KR100699794B1 - 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기 - Google Patents

조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가로등으로 사용되는 고압 방전 램프를 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키기 위한 방전 램프용 안정기에 관한 것이다.
본 발명은 입력 전압에 기초하여 순차적으로 크기가 작아지는 탭 전압, 정격 모드 출력 및 조광 모드 출력을 발생하는 단권 변압기; 상기 단권 변압기로부터 상기 탭 전압과, 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터; 및 조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우 정격 모드 출력을 선택하여 상기 방전램프와 이그나이터로 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 조광 모드 출력을 선택하여 상기 방전램프와 이그나이터로 출력하는 상 전환스위치를 포함하며, 상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 한다.
고압 방전 램프, 안정기, 조광, 에너지 절약, 균조도

Description

조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기{Discharge Lamp Ballast Having Illumination Function}
도 1은 종래의 고압 방전 램프용 안정기를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 상 전환 스위치의 일예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 상 전환 스위치의 일예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 상 전환 스위치의 일예를 나타내는 회로도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
210,410,620: 단권 변압기 220,420,630: 이그나이터
230,430,610: 상 전환 스위치 240,440,460: 방전 램프
211,411,621: 코일 217,628: 탭 단자
216,232,234,416,432,434,612,626,627: 입력 단자
218,219,236,417,418,436,614,616,629: 출력 단자
300,500,700: 구동부 K1: 릴레이
본 발명은 방전 램프용 안정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조광기능을 갖는 고압 방전 램프를 점등하는 안정기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 고압 방전 램프용 안정기를 나타낸 구성도이다. 종래의 고압 방전 램프용 안정기는 크게 역률개선용 콘덴서(C1)와, 방전저항(R1)과, 단권 변압기(T)와, 이그나이터(I)로 구성되며, 출력에 고압 방전 램프(L)가 접속되어 있다.
안정기의 동작에 있어서, 상기 종래의 고압 방전 램프용 안정기는 전원이 인가되면, 교류 전압의 극성이 매 싸이클 마다 제 1 노드(A)에서 (+) 전원이 되고, 제 2 노드(B)에서 (-) 전위가 되는 순간 제 1 노드(A)를 통한 전압이 순방향 다이오드(D1)를 통하여 커패시터(C2)에 충전되게 된다.
커패시터(C2)에 충전된 전압은 제 1 노드(A)와 제 2 노드(B)의 극성이 변경되는 순간, 교류 입력 전압과 합쳐져서 2배의 전압이 싸이리스터(SCR)의 애노드 단자에 공급됨과 동시에, 저항(R2), 다이오드(D2), 저항(R3), 저항(R4)으로 구성된 트리거 펄스 발생 회로에 의한 트리거 신호가 싸이리스터(SCR)의 게이트 단자에 가해져 싸이리스터(SCR)를 트리거시켜서 온 상태로 된다.
이때, 커패시터(C2)와 싸이리스터(SCR)의 애노드 단자에 걸려 있던 2배 전압 은 안정기의 출력, 즉 제 3 노드(C)를 통해 방전 램프(L)로 방전되어, 그 결과, 변압기(T)의 권선비에 의해 방전 램프(L) 점등에 필요한 높은 전압이 공급된다.
이 경우, 상기 이그나이터(I)는 방전 램프의 아크 방전을 유도하면서 방전 램프(L)의 방전이 진행되면서 방전 램프 양단의 저항은 낮아지며, 충분한 아크 방전으로 방전 램프(L) 사이의 저항이 저항(R3,R4)의 저항치 보다 낮아지게 되면 전류는 저항이 낮은 방전 램프(L)를 통하여 흐르게 되어 싸이리스터(SCR)는 동작이 중단되고 이그나이터(I)는 동작을 멈추게 된다.
즉, 방전 램프(L)이 점등되면, 제 1 노드(A)와 제 3 노드(C) 사이에 전압 강하가 발생되고, 이때 방전 램프(L)의 양단, 즉 제 1 노드(A)와 제 3 노드(C) 사이에 걸리는 전압이 싸이리스터(SCR)의 브레이크 오버 전압 이하로 감소하므로, 싸이리스터(SCR)는 오프되어 이그나이터(I)는 동작을 멈추게 된다.
일반적으로 도로에는 차량 및 보행자의 야간 시야를 확보하도록 다수의 가로등이 설치되어 조도센서를 이용한 자동점등 또는 수동점등이 이루어지고 있다. 그런데 심야시간에는 차량이나 보행자의 통행이 많지 않기 때문에 조도가 다소 낮아도 운행에 큰 지장을 초래하지 않는다.
