KR100793958B1 - 무전극 램프 - Google Patents

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유승진
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유승진
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Abstract

본 발명은 무전극 램프에 관한 것이다. 본 발명에 의한 무전극 램프는 직류 전원을 입력 전원으로 하여 구동되는 직류 구동회로를 구비하고, 상기 직류 구동회로는 무전극 램프 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 직류 구동회로를 구비하는 무전극 램프를 제공하여 직류 전원을 이용하여 무전극 램프를 구동시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
무전극 램프, 직류 구동회로

Description

무전극 램프{Induction lamp}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 부분단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무전극 램프의 부분단면도이다.
도 4은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무전극 램프의 부분단면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 제1연결부의 사시도이다.
도 5(c) 및 도 5(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 제2연결부의 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 직류 구동회로의 회로도이다.
본 발명은 무전극 램프에 관한 것으로, 특히 무전극 램프를 구동하기 위한 직류 구동회로를 내부에 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프에 관한 것이다.
무전극 램프는 램프 설계에 있어서 자기 유도와 자기 방전의 원리만을 이용 하여 빛을 만들어내는 혁명적인 기술이다. 따라서 무전극 램프는 조명분야의 떠오르는 기술로 인정받고 있다. 무전극 램프는 기존의 광원에 비하여 고효율, 장수명, 고연색성의 특징을 가진다. 또한 무전극 램프의 외형이 기존의 램프와 매우 흡사하게 생겨서 다양한 어플리케이션에 적용되는 기존의 램프를 그대로 대체하면서 효율을 개선시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.
무전극 형광램프를 포함한 신광원 분야는 이미 수년 전부터 관련 시장이 형성되어 많은 제품이 개발되어 왔다. 초기의 개발 단계에 있어서는 장수명, 고효율화의 연구가 대부분이었으며, 현재도 이와 같은 연구는 과제로 남아있다. 무전극 램프의 경우 일반 조명용으로의 백열전구를 대체하기 위해 일부 제품이 소개되어 현재 터널등에 일부 적용되고 있으며, 본격적인 실내 조명용으로의 적용은 전원장치인 전자식 안정기의 기술개발 추이와 맞물려 가능할 것으로 전망된다.
그러나 기존에 생산되어 산업 현장에서 사용되는 무전극 램프는 큰 부피에도 불구하고 빛이 발생하는 벌브 및 발열을 위한 발열장치들이 부피의 대부분을 차지한다. 따라서 기존에는 무전극 램프의 외부에 설치되어 있던 구동회로나 다른 새로운 기능을 추가함으로 인하여 좀더 개선된 무전극 램프를 개발할 필요성이 발생한다.
또한 종래의 무전극 램프는 교류 전원을 공급 전원으로 사용하여 정류회로에 의해 직류로 정류한 후 다시 발진하는 방법으로 구동하였다. 그러나 무전극 램프를 사용함에 있어서 직류 전원의 사용이 필요한 경우가 발생하기 때문에 직류 전원을 사용하여 구동할 수 있는 무전극 램프의 개발이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무전극 램프 내에 직류 전원으로 구동되는 구동회로를 포함하여 직류 전원에 의하여 구동이 가능한 무전극 램프를 제공하는데 있다.
상기 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 벌브 및 영구자석을 포함하며 빛을 발생시키는 발광부, 상기 발광부를 고정하는 고정부 및 직류 전원을 입력 전원으로 하여 구동되는 직류 구동회로를 포함하며, 상기 직류 구동회로는 고정부 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 무전극 램프를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 고정부는 발광부를 고정하는 베이스를 포함하며, 상기 베이스의 내부에 형성된 공간에 상기 직류 구동회로를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고정부는 발광부를 고정하는 베이스, 상기 베이스의 일면에 연결되는 제1연결부 및 상기 제1연결부와 연결되고 피설치체에 고정시키기 위한 제2연결부를 포함할 수 있으며 상기 제1연결부의 내부에 형성된 공간에 상기 직류 구동회로를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 무전극 램프의 직류 구동회로는 필터회로를 구비하여 상기 직류 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부, 상기 노이즈가 제거된 직류 전원을 이용하여 구동회로를 시동시키는 시동회로부, 전계효과 트랜지스터를 구비하고 상기 시동회로부의 시동에 의하여 스위칭 동작을 하여 램프에 고주파수의 교류 전원을 공급하는 스위칭 회로부 및 상기 스위칭 동작에 의해 램프를 발광시키는 공진 제어부를 포함하는 직류 구동회로를 구비할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 무전극 램프의 직류 구동회로는 램프의 이상으로 전류가 흐르지 않는 경우 이를 검출하여 구동회로의 동작을 차단시키는 보호회로부를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프는 직류 구동회로(200) 및 램프(300)를 포함한다.
