. 인버터(5)에 인가되는 전압은 컨버터(4)에 의해서 얻어진 직류 전압으로, 이 직류 전압을 인버터(5)가 고주파 교류 전압으로 변환하여 방전관(1)에 인가하여 점등시킨다.

종래의 인버터식 점등 회로는 상용 교류 전원 AC를 정류기(3)에서 정류하고, 맥류를 평활하는 캐패시터에서 직류 전압을 얻기 때문에, 조광기(7)에 대하여 용량 성 임피던스가 되며, 조광기(7)의 트라이액이 온한 직후, 교류 전원 AC로부터 급격한 돌입 전류가 유입하여 조광기(7)가 오동작한다. 도 4에 종래의 점등 장치에서의 조광기의 출력 전압, AC 전원으로부터의 입력 전류 및 직류 전압의 파형을 나타낸다. 직류 전압이 조광기(7)의 출력 전압보다 낮아졌을 때 AC 전원으로부터 돌입 전류가 유입하여 조광기(7)가 정상적으로 동작하지 않기 때문에 조광기의 출력 전압은 위상각 제어되지 않는다고 하는 문제가 있다.

이에 대하여, 도 1에 도시하는 구성에서는 조광기(7)에 대하여 점등 회로가 용량성 임피던스로서 나타나지 않도록, 액티브 컨버터(4)를 설치하고, 조광기(7)의 출력 전압 파형과 마찬가지의 입력 전류가 흐르도록 하고 있다. 이에 의해서 백열 전구와 같은 저항성 부하가 실현되는 동시에 전압과 전류의 위상차를 없애서 높은 역률(力率)도 실현된다.

도 5는 상기 본 발명의 제1 실시 형태의 회로도이다. 도 5에서 교류 전원 AC를 다이오드 브릿지로 구성된 정류기(3)에 의해 정류하여 얻은 전압을 인덕터 L2, L3과 캐패시터 C4로 이루어지는 저역 통과 필터를 통과시키고, 공진형 액티브 컨버터(4)에 의해 직류 전압으로 변환한다. 이 전압을 인버터(5)에 의해 고주파 전압으로 하고 방전관(1)에 공급하여 고주파 점등시킨다.

액티브 컨버터(4)와 인버터(5)는 비상보형의 2개의 파워 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2를 겸용하고 있다. 각 스위칭 소자 Q1, Q2는 N 채널형 버퍼 MOSFET로 전류를 입력하는 드레인 단자, 전류를 출력하는 소스 단자 및 제어 전압이 인가되는 게이트 단자를 구비하고, 게이트 단자로 제어 전압을 인가 혹은 인가하지 않음으로써 드레인, 소스 간에 흐르는 전류를 통류 혹은 차단한다. MOSFET는 소스 단자로부터 드레인 단자로 향하는 방향으로 다이오드를 병렬로 내장하고 있고, 양 방향으로 통전 가능해지고 있다. 이후 Q1이 내장하는 다이오드를 QD1, Q2가 내장하는 다이오드를 QD2라고 부른다.

액티브 컨버터(4)에서는 저역 통과 필터의 인덕터 L2와 캐패시터 C4와의 접점과 평활용 캐패시터 C1의 고전위측 간에 다이오드 D1과 D2를 순방향으로 직렬로 접속하고 있다. 또한, D1과 D2의 접점과 할프 브릿지(half-bridge) 구조에 접속된 Q1, Q2의 접점 간에 캐패시터 C2와 인덕터 L1을 직렬로 접속하여 이루어지는 공진 회로를 삽입한다.

인버터(5)는 직류 전원의 정·부극(正·負極) 간에 접속된 스위칭 소자 Q1, Q2를 포함하고 Q2의 드레인-소스에는 인덕터 L4, LR과 공진용 캐패시터 CR을 직렬 접속하여 이루어지는 직렬 공진 회로가 접속된다. 또한, 방전관(1)은 공진용 캐패시터 CR에 병렬로 접속되어 있다. 인덕터 L5, L6은 인덕터 L4에 설치한 귀환 권선으로, 인덕터 L5는 캐패시터 C5와 병렬 접속되어 스위칭 소자 Q1의 게이트-소스 간에 접속되며, 인덕터 L6은 캐패시터 C6과 병렬 접속되어 Q2의 게이트-소스 간에 접속된다.

각 스위칭 소자 Q1, Q2는 인덕터 L4에 흐르는 고주파 전류를 인덕터 L5, L6에 의해 귀환하여 자려 발진을 행한다. 인덕터 L4를 공진용 인덕터로서 겸용할 수 있다. 여기서, 인버터의 스위칭 주파수는 인버터(5)의 공진 인덕터 LR과 공진 캐패시터 CR에서 결정되는 공진 주파수보다 커지도록 설정한다. 즉, 공진 주파수보 다도 스위칭 주파수를 높게 설정하여 인버터의 출력 전압보다 공진 전류가 지연 위상이 되도록 한다.