하지만, 종래에 가로등에 사용되고 있는 고압 방전 램프용 안정기는 조광 기능을 갖고 있지 않다. 따라서, 기존 도로 조명에서 방전 램프용 안정기는 조광 기능이 없기 때문에 큰 조도가 필요하지 않은 심야 시간에는 다수의 방전 램프에 대하여 격등을 하는 경우가 많았다. 그러나 격등을 할 경우, 에너지는 절약되나 도로의 균조도가 나빠져서 사고의 위험이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 고압 방전 램프를 가로등으로 설치한 도로에서 심야시간에는 절전을 위해 조광 인에이블 신호의 인가에 따라 방전 램프를 정격 모드에서 조광 모드로 전환하여 균조도를 유지하면서 도로의 조도를 조절할 수 있는 조광 기능을 갖는 고압 방전 램프용 안정기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1특징에 따르면, 본 발명은 고압 방전 램프를 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키기 위한 방전 램프용 안정기에 있어서, 입력 전압에 기초하여 순차적으로 출력 전압의 크기가 작아지며 이그나이터 점화에 필요한 탭 전압, 정격 모드 출력 및 상기 정격 모드 출력보다 상대적으로 작은 전압값을 갖는 조광 모드 출력을 발생하는 단권 변압기; 상기 단권 변압기로부터 상기 탭 전압과, 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 동작을 개시하여 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터; 및 조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 정격 모드 출력을 선택하여 상기 방전램프와 이그나이터로 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 조광 모드 출력을 선택하여 상기 방전램프와 이그나이터로 출력하는 상 전환스위치를 포함하며, 상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 제공한다.
본 발명의 제2특징에 따르면, 본 발명은 고압 방전 램프를 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키기 위한 방전 램프용 안정기에 있어서, 입력 전압에 기초하여 순차적으로 출력 전압의 크기가 작아지는 정격 모드 출력 및 상기 정격 모드 출력보다 상대적으로 작은 전압값을 갖는 조광 모드 출력을 발생하는 단권 변압기; 조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 정격 모드 출력을 선택하여 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 조광 모드 출력을 선택하여 출력하는 상 전환스위치; 및 상기 상 전환스위치로부터 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 동작을 개시하여 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터를 포함하며, 상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 제공한다.
본 발명의 제3특징에 따르면, 본 발명은 외부로부터 입력 전압이 인가되는 입력 단자와, 동일한 레벨의 출력전압을 각각 선택적으로 출력하는 조광 및 정격 모드 출력단자를 구비하고, 조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우는 외부로부터 입력되는 상기 입력 전압을 정격 모드 출력단자로 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 상기 입력 전압을 조광 모드 출력단자로 출력하는 상 전환스위치; 코일의 일측단으로서 상기 상 전환스위치의 조광 모드 출력단자에 연결되는 제1 입력단자와, 상기 제1 입력단자로부터 미리 설정된 전압강하가 발생되는 지점에 상기 정격 모드 출력단자에 연결되는 제2 입력단자와, 상기 제2 입력단자로부터 미리 설정된 전압강하가 발생되는 지점에 설정되어 이그나이터 점화에 필요한 탭 전압을 발생하는 탭 단자와, 상기 코일의 타측단으로서 상기 입력 전압이 제1 입력 단자에 인가될 때 조광 모드 출력이 발생되고, 상기 입력 전압이 제2 입력 단자에 인가될 때 상기 조광 모드 출력보다 상대적으로 큰 전압값을 갖는 정격 모드 출력이 발생되는 출력 단자를 구비하는 단권 변압기; 및 상기 단권 변압기로부터 상기 탭 전압과, 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 동작을 개시하여 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터를 포함하여, 상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 제공한다.
상기 상 전환스위치는 상기 조광 인에이블 신호가 인가될 때 작동되는 릴레이와, 상기 단권 변압기의 정격 모드 출력이 인가되고 상기 릴레이의 고정 b접점이 연결되는 제 1 입력 단자와, 상기 단권 변압기의 조광 모드 출력이 인가되고 상기 릴레이의 고정 a접점이 연결되는 제 2 입력 단자와, 상기 릴레이의 가동 접점에 연결되는 출력 단자와, 상기 제 1 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되는 제 1 저항과, 상기 제 2 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제 1 저항 보다 상대적으로 크게 설정되어 있는 제 2 저항으로 구성되며, 상기 조광 인에이블 신호의 인가에 따라 릴레이가 동작되는 경우 제 2 입력 단자에 인가된 조광 모드 출력이 출력 단자로부터 얻어진다.
