KR100911497B1 - 고압 방전 램프를 동작시키는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

고압 방전 램프(Lp)에는 동작 장치로부터 구형파가 공급된다. 램프 전류의 전환동안 오버슈트를 감소시키기 위하여, 동작 장치에 포함된 조정 장치(5,6)의 세트 전류값은 전환 영역에서 짧게 감소된다.

Description

고압 방전 램프를 동작시키는 장치 및 방법{OPERATING APPLIANCE AND AN OPERATING METHOD FOR HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMPS}
도 1은 종래기술에 따른 램프 전류(IL), 상대 광플럭스(ΔΦ) 및 세트값(Is)의 시간 프로파일을 도시한다.
도 2는 램프 전류(IL), 상대 광플럭스(ΔΦ) 및 감소되지 않은 낮은 세트값에 대한 세트값(Is)의 본 발명에 따른 시간 프로파일을 도시한다.
도 3은 램프 전류(IL), 상대 광플럭스(ΔΦ) 및 감소되지 않은 높은 세트값에 대한 세트값(Is)의 본 발명에 따른 시간 프로파일을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 동작 장치의 전형적인 실시예의 블록도를 도시한다.
도 5는 마이크로제어기에 의하여 생성된 세트값(Is)의 본 발명에 따른 시간 프로파일을 도시한다.
도 6은 램프 전류의 최적 반감 클록 사이클 및 최적 일시 정지(dwell) 시간 사이의 경험적으로 결정된 관계의 그래프 형태인 도면을 도시한다.
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 청구된 고압 방전 램프를 동작시키는 장치에 관한 것이다. 특히, 그 극성이 규칙적인 간격에서 반전되는 고압 방전 램프용 장치를 제어 및 동작시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 특징은 극성 반전 프로세스에 의하여 시작되는 오버슈트의 크기에 있다. 문헌들은 초고압 방전 램프의 표현을 포함하기 때문에, 다음 문장의 고압 방전 램프 표현은 초고압 방전 램프등을 포함하는 것으로 인식되어야 한다.
소위 구형파 동작 모드는 고압 방전 램프(다음 문장에서는 램프로 언급됨)용 전자 동작 장치를 위하여 사용된다. 이 경우, 직류는 램프에 공급되고, 그 극성은 일정한 간격에서 반전된다. 극성 반전은 전기이동(electrophoresis) 효과를 피하고 램프의 각각의 전극을 균일하게 로딩되는데 필요하다.
직류는 일반적으로 펄스 전원에 의하여 공급된다. 이러한 펄스 전원은 일반적으로 강압 컨버터(Buck), 승압 컨버터(Boost), 인버스 컨버터(Buck-Boost), Cuk 또는 Sepic 컨버터와 같은 공지된 토폴로지에 기초한다. 펄스 전원에 공급되는 전압은 일반적으로 램프 전압보다 높기 때문에, 강압 컨버터가 우선적으로 사용된다. 펄스 전원이 부하에 제공할 수 있는 전원은 일반적으로 펄스 전원에 포함된 전자 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클에 의하여 조절될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 펄스 전원은 조작된 변수가 공급되는 제어 입력을 갖는다. 예컨대, 펄스 전원이 강압 컨버터라면, 펄스폭 변조기(PWM)가 일반적으로 사용되며, 조작된 변수를 강압 컨버터에 포함된 전자 스위치를 위한 구동 신호로 변환시킨다.
문서 EP 1 148 768(Huber)는 이러한 타입의 동작 장치를 위한 조정을 개시한 다.
조정의 목적은 램프 전원을 일정하게 유지하는 것이다. 이것은 램프 전압의 함수로서 전류 세트값의 형태인 하나의 세트 변수를 형성하여 수행된다. 이러한 전류 세트값은 제어 증폭기 및 가산기를 필수적으로 포함하는 조정 장치의 제어 변수와 비교된다.