스위칭 주파수를 공진점에 가까이 하면, 그 만큼 공진 회로의 임피던스가 작아지며 방전관의 점등을 유지하는데 필요한 고전압이 얻어진다. 그러나, 이러한 자려 식의 인버터로서는 스위칭 주파수를 임의로 바꿀 수 없다. 따라서, 이 실시 형태에서는 인버터에 공급되는 직류 전압의 진폭을 바꿈으로써 방전관의 전력을 제어하고 방전관의 밝기를 바꾸고 있다. 예를 들면, 직류 전압이 낮아지면 공진 전류가 감소하고 방전관에 흐르는 전류도 감소한다. 방전관은 마이너스성 저항 특성을 가지고 있기 때문에, 전류의 감소에 의해 방전관의 등가 저항치는 증가한다. 방전관은 공진용 캐패시터에 병렬 접속되어 있기 때문에, 방전관의 저항치가 증가하면 공진 주파수가 높아지며, 자려 발진으로 동작하고 있는 인버터의 스위칭 주파수는 자동적으로 높아진다. 이에 의해서 공진용 캐패시터의 임피던스는 감소하고, 방전관의 등가 저항은 증가하여 각각에 흐르는 전류의 비율이 변화함으로서 방전관의 전력이 변화한다. 즉, 인버터의 직류 전압을 변화시킴으로써 스위칭 주파수가 자동적으로 변화하고, 방전관의 전력 제어가 가능하게 된다. 다음에 조광기의 도통 위상각에 따라 직류 전압을 제어하는 액티브 컨버터에 대하여 설명한다.

액티브 컨버터(4)의 인덕터 L1과 캐패시터 C2에는 스위칭 소자 Q1, Q2를 고주파로 교대로 온, 오프함으로써, 교류 전원 AC로부터 입력 전류가 흐르고, 다이오드 D1과 D2의 접속점의 전압이 변화하여 평활용 캐패시터 C1을 충전한다. 따라서, 입력 전류는 상용 교류 전원의 전압에 따라서 흐르기 때문에, 스위칭에 따라서 흐 르는 고주파 전류를 저역 통과 필터에 통과시킴으로써, 입력 전류는 도 6에 도시한 바와 같이 조광기(7)의 출력 전압 파형과 마찬가지의 파형이 된다. 인버터에 인가되는 직류 전압은 액티브 컨버터(4)의 인덕터 L1과 캐패시터 C2의 합성 임피던스의 크기에 의해서 변한다. 따라서, 임피던스를 작게 함으로써 도 6과 같이 직류 전압을 조광기의 출력 전압보다 높게 하는 것이 가능해진다.

또한, 인덕터 L1과 캐패시터 C2에 의해서 결정되는 공진 주파수는 인버터의 스위칭 주파수보다도 낮게 설정하고, 인버터의 출력 전압보다 액티브 컨버터를 흐르는 공진 전류가 지연 위상이 되도록 한다. 캐패시터 C1의 충전 전류는 조광기(7)에 의해서 교류 전원 전압의 도통 위상각이 제어되면, 그 위상각에 따라서 변화한다. 그 때문에, 직류 전압도 변화하고 도통 위상각에 대한 직류 전압의 관계는 도 7과 같아진다.

여기서, 종래의 컨버터를 이용한 경우와, 본 실시 형태에서의 액티브 컨버터를 설치한 경우로 직류 전압의 변화의 차이를 설명한다. 예를 들면 도통 위상각이 50도 내지 150도까지 변화한 경우, 종래의 컨버터로서는 조광기가 오동작하면서도 직류 전압은 V1 내지 V2까지 ΔVa만큼 변화한다. 한편, 액티브 컨버터에서는 직류 전압은 V3 내지 V4까지 ΔVb만큼 변화한다. 직류 전압 V3, V4는 각각 V1, V2보다 크며 전압 변화 ΔVb는 ΔVa보다도 크다. 액티브 컨버터를 이용함으로써, 조광기의 오동작이 방지되며 더욱 직류 전압을 상용 교류 전원 전압보다도 크게 할 수 있다. 본 실시 형태에서는 인버터(5)에 공급하는 직류 전압의 진폭 변화를 크게 변화시킴으로써, 방전관의 출력 전력도 크게 변화시키고 있다. 이에 따라, 방전관의 밝기를 AC의 도통 위상각에 따라서 크게 변화시키는 것이 가능해진다.

도 8은 본 발명의 점등 장치의 제2 실시 형태의 회로도이다. 도 8에서 도 5와 동일 구성 요소에는 동일 번호를 붙여서, 그 설명은 생략한다. 제2 실시 형태에서는 액티브 컨버터(4)와 인버터(5)는 상보형의 2개의 파워 반도체 스위칭 소자 Q1, Q3을 겸용하고 있다. 상기 제1 실시 형태와 달리 스위칭 소자 Q1은 N 채널형 파워 MOSFET이며, Q3은 P채널형 파워 MOSFET이며 서로 상보형이다. Q1의 소스 단자와 드레인 단자 간에는 환류 다이오드(이후, QD1이라고 부른다)를 내장하고 있다. Q3의 드레인 단자와 소스 단자 간에는 환류 다이오드(이후, QD3이라고 부른다)를 내장하고 있다. 스위치 Q1, Q3의 각 소스 단자는 공통의 접속점 S에서 접속되며, 각 게이트 단자는 접속점 G에서 접속되어 있다. Q1, Q3의 드레인, 소스 간에 흐르는 전류는 접속점 G와 접속점 S 간의 동일 전압에 의해서 제어된다.