또한, 상기 제3특징에 따른 본 발명의 안정기에 있어서 상 전환스위치는 상기 조광 인에이블 신호가 인가될 때 작동되는 릴레이와, 상기 릴레이의 가동 접점에 연결되며 외부의 입력 전압이 인가되는 입력 단자와, 상기 릴레이의 고정 b접점에 연결되며 상기 단권 변압기의 제2 입력 단자에 연결되는 정격 모드 출력단자와, 상기 릴레이의 고정 a접점이 연결되며 상기 단권 변압기의 제1 입력 단자에 연결되는 조광 모드 출력단자와, 상기 입력 단자와 정격 모드 출력단자 사이에 연결되는 제 1 저항과, 상기 입력 단자와 조광 모드 출력단자 사이에 연결되고 상기 제 1 저항 보다 상대적으로 크게 설정되어 있는 제 2 저항으로 구성되며, 상기 조광 인에이블 신호의 인가에 따라 릴레이가 동작되는 경우 입력 단자에 인가된 입력 전압이 조광 모드 출력단자로부터 얻어진다.
이 경우, 상기 조광 모드 출력은 상기 정격 모드 출력 보다 작게, 예를 들어, 1/2로 설정될 수 있다.
상기 안정기의 부하로 접속되는 고압 방전 램프는 가로등으로 사용되는 것을 특징으로 하며, 따라서, 안정기는 조광 기능을 갖게 된다.
상기 이그나이터는 예를 들어, 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 트리거신호를 인가하는 트리거 신호발생회로와, 상기 탭 전압이 애노드에 인가되고 게이트에 트리거 신호가 인가될 때 상기 방전램프를 점화시키도록 턴온되는 SCR을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 고압 방전 램프를 가로등으로 설치한 도로에서 심야시간에는 절전을 위해 안정기에 조광 인에이블 신호를 인가함에 따라 방전 램프를 정격 모드에서 조광 모드로 전환할 수 있어 전력 소모량을 줄이면서 균조도를 유지할 수 있게 된다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 고압 방전 램프용 안정기를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기는 단권 변압기(210), 이그나이터(220), 및 상 전환스위치(230)를 포함한다.
상기 단권 변압기(210)는 입력 전압(L1)에 기초하여 인출단자에 따라 순차적으로 출력 전압값이 작아지며 이그나이터 점화에 필요한 탭 전압, 정격 모드 출력 및 상기 정격 모드 출력보다 상대적으로 작은 전압값을 갖는 조광 모드 출력을 발생하며, 상기 탭 전압은 이그나이터(220)로, 정격 모드 출력 및 조광 모드 출력은 상 전환스위치(230)를 통하여 선택적으로 방전 램프(240)로 제공되어 정격 모드 또는 조광 모드로 동작하도록 한다. 상기 조광 모드 출력의 전압값은 상기 정격 모드 출력의 전압값 보다 작은, 바람직하게는 1/2이 되도록 단권 변압기(210)의 코일 권선량이 설정된다.
상기 단권 변압기(210)는 코일(211)의 입력 단자(216)와 제 2 출력 단자(219) 사이에 탭 단자(217)와 제1 출력 단자(218)가 배치되어 있다. 상기 탭 단자(217)는 이그나이터(220)로 연결되고, 제1 출력 단자(218)와 제 2 출력 단자(219)는 상 전환 스위치(230)로 연결된다.
상기 이그나이터(220)는 상기 단권 변압기(210)로부터의 상기 탭 전압과 정격 모드 출력이 SCR의 애노드와 게이트 트리거 펄스발생회로에 인가됨에 따라 SCR을 턴온시킴에 의해 상기 방전 램프(240)를 점화시키는 역할을 한다.
상 전환 스위치(230)는 입력되는 조광 인에이블 신호(Lst)의 논리 레벨에 따라 상기 단권 변압기(210)로부터 상기 정격 모드 출력 또는 상기 조광 모드 출력을 상기 방전 램프(240)로 선택적으로 출력시킨다. 도 2에서 콘덴서(C)는 역률개선용 콘덴서이다.
도 3은 도 2에 도시된 상 전환 스위치의 일예를 나타낸 회로도이다.
상기 상 전환 스위치(230)는 입력 조광 인에이블 신호(Lst)의 논리 레벨에 따라 릴레이(K1)를 작동시키는 구동부(300)를 포함한다.
상기 릴레이(K1)는 제 1 입력 단자(232)에 고정 b접점(1)이 연결되고, 제 2 입력 단자(234)에 고정 a접점(2)이 연결되며, 출력 단자(236)에 가동 접점이 연결되고, 제 1 입력 단자(232)와 출력 단자(236) 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결되고, 제 2 입력 단자(234)와 출력 단자(236) 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결되어 있다. 상기 제 2 저항(R2)은 제 1 저항(R1) 보다 상대적으로 크게 설정되어 있다. 상기 제 1 입력 단자(232)에는 단권 변압기(210)의 제 1 출력 단자(218)로부터 입력된 상기 정격 모드 출력이 인가되고, 제 2 입력 단자(234)에는 제 2 출력 단자(219)로부터 입력된 상기 조광 모드 출력이 인가된다.