제어 변수는 측정 장치에 의하여 제공되며 펄스 전원에 의하여 방출된 전류의 측정값이다. 이러한 전류는 일반적으로 펄스 전원에 포함된 인덕터의 인덕터 전류와 동일할 수 있다. 측정 장치는 바람직하게 펄스 전원이 방출하는 전류가 흐르는 전류 측정 저항의 형태이다. 조정 장치는 펄스 전원의 제어 입력에 공급된 조작된 변수를 제공한다. 이것은 펄스 전원에 포함된 인덕터의 고주파 인덕터 전류(＞20kHz)의 조정을 초래한다. 이것을 수행하는 두 방법은 일반적으로 인덕터를 통과한 피크 전류(피크 전류 모드) 프리세팅 또는 인덕터를 통과한 평균 전류 프리세팅(평균 전류 모드)으로 알려져 있다. 지금까지, 피크 전류 모드는 적은 회로 복잡도를 요구하고 실제적으로 인덕터 전류를 제한하기 때문에 바람직하였다. 가능한 적은 교류 전류가 겹쳐진 직류 전류를 공급하는 것을 가능하도록 하기 위하여, 펄스 전원이 필터 인덕터 및 필터 캐패시터를 포함하는 LC 저역통과 필터를 갖는 필터 네트워크앞에 존재한다.
극성 반전을 위하여, 극성 반전 네트워크는 펄스 전원 및 램프 사이에 접속된다. 이것은 극성 반전 신호가 공급되는 극성 반전 신호 입력을 갖는다. 이것은 제어 장치가 극성 반전 신호에 의하여 램프 전압의 극성을 반전시키도록 한다. 극성 반전 네트워크는 일반적으로 네 개의 반도체 스위치와 대응 구동 장치를 포함하는 풀 브리지의 형태이다.
램프를 시동하기 위하여, 시동 트랜스포머가 펄스 전원 및 램프 사이에 접속되고 램프의 동작전에 시동 전압을 제공한다. LC 공진 회로를 포함하는 공진 네트워크는 획득가능한 시동 전압을 증가시키기 위하여, 시동 트랜스포머 및 펄스 전원 사이에 접속된다.
논의 중인 동작 장치의 구성은 다음과 같은 문제를 감추고 있다: 에너지 저장 장치(시동 트랜스포머, 공진 네트워크, 필터 네트워크)가 전원과 램프 사이에 접속되어 공진 네트워크를 형성한다. 램프와 함께, 공진 네트워크는 극성 반전 과정이 발생할 때마다 발진을 일으키는 부하 회로를 형성한다. 특히, 일정한 광플럭스가 프로젝션 장치에 사용하기 위하여 요구된다. 따라서, 극성 반전 과정은 한편으로는 가능한 빠르게 수행되어야 하고, 다른 한편으로는 램프 전류의 오버슈트와 그에 따른 광플럭스가 극성 반전동안 가능한 낮게 유지되어야 한다. 종래 기술의 제어 구조는 프로젝션 애플리케이션의 효과를 방해하는 오버슈트를 생성한다.
본 발명의 목적은 종래기술보다 적은 오버슈트로 램프 전류의 극성을 반전시키는, 청구항 1항의 전제부에 청구된 고압 방전 램프의 동작에 관한 동작 장치 및 청구항 11항의 전제부에 청구된 고압 방전 램프의 동작 방법을 제공한다.
이러한 목적은 각각 청구항 1항 및 11항의 특징부의 특징과 청구항 1항 및 11항의 전제부의 특성을 갖는 고압 방전 램프의 동작을 위한 동작 방법 및 동작 장 치에 의하여 달성된다. 특히 유리한 개선점은 종속항에서 발견될 수 있다.
세트 변수는 보통 시스템 사용자에 의하여 사전설정(preset)되고, 사용자가 시스템의 요구조건을 변경시키지 않는다면 변경되지 않을 것이다. 일정한 램프 전압을 가정해보면, 램프 전류의 세트 변수는 동일하게 미리 결정되고 종래기술에서는 일정하다. 상술한 사전 조건은 램프 전압이 동작시 극성 반전 사이의 시간 간격과 비교하여 매우 느리게 변경되기 때문에 사실이다.