접속점 S와 캐패시터 C1의 마이너스 전극 간에는 캐패시터 Cf 및 공진용 인덕터 LR, 공진용 캐패시터 CR, 직류 성분 제거용 캐패시터 Cd를 포함하는 공진 부하 회로가 접속되고 있으며, 방전관(1)은 CR에 병렬로 삽입된다. 공진 부하 회로의 캐패시터 Cd는 없어도 된다. 또한, 공진 부하 회로는 접속점 S와 캐패시터 C1의 플러스 전극 간에 접속할 수 있다. 이들의 공진 부하 회로에 흐르는 전류의 주파수는 각 소자의 값에 의해서 결정된다.

스위칭 소자 Q1, Q3이 교대로 온·오프함으로써 공진 부하 회로에 양 방향의 전류가 흐르고 방전관을 점등시킨다. 스위치 Q1의 드레인과 소스 간에 접속된 패패시터 C7은 양 스위치의 드레인, 소스 간의 전압 변화를 조정한다. 캐패시터 C7 은 Q3의 드레인과 소스 간에 접속해도 마찬가지의 역할을 완수할 수 있다.

스위치 Q1 및 Q3의 도통 상태를 제어하는 게이트 구동 회로에는 공진 부하 회로에 접속된 캐패시터 Cf가 포함되고 있다. 캐패시터 Cf는 게이트 구동 회로를 동작시키기 위해서 공진 부하 회로에 흐르는 전류로부터 구동 전압을 얻는다. 캐패시터 Cf의 일단을 F점으로 할 때, 접속점 G와 F점 간에는 인덕터 Lg, 캐패시터 Cs가 접속되어 있다. 인덕터 Lg는 공진 부하 회로에 흐르는 전류에 대한 게이트와 소스 간의 전압에 위상차를 제공한다. 캐패시터 Cs는 게이트와 소스 간에 인가되는 교류 전압에 중첩하는 직류 성분을 제거하는 역할을 완수한다.

게이트와 소스 간에는 반대 방향으로 직렬로 접속된 제너 다이오드 ZD1, Z D2를 병렬로 설치하고 있다. 이들은 스위칭 소자 Q1, Q3의 게이트, 소스 간에 과전압이 인가된 경우, 소자의 파괴를 막는 기능을 한다. 또한, 게이트와 소스 간에는 캐패시터 Cgs가 접속되며, 게이트, 소스 간의 전압 변화를 조정한다. 즉, 스위치 Q1, Q3이 교대로 온·오프할 때 한쪽의 스위치가 오프하고, 다른 한쪽의 스위치가 온하기까지의 데드 타임을 보상하는 역할을 완수한다. 스위치 Q1 및 Q3에 흐르는 전류는 공진 부하 회로에 흐르는 전류와 액티브 컨버터에 흐르는 전류가 합성된 것으로, 액티브 컨버터에 흐르는 전류는 상용 교류 전원의 전압에 따라서 변화하기 때문에 스위치 Q1, Q3의 전류도 변화한다. 이에 따라, 스위치 Q1, Q3의 게이트 전압이 임계치를 하회하고, 오프한 시점에 차단할 때의 전류의 크기는 다르다. 스위치가 오프한 후, 이 전류에 의해서 스위치 Q1, Q3의 기생 용량 및 캐패시터 C7을 충전 혹은 방전하기 때문에, 스위치의 드레인과 소스 간의 전압이 직류 전원 전압 의 플러스 전위 또는 마이너스 전위로 변화하는 시간이 다르다. 여기서, 드레인과 소스 간의 전압이 변화하고 있는 기간 중에 게이트 전압이 스위치의 임계치를 상회하여 온하면, 캐패시터 C7과 스위치 Q1 또는 Q3의 경로로 관통 전류가 흐르고 스위치의 발열을 초래한다. 이 실시 형태에서는 전술한 바와 같은 캐패시터 Cf, Cgs 및 인덕터 Lg로 구성되는 구동 회로에 의해서 스위치의 게이트 전압에 적절한 위상차를 제공하고, 스위치가 온하는 타이밍을 제어하고 있다. 이 위상차는 부하의 공진 주파수 변화 또는 스위치에 흐르는 전류의 크기에 따라서 제공되며 관통 전류를 방지한다.