도 3을 참조하면, 로우 레벨(L)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 상기 상 전환 스위치(230)의 구동부(300)에 인가될 때 구동부(300)로부터 로우 레벨 출력이 발생된다. 따라서 릴레이(K1)는 작동되지 않아 릴레이(K1)의 가동접점은 b접점(1)에 유지하므로 제 1 입력 단자(232)에서 출력 단자(236)로 경로가 형성되어, 상기 단권 변압기(210)의 제 1 출력 단자(218)로부터 입력된 상기 정격 모드 출력은 상기 방 전 램프(240)로 인가된다.
심야에 전력 소비를 감소하기 위하여, 하이 레벨(H)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 상기 상 전환스위치(230)의 구동부(300)에 인가되면, 릴레이(K1)가 동작하여 릴레이(K1)의 가동 접점이 b접점(1)에서 a접점(2)으로 이동함에 따라 제 2 입력 단자(234)로부터 출력 단자(236)로 경로가 형성된다. 그에 따라, 상기 단권 변압기(210)의 제 2 출력 단자(219)로부터 입력된 상기 조광 모드 출력은 상기 방전 램프(240)로 인가된다. 한편, 제 2 저항(R2)은 제 1 저항(R1) 보다 상대적으로 크게 설정되어 있어, 정격 모드에는 조광 입력이 제 2 입력 단자(234)로 입력되어도 제 2 저항(R2)을 통하여 출력으로 전류가 흐르지 않는다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 단권 변압기(210)는 상기 입력 전압을 상기 코일(211)에 권취된 권선 수에 따라 전압 강하함으로써 발생한 상기 탭 전압을 상기 탭 단자(217)를 통하여 상기 이그나이터(220)로 출력한다. 또한, 상 전환 스위치(230)에는 초저녁인 경우 로우 레벨(L)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 인가되므로 상기 상 전환 스위치(230)의 구동부(300)는 오프 상태로 되고, 따라서 릴레이(K1)는 작동되지 않아 릴레이(K1)의 가동접점은 b접점(1)에 유지하므로 제 1 입력 단자(232)에서 출력 단자(236)로 경로가 형성되어, 상기 단권 변압기(210)의 제 1 출력 단자(218)로부터 입력된 상기 정격 모드 출력은 상기 방전 램프(240)와 이그나이터(220)로 인가된다.
따라서, 이그나이터(220)는 상기 단권 변압기(210)로부터의 상기 탭 전압이 도시되지 않은 SCR의 애노드에 인가되고, 단권 변압기(210)의 제 1 출력 단자(218)로부터 상 전환스위치(230)를 통하여 입력된 정격 모드 출력이 게이트 트리거 펄스발생회로에 인가됨에 따라 SCR이 턴온되어 상기 방전 램프(240)를 아크 방전되도록 유도하여 방전 램프(240)를 점화시키게 된다.
한편, 심야에 전력 소비를 감소하기 위하여, 하이 레벨(H)의 조광 인에이블 신호(Lst)를 상기 상 전환스위치(230)에 인가하면, 구동부(300)가 작동하여 릴레이(K1)가 동작하므로 릴레이(K1)의 가동접점이 b접점(1)에서 a접점(2)으로 이동함에 따라 제 2 입력 단자(234)로부터 출력 단자(236)로 경로가 형성되어, 상기 단권 변압기(210)의 제 2 출력 단자(219)로부터 입력된 상기 조광 모드 출력은 상기 방전 램프(240)로 인가된다.
이 경우 상기 조광 모드 출력 전압은 상기 정격 모드 출력 보다 1/2이 되도록 설정되어 있으므로 전력 소모량을 줄이면서 균조도를 유지할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기는 단권 변압기(410), 이그나이터(420), 및 상 전환스위치(430)를 포함한다.
상기 단권 변압기(410)는 입력 전압(L1)에 기초하여 인출단자에 따라 순차적으로 출력 전압값이 작아지는 정격 모드 출력 및 조광 모드 출력을 발생하며, 상기 정격 모드 출력 및 조광 모드 출력은 상 전환스위치(430)를 통하여 선택적으로 방전 램프(440)로 제공되어 정격 모드 또는 조광 모드로 동작하도록 한다. 상기 조광 모드 출력의 전압값은 상기 정격 모드 출력의 전압값 보다 작은, 바람직하게는 1/2이 되도록 단권 변압기(410)의 코일 권선량이 설정된다.