본 발명에 따르면, 세트 변수는 극성 반전과 동기하고 그에 따라 극성 반전 신호와 동기하는 시간 프로파일에 따른 감소값 만큼 감소된다. 이러한 감소의 의도는 극성 반전에 의하여 야기되는 오버슈트를 상쇄시키는 상술한 리액턴스 네트워크의 에너지 저장 장치의 발진을 자극하는 것이다. 이상적으로 오버슈팅은 본 발명에 따라 정확하게 보상된다. 만일 조작된 변수가 1 마이크로초보다 길게 지속하는 시간 기간에 필수적으로 적분기로서 동작하는 제어 증폭기에 의하여 매우 느리게 세트 변수를 따른다면, 세트 변수를 감소시키는 것보다는 조작된 변수를 직접적으로 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서 이하의 설명들은 조작된 변수의 감소에 동일하게 적용될 수 있다.
감소 시작과 리액턴스 네트워크의 임의의 반응 사이에서 적어도 1 마이크로초가 지나가기 때문에, 제어 장치가 극성 반전 신호를 방출하기 바로 전에 감소가 시동되는 것이 유리하다. 실제 실험에서는 극성 반전 신호의 출력전에 적어도 1 마이크로초에서 감소를 시작하는 것이 유리하다고 보여진다.
감소의 시간 프로파일의 최적 시간, 형태 및 크기는 특히 계단함수 응답에서의 부하 회로의 특성을 따른다. 이러한 환경에서, 계단함수 응답은 시스템 이론에서 알려진 바와 같이 입력 변수의 갑작스러운 변화에 대한 네트워크 응답을 의미하는 것이다. 계단함수(σ(t))는 이러한 목적을 위하여 정의되고, 시간 t=0 이전은 0으로 가정하고 이후에 시간 t=0에서는 1로 점프한다. 논의 중인 동작 장치의 경우, 극성 반전은 계단함수 응답과 반응하는 부하 회로에 대한 입력 전압의 계단함수의 변화를 나타낸다. 이러한 계단함수 응답으로부터 발생하는 오버슈트는 본 발명에 따라 세트 변수를 감소시킴으로써 보상된다.
실험은 본 발명에 따른 효과를 달성하기 위하여 감소가 극성 반전 후에 적어도 10 마이크로초 동안 지속되어야 한다는 것을 보여준다.
또한, 감소가 빠르게 시작되어야 하고 본 발명에 따른 효과를 위하여 천천히 감쇠되어야 한다는 것을 보여준다. 만일 감소가 펄스형 시간 프로파일을 갖는다면, 이것은 펄스의 하강 시간이 펄스의 상승 시간에 적어도 세 배이어야 한다는 것을 의미한다. 다음 관계는 수학적 표현을 검증하기 위한 것이다: 감소를 위한 포지티브값은 세트값의 감소를 가져온다.
또한, 본 발명의 목적과 관련하여, 일시 정지 시간 동안 최대값으로 일정하게 감소를 유지하는 것은 유리하다.
리액턴스 네트워크의 에너지 저장장치에 저장된 에너지량은 부하 회로의 계단함수 응답에 영향을 미친다. 본 발명에 따라, 감소의 크기는 리액턴스 네트워크의 에너지 저장 장치에 저장된 에너지량과 매칭된다. 이것은 본 발명에 따라 램프 동작 변수의 함수로서 감소의 최대값을 선택하여 수행된다. 예컨대, 램프를 관통 하는 전류(램프 전류)는 리액턴스 네트워크에 유도성으로 저장된 에너지의 측정치이다. 램프 전압은 주어진 램프 전원에 대한 램프 전류를 대신하여 검출될 수 있다.
특히 본 발명에 따른 램프 전류에서의 오버슈트 보상은 감소동안 달성되는 세트 변수의 최소값이 언제나 동일할 때 최적이다. 세트 변수가 어떠한 감소도 없이 상이한 값들을 취할 수 있기 때문에, 감소의 크기는 세트 변수의 일정한 최소값 및 어떠한 감소도 없는 세트값 사이의 차이만큼 통제된다.