직류 전원(100)은 직류 구동회로(200)에 직류 전원을 공급한다.
직류 구동회로(200)는 노이즈 제거부(210), 시동회로부(220), 스위칭 회로부(230), 공진 제어부(240)를 포함한다. 또한 보호회로부(250)를 포함할 수 있다. 직류 구동회로(200)는 직류 전원(100)으로부터 전원을 공급받아 램프에 공급한다. 직류 구동회로(200)의 각 부분의 동작의 설명은 도 4와 함께 하도록 한다.
램프(300)는 직류 구동회로를 내부에 구비하며 직류 구동회로로부터 고주파수의 교류 전원을 인가받아 빛을 발산한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 부분단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프는 직류 구동회 로(200) 및 램프(300)를 포함하며 상기 램프(300)는 발광부(310), 베이스(321), 연결부(330, 340) 및 설치부재(350)로 이루어질 수 있다.
발광부(310)는 벌브, 영구자석 등을 포함하며 직류 구동회로(200)로부터 고주파수의 교류 전원을 공급받아 빛을 발생시킨다.
고정부(320)로서 베이스(321)는 발광부(310)를 고정하고 피설치재에 연결하기 위한 부분으로 베이스(321)의 일측에는 제1연결부(330)가 연결된다. 베이스(321)는 금속으로 이루어질 수 있으며 방열을 위해 방열핀 구조로 형성될 수 있다.
고정부(320)는 제1연결부(330) 및 제2연결부(340)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
제1연결부(330)는 일측이 베이스(321)와 결합되고 내측으로 공간(360)을 형성할 수 있다. 상기 공간(360)은 제1연결부(330)의 외측으로부터 일정한 간격을 가지고 형성될 수 있으나 다른 형태로 형성될 수도 있으며 그 형태에 구애되지 않는다. 상기 공간(360)에는 직류 전원으로 구동하는 직류 구동회로(200)가 구비될 수 있다. 또한 상기 제1연결부(330)의 외측으로는 제2연결부(340)와 결합하기 위하여 나사산이 형성될 수 있으며 베이스(321)와 연결되는 부분으로는 상기 발광부(310) 측으로 전원을 공급하기 위한 배선을 통과시키기 위하여 제1배선 배출구(331)가 형성될 수 있다.
제2연결부(340)는 내부에 상기 제1연결부(330)와 결합하기 위하여 나사산이 형성될 수 있으며 제1연결부(330)가 들어오는 부분의 반대편으로 설치부재(350)와 결합된다. 그러나 설치부재(350)에 한정되지 않으며 직접 피설치체에 연결될 수 있다.
상기 제1연결부(330) 및 제2연결부(340)의 결합은 나사산에 의한 결합에 한정되지 않는다.
설치부재(350)는 일측면에 제2연결부가 결합되고 타측면에 피설치체가 결합된다. 상기 설치부재(350)의 외부로부터 직류 전원(100)을 공급받기 위한 배선이 통과하도록 제2배선 배출구(351)가 형성될 수 있다.
발광부(310), 설치부재(350) 등은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 설명된 것으로 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다.
이와 같이, 베이스(321)와 연결되는 제1연결부(330)의 내측으로 공간(360)을 형성하고, 상기 형성된 공간(360)에 직류 구동회로(200)를 구비함으로 인하여 직류 전원(100)으로 구동가능한 무전극 램프를 제공할 수 있다. 또한 직류 구동회로(200)를 무전극 램프의 내부에 구비함으로 인하여 기존의 무전극 램프에 비하여 콤팩트한 무전극 램프를 제공할 수 있다. 이러한 직류 구동회로를 구비한 무전극 램프를 제공함으로 인하여 교류 전원으로 전원을 공급하는 경우보다 전력 공급 배선에 기생하는 기생 임피던스에 의하여 발생하는 전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프는 직류 구동회로(200) 및 램프(300)를 포함하며 상기 램프(300)는 발광부(310), 베이스(321), 제2연결부(340) 및 설치부재(350)로 이루어질 수 있다.
이하, 도 2와의 차이점을 중심으로 발명의 구성을 설명하도록 한다.