상기 단권 변압기(410)는 코일(411)의 입력 단자(416)와 조광 모드 출력을 발생하는 제 2 출력 단자(418) 사이에 정격 모드 출력을 발생하는 제1 출력 단자(417)가 배치되어 있고, 상기 제1 출력 단자(417)와 제 2 출력 단자(418)는 상 전환 스위치(430)로 연결된다.
상 전환 스위치(430)는 도 3에 도시된 상 전환스위치(230)와 동일한 구성으로 되어 있고, 입력되는 조광 인에이블 신호(Lst)의 논리 레벨에 따라 상기 단권 변압기(410)로부터 상기 정격 모드 출력 또는 상기 조광 모드 출력을 상기 이그나이터(420)로 선택적으로 출력시킨다.
즉, 상기 상 전환 스위치(430)는 입력 조광 인에이블 신호(Lst)의 논리 레벨에 따라 릴레이(K1)를 구동하는 구동부(500)를 포함한다.
상기 릴레이(K1)는 제 1 입력 단자(432)에 b접점(1)이 연결되고, 제 2 입력 단자(434)에 a접점(2)이 연결되며, 제 1 입력 단자(432)와 출력 단자(436) 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결되고, 제 2 입력 단자(434)와 출력 단자(436) 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결되어 있다. 상기 제 2 저항(R2)은 제 1 저항(R1) 보다 상대적으로 크게 설정되어 있다. 상기 제 1 입력 단자(432)에는 단권 변압기(410)의 제 1 출력 단자(417)로부터 입력된 상기 정격 모드 출력이 인가되고, 제 2 입력 단자(434)에는 제 2 출력 단자(418)로부터 입력된 상기 조광 모드 출력이 인가된다.
따라서, 로우 레벨(L)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 상기 상 전환 스위치(430)의 구동부(500)에 인가될 때 구동부(500)로부터 로우 레벨 출력이 발생된다. 따라서 릴레이(K1)는 작동되지 않아 릴레이(K1)의 가동접점은 b접점(1)에 유지하므로 제 1 입력 단자(432)에서 출력 단자(436)로 경로가 형성되어, 상기 단권 변압기(410)의 제 1 출력 단자(417)로부터 입력된 상기 정격 모드 출력은 상기 이그나이터(420)로 인가된다.
심야에 전력 소비를 감소하기 위하여, 하이 레벨(H)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 상기 상 전환스위치(430)의 구동부(500)에 인가되면, 릴레이(K1)가 동작하여 릴레이(K1)의 가동접점이 b접점(1)에서 a접점(2)으로 이동함에 따라 제 2 입력 단자(434)로부터 출력 단자(436)로 경로가 형성된다. 그에 따라, 상기 단권 변압기(410)의 제 2 출력 단자(418)로부터 입력된 상기 조광 모드 출력은 상기 이그나이터(420)로 인가된다. 한편, 제 2 저항(R2)은 제 1 저항(R1) 보다 상대적으로 크게 설정되어 있어, 정격 모드에는 조광 입력이 제 2 입력 단자(434)로 입력되어도 제 2 저항(R2)을 통하여 출력으로 전류가 흐르지 않는다.
한편, 이그나이터(420)는 상기 단권 변압기(410)로부터의 상기 조광 모드 출력 또는 상기 정격 모드 출력 중 하나가 상전환 스위치(430)에서 선택되어 입력단자로 인가될 때 동작하여 상기 방전 램프(440)를 점화한다.
즉, 상기 이그나이터(420)는 탭 없는 안정기에 사용되는 타입으로서, 예를 들어, 그 내부에 TRIAC과 탭단자를 갖는 트랜스포머를 내장하고 트랜스포머의 탭단자로부터 TRIAC에 대한 게이트 콘트롤 전압을 자체적으로 얻어서 TRIAC를 턴온시킴 에 의해 방전 램프를 점화시키는 역할을 수행하는 주지된 소자이다.
도 4에서 콘덴서(C)는 역률개선용 콘덴서이다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기의 동작을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
상기 단권 변압기(410)는 상기 입력 전압(L1)에 기초하여 제1 출력 단자(417)로부터 정격 모드 출력을 발생하고, 제 2 출력 단자(418)로부터 조광 모드 출력을 발생한다.
상 전환 스위치(430)에는 초저녁인 경우 로우 레벨(L)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 인가되므로 상기 상 전환 스위치(430)의 구동부(500)는 오프 상태로 되고, 따라서 릴레이(K1)는 작동되지 않아 릴레이(K1)의 가동접점은 b접점(1)에 유지하므로 제 1 입력 단자(432)에서 출력 단자(436)로 경로가 형성되어, 상기 단권 변압기(410)의 제 1 출력 단자(417)로부터 입력된 상기 정격 모드 출력은 상기 이그나이터(420)로 인가된다.