도 8에서 시동 시, 교류 전원 AC의 전압 상승에 의해서 캐패시터 C1의 직류 전압이 증가하면, Q1의 드레인과 게이트 간에 접속된 저항 R1, 인덕터 Lg, 캐패시터 Cs, Cf, Q3의 소스와 드레인 간에 접속된 저항 R2의 경로로 전류가 흐르고, 접속점 G의 전압 즉 게이트와 소스 간의 전압이 점차로 증가한다. 게이트와 소스 간의 전압이 스위칭 소자 Q1의 임계치 전압을 상회하면 Q1은 온하고, 접속점 S에서 접속점 F로 향하여 전류가 흐르기 때문에, 접속점 F의 전압은 감소한다. 이에 의해서 게이트와 소스 간의 전압은 Q1의 임계치 전압을 즉시 하회하기 때문에 Q1은 오프한다. 여기서, 접속점 F와 접속점 S 간에 접속되어 있는 캐패시터 Cf 및 캐패시터 Cgs, 인덕터 Lg는 LC 공진 회로를 구성하고 있기 때문에, 캐패시터 Cf의 약간의 전압 변화에 의해서 LC 공진 회로에 흐르는 전류는 증가하고 게이트와 소스 간의 전압 진폭은 증가한다. 이러한 발진 현상에 의해서, 스위치 Q1 및 Q3이 교대로 온·오프가 되는 스위칭 동작을 개시한다. 액티브 컨버터(4)에는 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 스위칭 소자 Q1, Q3을 고주파로 교대로 온, 오프함으로써, 교류 전원 AC로부터 입력 전류가 흐르고 조광기(7)의 출력에 따라서 캐패시터 C1을 충전하여 직류 전압을 제어한다.

도 8의 실시 형태에서의 AC의 도통 위상각에 대한 직류 전압과 램프 전력의 관계를 도 9에 도시한다. 도 9에서 도통 위상각이 작아지면 직류 전압은 서서히 감소하고, 이에 따라 램프 전력도 감소한다. 램프 전력에 대한 램프의 밝기는 도 10에 도시한 바와 같은 관계에 있으며, 램프 전력이 18W에서 6W까지 감소하면, 밝기는 18W를 100%로 한 경우, 6W에서는 40%가 된다. 이와 같이 제2 실시 형태에서는 조광기에 의해서 상용 교류 전원의 도통각이 제어된다. 전등선에 도통 위상각 제어 신호가 중첩된 경우라도 이 위상각 제어 신호에 따라서 방전관의 출력 전력을 조정하는 것이 가능하다.

도 11은 본 발명의 조명 장치로 구성한 조명 시스템의 구성도이다. 이 도면은 전력 사업자(40)로부터 전등선(41)에 의해서 공급되는 상용 교류 전압에 도 12와같이 점등 제어 신호를 중첩하고, 전등선에 접속되어 있는 복수의 점등 장치(100 ∼ 103)를 제어하는 조명 시스템을 나타내고 있다. 도 11에서 전력 사업자와 전력 이용자 간의 전등선에 접속되어 있는 게이트 웨이(42)는 예를 들면 전력 사업자가 전력이용자의 전력 사용량을 모니터하거나 또는 전력량을 제어하기 위한 인터페이스로서 기능한다. 게이트 웨이(42)와 접속 장치(90 ∼ 93) 간의 전등선에 직렬로 접속되어 있는 제어 장치(6)는 점등 장치를 제어하는 집중 단말로서 기능한다. 점등 장치(100 ∼ 103)는 접속 장치(90 ∼ 93)에 접속된다.

접속 장치(90 ∼ 93)는 접속 장치의 부착 위치 정보를 기억해둔 장치를 구비하고 있다. 그 때문에, 제어 장치(6)는 각각의 접속 장치의 위치를 식별하는 것이 가능하며, 제어 신호에 이 위치 정보를 중첩함으로써, 점등 장치를 개별로 제어하는 것이 가능하게 된다. 또한, 접속 장치는 점등 장치가 접속된 것을 검출하고 제어 장치(6)에 신호를 보냄으로써 제어 장치는 점등 장치의 유무를 판단하는 것이 가능하게 된다.

전등선(41)에는 조명 장치의 밝기의 조정 등을 행하는 전기 기기(43)가 접속되며, 제어 장치(6)를 통하여 점등 장치(100 ∼ 103)와 전기 기기(43) 간에서 정보 통신을 행할 수 있다. 이러한 시스템에 있어서 전등선(41)을 이용하여 전등선 통신을 행하는 기능을 갖는 점등 장치에 대하여 다음에 설명한다.

도 13에 상기 조명 시스템에 이용할 수 있는 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제1 실시 형태를 나타낸다. 인버터(5)는 비상보형의 2개의 파워 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2와 공진 회로(5b) 및 스위치의 도통 상태를 제어하는 게이트 구동 회로(5a)로 구성되고 있다. 본 실시 형태에서는 결합 캐패시터(22)와 필터 회로(2a), 신호 증폭 회로(2b), 변복조 회로(2c), 점등 제어 회로(2d)로 구성되는 통신 인터페이스(2)를 구비하여 제어 장치(6)로부터의 제어 신호를 수신하고 또한 제어 장치(6)에 신호를 송신한다.

결합 캐패시터(22)는 전등선과 통신 인터페이스를 전기적으로 분리하는 것이므로, 결합 캐패시터(22) 대신에 결합 트랜스포머를 이용할 수 있다. 통신 인터페이스(2)에 포함되는 필터 회로(2a)는 전등선 통신에 사용되는 주파수 대역의 신호 만을 통과시켜서 대역 외의 신호를 제거하는 대역 통과 필터이다. 이 필터는 도 14에 도시한 바와 같이 예를 들면 캐패시터(23, 25)와 스위치(27) 및 연산 증폭기(26)로 이루어지는 스위칭 캐패시터 필터를 조합한 구성으로 함으로서 모노리식화가 가능하다.