상술한 바와 같이, 감소값의 최적 시간 프로파일(감소값(t))은 부하 회로의계단함수 응답에 따른다. 가장 단순한 경우에 있어서, 부하회로는 동일한 인덕턴스 및 동일한 저항을 포함하는 직렬회로로 모델링될 수 있다. 동일한 인덕턴스는 리액턴스 네트워크에 포함된 인덕턴스의 합에 의해 개략적으로 기술될 수 있다. 동일한 저항은 각각의 램프 동작 입력에서의 램프 전압 대 램프 전류의 비에 대응한다. 단순화된 모델에서, 감소값은 이상적으로 다음과 같은 법칙을 따른다.
감소값(t) = σ(t)Ae-t/τ
여기에서, σ(t)는 단위 계산함수를 기술하고, A는 최대 감소값을 나타내며, 시간 상수(τ)는 등가 부하 인덕턴스 대 등가 부하 회로의 비를 나타낸다. 실제로, 감소값은 정확하게 상술한 법칙을 따르지는 않는다. 시간 t=0에서, 감소값은 끊임없이 그리고 빠르게 시작값으로 상승할 필요가 있을 것이다. 감소값은 또한 매우 긴 시간 동안 활동할 필요가 있을 것이다. 이들 중 어떤 것도 실행 가능하지 않다. 그러므로, 감소값이 상술한 법칙을 근본적으로 따르는 것으로 충분하다, 즉, 유한 상승시간을 가지며 유한 시간 후에 제로값으로 떨어지는 것으로 충분하다.
상술한 바와 같이, 일반적으로 공지된 강압 컨버터는 바람직하게 펄스 전원을 위하여 사용된다. 논의 중인 오버슈트는 특히 강압 컨버터가 소위 평균 전류 모드에서 동작한다면 작을 것이다. 이것은 예컨대 유니트로드 전원 세미나 메뉴얼 1990의 L.H. Dixon의 "Average Current Mode Control of Switching Power Supplies"에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 동작 장치에 마이크로제어기를 사용하는 것은 유리하다. 조정 장치 및 제어 장치는 마이크로제어기에 의하여 형성될 수 있다. 특히, 이 경우에 있어서 경험적으로 결정된 값, 즉, 일시 정지 시간 및 램프 전류의 시간 상수(τ) 사이의 관계가 마이크로제어기에 표의 형태로 저장되는 것은 유리하다. 표값은 램프의 동작동안 판독되어, 램프 전류의 오버슈트 및 그로 인한 광플럭스의 오버슈트는 계속적으로 최적상태가 된다.
표에서 경험적으로 획득된 관계식을 저장하는 것보다는 수학적 근사화, 예컨대, 다항식 근사화를 수행할 수도 있다. 따라서, 마이크로제어기는 측정된 램프 전류의 함수로서 일시 정지 시간 및 시간 상수(τ)를 계산할 수 있다. 이것은 어떠한 문제점도 없이 표에 기록되지 않은 중간값을 세팅할 수 있도록 한다. 게다가, 동작 장치의 특성은 수학적 근사화로부터 획득된 적은 수의 파라미터를 프로그래밍하여 세팅될 수 있다.
본 발명을 따르는 방법은 또한 마이크로제어기에 의하여 제어될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 마이크로제어기는 먼저 저장된 최대 감소값만큼 주어진 세트값을 감소시킨다. 프로그램가능한 시간후에, 극성 반전을 위한 신호를 생성한다. 일시 정지 시간 후에, 마이크로제어기는 소정의 반감 클록 사이클(halving clock cycle)을 사용하여 여러 회, 특히, 적어도 3회, 감소값을 반감시킨다. 이것은 상술한 지수 함수법칙을 시뮬레이션할 수 있게 한다. 이 경우의 반감 클록 사이클은 시간 상수(τ)를 나타낸다. 계속적인 반감 프로세스의 결과로서 감소가 마이크로제어기의 분해능력보다 적은 값에 도달하는 가장 최근시간에, 감소 과정이 종결되고 다음 극성 반전 동안 반복된다.