따라서, 이그나이터(420)는 상기 상 전환 스위치(430)를 통하여 인가되는 상기 정격 모드 출력의 일부가 내장된 트랜스포머의 탭 단자로부터 TRIAC의 게이트에 인가되어 TRIAC를 턴온시킴에 따라 정격 모드 출력이 상기 방전 램프(440)에 인가되어 방전 램프(440)를 점화시키게 된다.
한편, 심야에 전력 소비를 감소하기 위하여, 하이 레벨(H)의 조광 인에이블 신호(Lst)를 상기 상 전환스위치(430)에 인가하면, 구동부(500)가 작동하여 릴레이(K1)가 동작하므로 릴레이(K1)의 가동접점이 b접점(1)에서 a접점(2)으로 이동함 에 따라 제 2 입력 단자(434)로부터 출력 단자(436)로 경로가 형성되어, 상기 단권 변압기(410)의 제 2 출력 단자(418)로부터 입력된 상기 조광 모드 출력은 상기 이그나이터(420)로 인가된다.
상기 이그나이터(420)는 상기와 동일한 방식으로 내장된 TRIAC이 턴온됨에 따라 조광 모드 출력이 상기 방전 램프(440)에 인가되어 방전 램프(440)를 점화시키게 된다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 안정기에서도 제1실시예와 동일하게 상기 조광 모드 출력 전압은 상기 정격 모드 출력 보다 1/2이 되도록 설정되어 있으므로 전력 소모량을 줄이면서 균조도를 유지할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기는 상 전환스위치(610), 단권 변압기(620), 및 이그나이터(630)를 포함한다.
제3 실시예의 안정기에서는 상기 상 전환 스위치(610)가 전원(L1)과 단권 변압기(620) 사이에 설치되며, 하나의 입력 전압(L1)에 대하여 조광 인에이블 신호의 논리 레벨에 따라 조광 모드 경로와 정격 모드 경로 중 하나를 선택한다.
이를 위하여 상기 상 전환 스위치(610)는 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 입력 전압(L1)이 인가되는 입력 단자(612), 조광 및 정격 모드 출력단자(614 및 616), 조광 인에이블 신호 입력단자(618), 및 중성 단자(619)를 포함한다. 즉, 상기 상 전환 스위치(610)는 도 2에 도시된 상 전환 스위치(230)에서 입력단자와 출력단자를 상호 변경한 구조를 가지고 있다.
즉, 상기 상 전환 스위치(610)는 조광 인에이블 신호(Lst)의 논리 레벨에 따라 릴레이(K1)의 작동을 제어하는 구동부(700)와, 구동부(700)의 작동에 따라 릴레이(K1)에 의해 입력 전압(L1)을 정격 모드 경로 또는 조광 모드 경로로 선택적으로 절환하는 경로선택회로를 포함한다.
상기 릴레이(K1)는 정격 모드 출력단자(616)에 b접점(1)이 연결되고, 조광 모드 출력단자(614)에 a접점(2)이 연결되며, 정격 모드 출력단자(616)와 입력 단자(612) 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결되고, 조광 모드 출력단자(614)와 입력 단자(612) 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결되어 있다. 상기 제 2 저항(R2)은 제 1 저항(R1) 보다 상대적으로 크게 설정되어 있다.
한편, 상기 단권 변압기(620)는 코일(621)의 일력측으로부터 순차적으로 조광 모드 출력단자(614)와 연결되는 제1 입력 단자(626), 정격 모드 출력단자(616)와 연결되는 제2 입력 단자(627), 이그나이터(630)에 이그나이터 점화에 필요한 탭 전압을 인가하기 위한 탭 단자(628), 및 이그나이터(630)의 게이트 트리거발생회로와 방전 램프(640)로 변압기(620)의 최종 출력전압, 즉 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력을 인가하는 출력 단자(629)를 포함한다.
상기한 단권 변압기(620)에서는 상 전환 스위치(610)로부터 동일한 레벨의 입력 전압(L1)이 인가될지라도 코일(621)에 인가되는 위치, 즉 제1 입력 단자(626) 또는 제2 입력 단자(627)에 따라 출력 단자(629)로부터 발생되는 출력 전압은 코일(621)에서 발생되는 전압강하의 차이에 따라 조광 모드 출력 또는 정격 모드 출 력이 얻어지게 된다.