신호 증폭 회로(2b)는 제어 장치(6)와 점등 장치 간의 통신 거리가 길고 신호가 전등선을 전파해가는 동안에 감쇠한 경우, 정확한 정보를 얻기 때문에 신호를 증폭하는 것이다. 또한, 점등 장치로부터 전등선의 교류 전압에 신호를 중첩하는 경우에서도 마찬가지의 신호 증폭의 역할을 완수한다. 변복조 회로(2c)는 전등선으로부터 필터 회로(2a), 신호 증폭 회로(2b)를 통하여 보내진 아날로그 신호를 복조하여 디지털 신호를 출력하고 또한 디지털 신호를 변조하여 아날로그 신호를 출력한다. 점등 제어 회로(2d)는 변복조 회로(2c)에서부터 출력된 디지털 신호를 해독하고 예를 들면 방전관의 밝기를 80%까지 어둡게 하는 지령이면, 인버터의 스위칭 주파수를 현상보다 높게 하도록 제어 신호를 출력한다. 게이트 구동 회로(5a)로부터 인버터의 상태를 알리는 신호가 보내진 경우에는 이 신호를 해독하여 변복조 회로(2c)에 디지털 신호를 출력한다.

게이트 구동 회로(5a)는 인버터에 구동 신호를 제공하여 하이 사이드, 로우 사이드의 스위칭 소자 Q1, Q2를 구동하는 회로이다. 이 구동 회로는 로우 사이드를 기준 전위로 하는 구동 신호를 하이 사이드를 기준 전위로 하는 신호로 변환하는 레벨 시프트 회로를 구비하고 있다. 또한, 게이트 구동 회로(5a)는 발진기를 내장하고, 점등 제어 회로(2d)로부터의 제어 신호에 기초하여, 인버터의 스위칭 주 파수를 제어함과 함께, 점등 제어 회로(2d)에 스위칭 주파수의 정보를 전하여 인버터의 점등 상태를 알린다.

도 15에 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제2 실시 형태를 나타낸다. 이 실시 형태에서는 인버터는 직류 전원 간에 접속된 상보형 스위치로 구성되고, 스위치의 제어 신호의 기준 전위가 직류 전원의 기준 전위와 다르다. 이러한 상보형 스위치의 게이트 구동 회로는 기준 전위가 항상 변동하고 있고, 구동 회로에 신호를 전하기 위해서는 신호 송신측과 수신측을 전기적으로 분리할 필요가 있다.

이 실시 형태에서는 도 13에 도시한 바와 같은 결합 캐패시터(22)와 필터 회로(2a), 신호 증폭 회로(2b), 변복조 회로(2c), 점등 제어 회로(2d)로 구성되는 통신 인터페이스(2)를 구비하고, 게이트 구동 회로(5a)를 포함하는 인버터 제어부와 통신 인터페이스(2) 간에는 이들을 전기적으로 분리하면서 양쪽 간의 신호 전송을 행하기위해서 아이솔레이터(24)를 설치하고 있다. 통신 인터페이스(2)는 도 13에서 설명한 바와 마찬가지로 설명을 생략한다.

상보형 스위치 Q1, Q2를 구동하는 게이트 구동 회로(5a)의 회로 구성을 도 16에 도시한다. 평활용 캐패시터 C1의 플러스 전위와 마이너스 전위 간에 접속된 상보형 스위치 Q1, Q3의 제어 절점 G에는 P 채널의 트랜지스터 Q4와 N 채널의 트랜지스터 Q5를 드레인 접속한 CMOS 트랜지스터의 출력 절점이 접속되고 있다. 또한 기준 절점 S에는 P 채널의 트랜지스터 Q6과 N 채널의 트랜지스터 Q7을 드레인 접속한 CMOS 트랜지스터의 출력절점이 접속되어 있다. CMOS 트랜지스터에는 절점 V1과 V1G로부터 직류 전압이 공급된다. 각 CMOS 트랜지스터의 제어 입력에는 발진기(14)로부터 버퍼(15)를 통하여 게이트 구동 신호가 보내지며, 이 신호에 따라서, 스위칭 소자의 도통 상태가 제어된다. 발진기(14)는 점등 제어 회로(2d)로부터 아이솔레이터(24)를 통하여 보내진 제어 신호(20)를 입력으로 하고, 원하는 주파수를 발생하여 스위칭 주파수를 제어함과 함께, 인버터의 상태를 알리는 상태 신호(21)를 출력한다.

도 15에서 제어 장치(6)로부터 복수대의 점등 장치를 고속로 제어하는 경우, 통신 인터페이스와 인버터 제어부 간의 신호 전송 속도도 고속으로 할 필요가 있고, 아이솔레이터(24)의 성능이 점등 장치의 응답성을 좌우하게 된다.