본 발명을 따르는 오버슈트의 감소는 동작 장치의 소자의 음향 발진의 생성에 대하여 바람직한 효과를 갖는다. 본 발명을 따르는 동작 장치는 종래기술을 따르는 동작 장치보다는 상당히 적은 방해잡음을 방출한다.
다음 문장에서, 저항은 문자 R로 표현되며, 문자 T는 트랜지스터, 문자 D는 다이오드를, 문자 J는 접속 터미널을, 문자 L은 인덕턴스를, 문자 C는 캐패시턴스를 각각 나타낸다.
도 1은 종래기술을 따르는 세트값(Is) 및 상대 광플럭스(ΔΦ)의 램프 전류(IL)의 시간 프로파일을 나타낸다. 극성 반전 네트워크는 시간 t=0의 극성을 반전시킨다. 네거티브 어깨값으로부터 시작하여, 램프 전류(IL)는 그 크기가 OSIa인 오버슈트를 형성하면서 상승한 후 포지티브 어깨값을 향한다. 곡선(ΔΦ)은 세트 광플럭스와 연관된 광 플럭스의 프로파일을 도시한다. 극성 반전 시간 t=0에서, 광플럭스가 먼저 감소하지만, 이후에 세트 광플럭스 이상으로 상승하고 특히 프로젝션 애플리케이션에서의 효과를 방해하는 오버슈트(OSΦa)를 형성한다. 세트값(Is)은 극성 반전 과정동안 일정하다. Is의 기준선은 도시된 시간축(t)이 아니라 도 1에 도시된 범위 이하에 존재하는 선이다. Is의 변화가 본 발명의 주요 쟁점이기 때문에, 명백하게 보일 수 있는 스케일로 선택되었다. 그러나, 이 경우의 기준선은 도시되지 않았다. 네거티브 방향으로의 극성 반전은 네거티브 방향으로의 대응 오버슈트를 가진 프로파일을 갖는다.
도 2는 도 1에 도시된 것과 동일한 변수에 대한 시간 프로파일을 도시한다. 본 발명에 따라, 세트값(Is)은 극성 반전 이전에 감소된다. 최대 감소값 및 그에 따른 최소 세트값은 매우 빠르게 도달한다. 이후, 감소값은 상술한 지수법칙에 따라 하강한다. 세트값(Is)은 감소이전에 존재했던 초기값으로 대응하는 방식에 따라 최소값 이후에 상승한다. 본 발명에 따라 원하는 효과를 달성하기 위하여, 최소값에서 적어도 10%정도 까지 세트값(Is)의 감소가 선택되어야 한다. 램프 전류(IL) 및 상대 광플럭스(Δφ)에서의 본 발명을 따르는 감소의 효과가 명백하게 보여질 것이다. 오버슈트(OSIb 및 OSφb)는 도 1의 종래기술에 대한 오버슈트(OSIa 및 OSφa) 보다 상당히 적다. 이것은 포지티브 어깨값이 극성 반전후에 도달되는 속도의 어떠한 감소없이 달성된다. 광플럭스는 또한 종래기술과 비교하여 어떠한 지연없이 원하는 값에 도달한다. 네거티브 방향의 극성 반전은 네거티브 방향의 대응 오버슈트를 갖는 프로파일을 가진다. 세트값(Is)의 프로파일은 회로에서 극성 반전 네트워크가 펄스 전원을 따르기 때문에 극성 반전 방향과 무관하다. 이것은 포지티브 램프 전류값으로부터 네거티브 램프 전류값으로의 극성 반전동안 세트값의 감소가 네거티브로부터 포지티브값으로의 극성 반전동안과 동일한 프로파일을 갖는다는 것을 의미한다.