한편, 상기 상 전환 스위치(610)는 로우 레벨(L)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 상기 상 전환 스위치(610)의 구동부(700)에 인가될 때 구동부(700)로부터 로우 레벨 출력이 발생된다. 따라서 릴레이(K1)는 작동되지 않아 릴레이(K1)의 가동접점은 b접점(1)에 유지하므로 입력 단자(612)에서 정격 모드 출력단자(616)로 정격 모드 경로가 형성된다.
그 결과 상 전환 스위치(610)의 입력 전압(L1)이 단권 변압기(620)의 제2 입력 단자(627)에 인가되면 출력 단자(629)에서는 전압 강하량이 상대적으로 작게 되므로 정격 모드 출력이 발생되어 이그나이터(630)의 게이트 트리거발생회로와 방전 램프(640)에 인가된다.
한편, 심야에 전력 소비를 감소하기 위하여, 하이 레벨(H)의 조광 인에이블 신호(Lst)가 상기 상 전환스위치(610)의 구동부(700)에 인가되면, 릴레이(K1)가 동작하여 릴레이(K1)의 가동접점이 b접점(1)에서 a접점(2)으로 이동함에 따라 입력 단자(612)로부터 조광 모드 출력단자(614)로 조광 모드 경로가 형성된다.
그 결과 상 전환 스위치(610)의 입력 전압(L1)은 단권 변압기(620)의 제1 입력 단자(626)에 인가되고 출력 단자(629)에서는 전압 강하량이 상대적으로 크게 되어 조광 모드 출력이 발생되어 이그나이터(630)의 게이트 트리거발생회로와 방전 램프(640)에 인가된다.
한편, 상기 이그나이터(630)는 상기한 제1실시예의 이그나이터(220)와 동일한 구조를 갖는 것으로, 상기 단권 변압기(620)로부터의 상기 탭 전압과 출력이 내 장된 SCR의 애노드와 게이트 트리거 펄스발생회로에 인가됨에 따라 SCR을 턴온시킴에 의해 상기 방전 램프(640)를 점화시키는 역할을 한다.
따라서, 상기한 단권 변압기(620)의 출력 단자(629)와 탭 단자(628)로부터 각각 정격 모드 출력과 탭 전압이 상기 이그나이터(630)에 내장된 SCR의 게이트 트리거발생회로와 애노드에 인가되면 이그나이터(220)가 방전 램프(640)를 점화시키게 되어 정격 모드에 따른 조명이 이루어지게 되며, 또한 상기한 조광 모드 출력과 탭 전압이 SCR의 게이트 트리거발생회로와 애노드에 인가되면 이그나이터(220)가 방전 램프(640)를 점화시키게 되어 조광 모드에 따른 낮은 조도의 조명이 이루어지게 된다.
따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 안정기에서도 제1실시예와 동일하게 상기 조광 모드 출력 전압은 상기 정격 모드 출력 보다 작게 설정되어 있으므로 전력 소모량을 줄이면서 균조도를 유지할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 고압 방전 램프를 가로등으로 설치한 도로에서 심야시간에는 절전을 위해 안정기에 조광 인에이블 신호를 인가함에 따라 방전 램프를 정격 모드에서 조광 모드로 전환할 수 있어 전력 소모량을 줄이면서 균조도를 유지할 수 있게 된다.
상기한 본 발명에 따른 안정기의 사용 용도는 기존 제품인 나트륨 램프 또는 메탈 할라이드 램프와 같은 방전 램프의 용도와 동일하며, 특히 도로 조명에 대하여 더욱 더 효과적이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 고압 방전 램프를 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키기 위한 방전 램프용 안정기에 있어서,
    입력 전압에 기초하여 순차적으로 출력 전압의 크기가 작아지며 이그나이터 점화에 필요한 탭 전압, 정격 모드 출력 및 상기 정격 모드 출력보다 상대적으로 작은 전압값을 갖는 조광 모드 출력을 발생하는 단권 변압기;
    상기 단권 변압기로부터 상기 탭 전압과, 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 동작을 개시하여 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터; 및
    조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 정격 모드 출력을 선택하여 상기 방전램프와 이그나이터로 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 조광 모드 출력을 선택하여 상기 방전램프와 이그나이터로 출력하는 상 전환스위치를 포함하여,
    상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  2. 고압 방전 램프를 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키기 위한 방전 램프용 안정기에 있어서,
    입력 전압에 기초하여 순차적으로 출력 전압의 크기가 작아지는 정격 모드 출력 및 상기 정격 모드 출력보다 상대적으로 작은 전압값을 갖는 조광 모드 출력을 발생하는 단권 변압기;
    조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 정격 모드 출력을 선택하여 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 상기 단권 변압기로부터 인가되는 상기 정격 모드 출력과 조광 모드 출력 중 조광 모드 출력을 선택하여 출력하는 상 전환스위치; 및