도 17에 이러한 요구에 대응하는 아이솔레이터를 구비한 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제3 실시 형태를 나타낸다. 이 실시 형태는 도 15에서 설명한 실시 형태와 마찬가지의 통신 인터페이스 기능을 갖는 컨트롤 회로(18)와, 인버터 제어 기능을 갖는 드라이버 회로(17)를 구비한다.

컨트롤 회로(18)의 상보 신호 발생기(18e)는 점등 제어 회로(18d)로부터 디지털 신호를 수취하고 또한 드라이브 회로(17)의 상보 신호 발생기(17c)는 게이트 구동 회로(17a)로부터 디지털 신호를 수취하고, 각각 위상차가 180도 다른 2개의 신호를 발생한다. 이 신호는 구동 회로(8, 11)에 의해서 결합 캐패시터(9, 12)에 각각 입력되며 상보형 신호는 미분 파형이 된다. 드라이브 회로(17)의 센서 회로(10), 컨트롤 회로(18)의 센서 회로(13)는 미분 파형을 검지하고, 펄스의 상승, 하강의 타이밍 정보를 출력한다. 드라이브 회로(17)의 플립플롭(17f), 컨트롤 회로(18)의 플립플롭(18f)은 각각 센서 회로(10, 13)로부터의 타이밍 정보를 기초로 점등 제어 회로 및 게이트 구동 회로로부터 입력된 디지털 신호를 재생한다. 재생된 디지털 신호는 각각 버퍼(17g, 18g)를 통하여 게이트 구동 회로(17a) 및 점등 제어 회로에 입력된다.

결합 캐패시터(9, 12)는 통신 인터페이스와 인버터 제어부를 전기적으로 분리하면서 신호를 양쪽에 전송하는 기능을 가지고 있다. 이와 같이, 캐패시터를 이용한 아이솔레이터는 주변 회로가 논리 회로로 구성되어 있으며 신호 지연이 작기 때문에 고속성에 우수하다.

상보형 스위치 Q1 및 Q3을 구동하는 게이트 구동 회로(17a)는 도 16에서 설명한 것과 마찬가지이다. 드라이브 회로(17)에 방전관의 유무 및 수명 말기를 검출하는 회로(17b)를 구비한 경우, 상기 회로(17b)로부터 수명 말기 신호가 게이트 구동 회로(17a)에 입력되면, 인버터의 손상을 방지하기 때문에 발진기의 발진을 정지시킬 수 있다.

종래 이용되고 있는 비상보형 스위치에서는 인버터를 구동하기 위해서, 서로 역위상의 2개의 제어 신호가 필요하며, 레벨 시프트 회로가 필수이기 때문에, 구동 회로는 고전압 회로가 되고 있었다. 이에 대하여, 상기한 실시 형태의 상보형 스위치의 게이트 구동 회로는 CMOS 트랜지스터, 발진기, 버퍼를 조합한 간이한 회로로 구성할 수 있어, 1개의 제어 신호로 인버터를 컨트롤할 수 있고 따라서 구동 회로는 저전압 회로가 되어 IC에 조립하는 것이 용이하다. 또한, 캐패시터를 이용한 아이솔레이터는 상술한 바와 같이 논리 회로로 구성할 수 있고, 통신 인터페이스를 포함해서 동일한 웨이퍼 상에 탑재하는 것이 가능하다. 따라서, 도 17의 파선(16)으로 둘러싼 부분을 원칩화할 수 있다.

다음에 도 18을 이용하여 드라이브 회로(17)와 컨트롤 회로(18)에 전력을 공급하는 전원 회로에 대하여 설명한다.

도 18에 있어서, 드라이브 회로(17)에 포함되는 게이트 구동 회로의 기준 전위는 캐패시터 C1의 전압 즉 직류 전원과는 다른 전위가 된다. 여기서는 공진용 인덕터 LR에 2차 권선 L7을 설치하고, 인덕터 LR에 공진 전류가 흐름으로써 발생하는 2차 권선의 전압을 이용하고 있다. 이 전압에 의해 캐패시터 C8에는 다이오드 D3을 통하여 충전 전류가 흐르고, C8의 양단 전압은 C1의 전압과는 다른 전위의 직류 전압원이 되며, 드라이브 회로(17)의 절점 V1과 V1G에 공급된다. 한편, 컨트롤 회로(18)의 기준 전위는 C1의 기준 전위와 동일하며, C1의 플러스 마이너스극 간에 저항 R3과 캐패시터 C9를 접속하고, C1의 전압으로 C9를 충전함으로써 직류 전압을 얻고 있다. C9에는 병렬로 제너 다이오드 ZD3을 설치하여 정전압화를 실현하고 있다.

여기서, 컨트롤 회로(18)의 기준 전위는 드라이브 회로(17)와, 마찬가지로 C1과 다른 전위로 하는 것도 가능하며, 이 경우 도 19에 도시한 바와 같이 공진용 인덕터 LR에 더욱 2차 권선 L8을 설치하고, 이에 발생하는 2차 전압을 이용한다. 이 전압으로 캐패시터 C3을 다이오드 D4를 통하여 충전하고, C3의 양단 전압을 드라이브 회로(17)의 절점 V2와 C1과 다른 기준 전위의 절점 V2G에 공급한다. 도 18의 점등 장치의 시동 시의 동작은 도 8에서 설명한 자려식의 발진 현상과 마찬가지 로, 스위치 Q1과 Q3이 교대로 온·오프하는 스위칭 동작을 개시하지만, 시동 후는 공진용 인덕터 LR에 전류가 흘러 드라이브 회로(17)에 직류 전압이 인가되기 때문에, 드라이브 회로(17)에 의한 타려식의 구동으로 이행한다.