베이스(321)는 발광부(310)가 고정되는 부분의 반대편으로 더욱 연장되도록 형성되어 내측으로 공간(360)을 형성할 수 있다. 상기 공간(360)은 외측 표면으로부터 일정한 간격을 유지하면서 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 형성될 수 있다. 공간(360)의 일측면에는 발광부(310)로 전원을 공급하기 위한 배선을 통과시키는 제1배선 배출구(322)가 형성될 수 있다. 또한 상기 공간(360)의 외측으로 제2연결부(340)와 결합하기 위한 나사산이 형성될 수 있다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프는 직류 구동회로(200) 및 램프(300)를 포함하며 상기 램프(300)는 발광부(310), 베이스(321) 및 설치부재(350)로 이루어질 수 있다.
이하, 도 3과의 차이점을 중심으로 발명의 구성을 설명하도록 한다.
베이스(321)는 내측으로 공간(360)을 형성할 수 있으며 설치부재(350)에 베이스(321)의 상면을 직접 결합시킨다. 상기 결합은 나사공을 형성하고 나사를 이용하여 결합시킬 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이 경우 베이스(321)에 형성된 공간(360)의 외측으로 형성된 표면은 평행하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 베이스(321)의 내측으로 공간(360)을 형성하고, 상기 형성된 공간(360)에 직류 구동회로(200)를 구비함으로 인하여 직류 전원(100)으로 구동가능한 무전극 램프를 제공할 수 있다. 또한 직류 구동회로(200)를 무전극 램프의 내부에 구비함으로 인하여 기존의 무전극 램프에 비하여 콤팩트한 무전극 램프를 제공할 수 있다. 이러한 직류 구동회로를 구비한 무전극 램프를 제공함으로 인하여 교 류 전원으로 전원을 공급하는 경우보다 전력 공급 배선에 기생하는 기생 임피던스에 의하여 발생하는 전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
도 5(a) 내지 도 5(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 제1연결부(330) 및 제2연결부(340)의 사시도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 제1연결부(330)는 중심축이 동일하고 직경이 서로 다른 두개의 원기둥을 형성한다. 제1연결부(330)의 하면은 단차부를 형성하여 베이스(도 2의 320 참조)가 결합할 수 있으며 전원을 공급하기 위한 제1배선 배출구(331)가 형성된다. 또한 제1연결부(330)의 상부는 내측으로 공간(360)을 형성하고 상기 공간(360)의 외측으로 나사산을 형성할 수 있다. 또한 도면에는 표시되지 않았으나 베이스와 결합하기 위한 나사공이 형성될 수 있다. 상기 나사공에 나사를 사용하여 상기 베이스와 결합이 가능하다.
도 5(c) 및 도 5(d)를 참조하면, 제2연결부(340)는 중심축이 동일하고 직경이 서로 다른 두개의 원기둥을 형성한다. 상기 두개의 원기둥을 관통하여 원기둥형 공간이 형성되고 상기 공간에 제1연결부(도 2의 330 참조)와 결합하기 위한 나사산이 형성될 수 있다. 또한 제2연결부(340)의 상부에는 설치부재(도 2의 350 참조)와 결합하기 위한 나사공이 형성될 수 있으며 나사를 사용하여 상기 설치부재와 결합이 가능하다.
상기 제1연결부(330)와 베이스(321)의 결합 방법 및 제2연결부(340)와 설치부재(350)의 결합 방법은 상기 설명한 방법에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 무전극 램프의 직류 구동회로의 동작에 대하여 설명한 다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 직류 구동회로(200)의 회로도이다.
도 6을 참조하면, 직류 구동회로(200)는 노이즈 제거부(210), 시동회로부(220), 스위칭 회로부(230), 공진 제어부(240)를 포함한다. 또한 보호회로부(250)를 포함할 수 있다.
노이즈 제거부(210)는 직류 전원(100)으로부터 전원을 공급받아 노이즈를 제거한다. 노이즈 제거부(210)는 퓨즈(F1) 및 LC 회로를 포함한 필터 회로가 구비될 수 있다.
시동회로부(220)는 상기 노이즈가 제거된 전원을 인가받아 스위칭 회로부(230)에 공급한다. 시동회로부(220)는 커패시터 C2 및 다이악(DIAC)를 포함할 수 있으며 커패시터 C2에 충전되는 전압의 크기가 상기 다이악(DIAC)의 브레이크오버 전압 이상이 되면 다이악(DIAC)이 도통되어 전원을 스위칭 회로부(230)에 공급한다.