    상기 상 전환스위치로부터 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 동작을 개시하여 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터를 포함하여,
    상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  3. 고압 방전 램프를 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키기 위한 방전 램프용 안정기에 있어서,
    외부로부터 입력 전압이 인가되는 입력 단자와, 동일한 레벨의 출력전압을 각각 선택적으로 출력하는 조광 및 정격 모드 출력단자를 구비하고, 조광 인에이블 신호가 인가되지 않는 경우는 외부로부터 입력되는 상기 입력 전압을 정격 모드 출력단자로 출력하고, 상기 조광 인에이블 신호가 인가되는 경우는 상기 입력 전압을 조광 모드 출력단자로 출력하는 상 전환스위치;
    코일의 일측단으로서 상기 상 전환스위치의 조광 모드 출력단자에 연결되는 제1 입력단자와, 상기 제1 입력단자로부터 미리 설정된 전압강하가 발생되는 지점에 상기 정격 모드 출력단자에 연결되는 제2 입력단자와, 상기 제2 입력단자로부터 미리 설정된 전압강하가 발생되는 지점에 설정되어 이그나이터 점화에 필요한 탭 전압을 발생하는 탭 단자와, 상기 코일의 타측단으로서 상기 입력 전압이 제1 입력 단자에 인가될 때 조광 모드 출력이 발생되고, 상기 입력 전압이 제2 입력 단자에 인가될 때 상기 조광 모드 출력보다 상대적으로 큰 전압값을 갖는 정격 모드 출력이 발생되는 출력 단자를 구비하는 단권 변압기; 및
    상기 단권 변압기로부터 상기 탭 전압과, 상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 동작을 개시하여 상기 방전램프를 점화시키기 위한 이그나이터를 포함하여,
    상기 고압 방전 램프를 상기 조광 인에이블 신호의 인가 여부에 따라 정상 모드와 조광 모드 중 하나로 동작시키는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상 전환스위치는
    상기 조광 인에이블 신호가 인가될 때 작동되는 릴레이와,
    상기 단권 변압기의 정격 모드 출력이 인가되고 상기 릴레이의 고정 b접점이 연결되는 제 1 입력 단자와,
    상기 단권 변압기의 조광 모드 출력이 인가되고 상기 릴레이의 고정 a접점이 연결되는 제 2 입력 단자와,
    상기 릴레이의 가동 접점에 연결되는 출력 단자와,
    상기 제 1 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되는 제 1 저항과,
    상기 제 2 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제 1 저항 보다 상 대적으로 크게 설정되어 있는 제 2 저항으로 구성되며,
    상기 조광 인에이블 신호의 인가에 따라 릴레이가 동작되는 경우 제 2 입력 단자에 인가된 조광 모드 출력이 출력 단자로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 상 전환스위치는
    상기 조광 인에이블 신호가 인가될 때 작동되는 릴레이와,
    상기 릴레이의 가동 접점에 연결되며 외부의 입력 전압이 인가되는 입력 단자와,
    상기 릴레이의 고정 b접점에 연결되며 상기 단권 변압기의 제2 입력 단자에 연결되는 정격 모드 출력단자와,
    상기 릴레이의 고정 a접점이 연결되며 상기 단권 변압기의 제1 입력 단자에 연결되는 조광 모드 출력단자와,
    상기 상 스위치의 입력 단자와 정격 모드 출력단자 사이에 연결되는 제 1 저항과,
    상기 상 스위치의 입력 단자와 조광 모드 출력단자 사이에 연결되고 상기 제 1 저항 보다 상대적으로 크게 설정되어 있는 제 2 저항으로 구성되며,
    상기 조광 인에이블 신호의 인가에 따라 릴레이가 동작되는 경우 상 스위치의 입력 단자에 인가된 입력 전압이 조광 모드 출력단자로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조광 모드 출력은 상기 정격 모드 출력의 1/2로 설정되는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 램프는 가로등으로 사용되는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 이그나이터는
    상기 정격 모드 출력 또는 조광 모드 출력이 인가될 때 트리거신호를 인가하는 트리거 신호발생회로와,
    상기 탭 전압이 애노드에 인가되고 게이트에 트리거 신호가 인가될 때 상기 방전램프를 점화시키도록 턴온되는 SCR을 포함하는 것을 특징으로 하는 조광 기능을 갖는 방전 램프용 안정기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200229772Y1 (ko) 2001-01-30 2001-07-19 김명중 유무선 방식의 고장상태 검출장치가 구비된 방전등점등장치

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