도 20은 전술한 바와 같은 통신 기능을 갖는 점등 장치를 제어 장치로부터 컨트롤할 때의 점등 제어 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 시간 t0에서 점등을 개시하면 방전관 내부의 수은 증기압의 상승과 함께 점차로 밝기가 증가하고, 시간 t1에서 100%의 전광 상태에 달한다. 시간 t2에서 제어 장치로부터 에너지 절약 운전 모드의 신호가 오면, 점등 장치는 게이트 구동 회로의 스위칭 주파수를 높임으로 컨트롤하여 램프 전력을 약간 저하시켜서 밝기를 80% 정도의 상태로 유지한다. 이 에너지 절약 운전 모드는 방전관의 밝기를 전광 상태보다 20% 정도 어둡게 하지만, 급격히 밝기를 바꾸지 않고서 서서히 어둡게함으로써, 어두움을 느낄 수 없도록 점등 장치를 제어하는 모드이다. 시간 t3에서는 방전관의 밝기를 더 저하시키는 제어 신호가 보내지며, 점등 장치는 스위칭 주파수를 높게 하고 램프 전력을 더 저하시켜서 조광을 행한다. 이와 같이 점등 장치를 제어 장치로부터 컨트롤함으로써, 전술한 에너지 절약 운전 모드에 의해서 어두움을 느낄 수 없을 정도로 방전관의 밝기를 조정하여 점등 장치의 소비 전력을 저감하는 것이 가능하게 된다. 방전관의 상태 예를 들면 램프의 유무나 수명 말기를 제어 장치에 전함으로써 방전관의 교환 등 보수 관리가 용이해진다.

도 21은 본 발명의 통신 기능을 갖는 점등 장치의 제4 실시 형태의 회로도이다. 상기 점등 장치는 필터 회로(51), 신호 증폭 회로(52), 변복조 회로(53), 점 등 제어 회로(54), 게이트 구동 회로(55), 방전관 수명 말기 검출 회로(56)를 구비한다. 전술한 도 17의 점등 장치에서는 통신 인터페이스와 인버터 제어부 간에 설치된 아이솔레이터는 캐패시터를 이용하고 있지만, 이 실시 형태에서는 아이솔레이터로서 트랜스포머(19)를 이용하여 있다. 이와 같이 트랜스포머를 이용한 경우, 통신 인터페이스의 점등 제어 회로(54)는 변복조 회로(53)로부터 출력된 디지털 신호를 해독하고, 그 신호에 따른 아날로그 신호를 트랜스포머(19)에 출력한다. 또한, 인버터 제어부로부터 트랜스포머(19)를 통하여 인버터의 상태 신호가 보내진 경우에는 이 아날로그 신호를 해독하여 변복조 회로(53)에 디지털 신호를 출력한다. 게이트 구동 회로(55)는 트랜스포머(19)를 통하여 보내진 아날로그 신호를 입력으로서, 원하는 주파수를 발생하여 스위칭 주파수를 제어함으로써 방전관(1)의 조광을 행한다. 또한, 수명 말기 검출 회로(56)로부터 신호가 입력되면 인버터의 손상을 방지하기 때문에 발진을 정지함과 함께 이 상태에 따른 아날로그 신호를 트랜스포머(19)에 출력한다.

본 발명에 따르면, 인버터 방식의 조명 장치의 조광을 특별한 발진 회로를 설치하지 않고도 행할 수 있다. 또한, 원격으로부터 인버터 방식의 조명 장치의 조광을 행할 수 있다.

Claims

상용 교류 전압으로부터 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성 수단과, 생성된 직류 전압을 스위칭하고, 점등해야 할 방전관에 병렬로 접속된 캐패시터를 포함하여 그 방전관의 등가 임피던스에 따라 공진 주파수가 정해지는 제1 공진 회로 수단과, 생성된 직류 전압을 스위칭하고, 상기 제1 공진 회로 수단을 통하여 그 방전관에 고주파 전류를 공급하는 제1 스위칭 수단을 포함하는 조명 장치용 점등 장치로서,

상기 제1 스위칭 수단은, 상기 제1 공진 회로 수단을 흐르는 공진 전류로부터 얻어지는 제어 신호가 인가됨으로써 교대로 도통, 비도통이 되는, 서로 직렬로 접속된 2개의 스위칭 소자와, 상기 제어 신호의 위상을 변화시키는 수단을 포함하고,