스위칭 회로부(230)는 전계효과 트랜지스터 Q1, Q2, 트랜스 T2 및 다이오드를 구비할 수 있으며 상기 시동회로부(220)에서 공급된 전원을 트랜지스터 Q1 및 Q2를 스위칭하여 고주파수의 교류 전원으로 변환시키고, 상기 변환된 교류 전원을 공진 제어부(240)에 공급하게 된다.
공진 제어부(240)는 스위칭 회로부(230)에 의하여 생성된 고주파수의 교류 전원을 공급받아 램프(300)에 공급하여 상기 램프(300)가 빛을 발생시키도록 한다. 또한 상기 공진 제어부(240)는 램프에 흐르는 전류를 감지하기 위하여 트랜스 T3를 구비할 수 있다.
보호회로부(250)는 상기 공진 제어부(240)에 구비된 트랜스 T3의 2차측 권선의 전류를 이용하여 상기 램프(300)에 흐르는 전류가 이상이 있는지를 판단한다. 상기 램프(300)에 이상이 발생하면 보호회로부(250)는 실리콘 제어 정류기(SCR) Q3의 게이트에 신호를 인가하여 애노드 및 캐소드를 쇼트(short)시킨다. 쇼트가 발생하면 상기 스위칭 회로부(230)의 트랜즈시터 Q2에 공급되는 신호를 차단하여 구동회로의 동작을 정지시키게 된다.
이와 같이, 직류 구동회로(200)를 무전극 램프에 구비함으로 인하여 직류 전원(100)으로 무전극 램프를 구동할 수 있게 된다. 또한 보호회로부(250)를 구비하여 램프(300)에 이상이 발생하여 전류가 흐르지 않거나 과전류가 흐르면 회로의 동작을 정지시켜 무전극 램프의 수명을 연장시킬 수 있고 전력의 소모를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 베이스 또는 베이스와 연결되는 연결부 내부에 형성된 공간에 직류 구동회로를 구비함으로 인하여 직류 전원으로 구동가능한 무전극 램프를 제공할 수 있다.
또한 직류 구동회로를 무전극 램프의 내부에 구비함으로 인하여 기존의 무전극 램프에 비하여 콤팩트한 무전극 램프를 제공할 수 있다.
또한 직류 구동회로는 램프에 이상이 발생하여 전류가 흐르지 않거나 과전류 가 흐르는 경우에 이를 감지하는 보호회로부를 구비하여 구동회로의 동작을 정지시켜 무전극 램프의 수명을 연장시킬 수 있고 전력의 소모를 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 벌브 및 영구자석을 포함하며 빛을 발생시키는 발광부;
    상기 발광부를 고정하는 고정부; 및
    직류 전원을 입력 전원으로 하여 구동되는 직류 구동회로를 포함하며,
    상기 고정부는
    상기 발광부를 고정하는 베이스; 및
    상기 베이스의 일면에 연결되고 피설치체에 고정시키기 위한 연결부를 포함하며,
    상기 직류 구동회로는 고정부 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 내부에 형성된 공간에 상기 직류 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연결부는
    상기 베이스의 일면에 연결되는 제1연결부; 및
    상기 제1연결부와 연결되고 피설치체에 고정시키기 위한 제2연결부를 포함하며,
    상기 제1연결부의 내부에 형성된 공간에 상기 직류 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 직류 구동회로는,
    필터회로를 구비하여 상기 직류 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부;
    상기 노이즈가 제거된 직류 전원을 이용하여 구동회로를 시동시키는 시동회로부;
    전계효과 트랜지스터를 구비하고 상기 시동회로부의 시동에 의하여 스위칭 동작을 하여 램프에 고주파수의 교류 전원을 공급하는 스위칭 회로부; 및
    상기 스위칭 동작에 의해 램프를 발광시키는 공진 제어부;
    를 포함하는 직류 구동회로를 구비하는 무전극 램프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 직류 구동회로는
    램프의 이상으로 전류가 흐르지 않는 경우 이를 검출하여 구동회로의 동작을 차단시키는 보호회로부;
    를 더 포함하는 직류 구동회로를 구비하는 무전극 램프.
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KR100981749B1 (ko) 2010-01-25 2010-09-10 (주)구쎈일렉트릭 무전극 램프 누설 전류 검출 회로

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KR20020016685A (ko) * 2000-08-26 2002-03-06 구자홍 비회전 마이크로웨이브 무전극 조명장치

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