상기 직류 전압 생성 수단은, 상기 상용 교류 전압으로부터 전류가 공급되어 상기 직류 전압을 확립하는 제1 캐패시터와, 상기 상용 교류 전압으로부터의 전류를 제2 공진 회로 수단에 공급하여 그 제2 공진 회로 수단에 축적된 전하를 상기 제1 캐패시터에 이동시키는 제2 스위칭 수단을 포함하고, 그 제2 스위칭 수단과 상기 제1 스위칭 수단을 겸용하는 조명 장치용 점등 장치.
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제1항에 있어서,

상기 제1 스위칭 수단의 스위칭 주파수가, 상기 제2 공진 회로 수단의 공진 주파수, 및 방전관이 없을 때의 상기 제1 공진 회로 수단의 공진 주파수보다 높은 조명 장치용 점등 장치.
제1항에 있어서,

상기 직류 전압의 값은, 상기 상용 교류 전압의 도통 위상각에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 조명 장치용 점등 장치.
전등선을 통하여 공급되는 상용 교류 전압으로부터 고주파 전류를 생성하여 점등해야 할 방전관에 공급하는 인버터부와,

그 전등선을 통하여 외부와의 사이에서 통신을 행하는 통신 인터페이스부

를 포함하고,

상기 인버터부는, 전등선을 통하여 공급되는 상용 교류 전압으로부터 직류 전압을 생성하는 직류 전압 생성 수단과, 생성된 직류 전압을 스위칭하고, 상기 방전관에 병렬로 접속된 캐패시터를 포함하는 공진 회로를 통하여 그 방전관에 고주파 전류를 공급하는 스위칭 수단과, 그 스위칭 수단의 스위칭을 외부로부터 공급되는 신호에 기초하여 제어하는 구동 회로 수단을 포함하고,

상기 통신 인터페이스부는, 점등 제어에 관한 정보를 포함하고 상기 상용 교류 전압에 중첩되어 있는 아날로그 신호를 그 상용 교류 전압으로부터 추출하는 필터 수단과, 그 필터 수단으로부터의 정보에 기초하여 상기 구동 회로 수단에 스위칭의 개시, 정지 및 스위칭 주파수 중 적어도 하나를 규정하는 디지털 제어 신호를 생성하는 수단과, 그 디지털 제어 신호를 상기 구동 회로 수단에 보내는 점등 제어 수단을 포함하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제6항에 있어서,

상기 인버터부는 점등 상태에 관한 정보를 디지털 점등 상태 신호로서 생성하는 제1 센서를 포함하고, 상기 통신 인터페이스부는 그 제1 센서로부터의 디지털 점등 상태 신호를 아날로그 신호로 변환하고 상용 교류 전압에 중첩하여 전등선을 통하여 외부로 보내는 것을 특징으로 하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제7항에 있어서,

상기 인버터부와 상기 통신 인터페이스부를 전기적으로 분리하는 아이솔레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제8항에 있어서,

상기 아이솔레이터는 캐패시터 또는 변압기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제7항에 있어서,

상기 점등 제어 수단 및 상기 구동 회로 수단은, 위상이 180도 상이한 2개의 상보 신호를 생성하여 각각 제어 신호 및 점등 상태 신호로서 보내는 상보 신호 발생 수단과, 수신한 상보 신호로부터 제어 신호 및 점등 상태 신호를 각각 재생하는 수단을 포함하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제10항에 있어서,

상기 인버터부와 상기 통신 인터페이스부를 전기적으로 분리하는 캐패시터를 포함하고, 상기 재생 수단은, 그 캐패시터로부터의 미분 파형에 기초하여 펄스의 상승, 하강의 정보를 얻는 1쌍의 검출 회로와, 그 검출 회로로부터의 정보에 기초하여 신호를 재생하는 플립플롭과, 재생된 신호를 일시적으로 축적하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제7항에 있어서,

상기 인버터부는 방전관의 유무 및 방전관의 수명 말기를 검출하는 제2 센서를 포함하고, 상기 통신 인터페이스부는 상기 제1 센서 및 제2 센서에 의해 검출된 정보를 포함하는 디지털 점등 상태 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상용 교류 전압에 중첩하고 전등선을 통하여 외부로 보내는 것을 특징으로 하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제6항에 있어서,

상기 점등 제어 수단은, 방전관을 점등 개시 시로부터 일정한 기간, 최대 광속으로 점등시켜서, 그 기간을 경과한 후, 최대 광속보다 작은 광속으로 점등시키도록 제어하는 제어 패턴을 기억하는 기억 수단을 포함하는 통신 기능을 갖는 조명 장치용 점등 장치.
제6항에 기재된 점등 장치와, 그 점등 장치를 전등선에 접속하는 접속 장치를 포함하고, 그 접속 장치는 부착되어 있는 위치를 기억하는 기억 수단과, 그 부착 위치를 나타내는 신호를 전등선을 통하여 외부로 보내는 송신 수단을 포함하는 조명 장치.
제14항에 있어서,

상기 접속 장치는, 점등 장치가 접속된 것을 나타내는 신호를 생성하여 상기 송신 수단으로 보내는 수단을 포함하는 조명 장치.
제14항에 있어서,

상기 접속 장치는, 전등선으로부터 공급되는 전류를 나타내는 신호를 생성하여 상기 송신 수단으로 보내는 수단을 포함하는 조명 장치.