도 2와 유사하게, 도 3은 세트값(Is) 및 상대 광플럭스(Δφ) 램프 전류(IL)의 시간 프로파일을 도시한다. 곡선은 도 2와 동일한 리액턴스 네트워크에 적용된다. 램프 전압이 낮기 때문에 램프 전류에 대한 세트값(Is)은 높다. 주어진 리액턴스 네트워크의 경우, 최대 감소에 대한 세트값(Is)의 최소값은 바람직하게 본 발명과 동일한 효과를 달성하기 위하여 동일하게 남아있는다. 본 발명을 따르는 도 3의 IL 및 ΔΦ의 오버슈트는 도 2와 완전히 동일하다.
도 4는 본 발명을 따르는 동작 장치의 전형적인 실시예의 블록도를 도시한다. 동작 장치는 터미널 J1 및 J2를 통하여 DC 전압이 공급되며, J2는 접지 전위(M)에 있는다. 공급된 DC 전압에서의 고주파 부하를 피하기 위하여, 캐패시터(C1)는 J1과 J2 사이에서 접속된다.
인덕턴스(L1), 트랜지스터(T1) 및 다이오드(D1)에 의하여 형성된 직렬 회로는 J1과 J2 사이에서 접속된다. L1은 비교적 작은 인덕턴스를 갖는 억압 인덕터(suppression inductor)이다. 필터 인덕터(L2) 및 필터 캐패시터(C2)에 의하여 형성된 직렬 회로를 포함하는 필터 네트워크는 그 양극이 접지 전위(M)와 접속된 D1과 병렬로 접속된다. L2, T1 및 D1은 T1을 구동하는 구동기 회로(1)와 함께 공지된 강압 컨버터를 형성한다. 강압 컨버터의 출력 전압은 C2에 공급된다. C2는 측정 저항(R1)을 통하여 접지 전위(M)에 접속된다.
펄스 전원에 의하여 공급된 전류는 R1을 통하여 흐른다. R1의 전압강하는 펄스 전원에 의하여 공급된 전류의 측정치이며, 램프 전류의 간접적인 측정치이며, 제어 변수를 형성한다.
강압 컨버터의 출력 전압은 극성 반전 네트워크(2)에 공급된다. 반도체 스위치에 의하여 스위칭될 수 있는 가능한 접속은 본 도면에서 점선으로 도시된다. 지점(3,4)은 극성 반전 네트워크(2)의 출력이고 각각의 인덕턴스(L3,L4) 및 각각의 시동 트랜스포머(L5,L6)의 이차 권선을 통해 램프(Lp)가 접속될 수 있는 램프 접속 터미널(J3,J4)에 접속된다. 스위칭 네트워크와 떨어져 있는 L3, L4의 측면은 캐패시터(C3)를 통하여 접속된다. L3, L4 및 C3는 C3에서의 극성 반전 네트워크의 출력에서의 전압에 대하여 전압증가를 생성함으로써 램프의 시동을 보조하는 공진 네트워크를 형성한다. L3 및 L4는 서로 접속될 수 있다.
2차 권선(L5, L6)에 추가하여, 시동 트랜스포머는 시동 제어기(3)가 접속된 1차 권선(L7)을 갖는다. 시동 트랜스포머를 통하여, 이것은 램프를 시동시키는데 적당한 램프의 동작 이전에 램프(Lp)의 전압을 발생시킨다. 인덕턴스(L3, L4, L5 및 L6)는 시동 후에 램프의 동작을 요구하지 않으나, L2, C2 및 C3와 함께 극성 반전동안 오버슈팅에 큰 영향을 가지는 리액턴스 네트워크를 형성한다.
동작 장치는 다음 문장에서 세트값 트랜스미터라 불리는 전류 세트값의 형태인 세트 변수를 방출하는 장치(5)를 갖는다. 전류 세트값은 가산기(8)에 공급된다. R1의 전압강하는 제어 변수를 나타내며 가산기(8)에 반전 형태로 공급된다. 가산기(8)로부터의 합산 결과는 제어 증폭기(6)에 공급된다. 일반적으로, 제어 증폭기(6)는 상술한 참조 문헌(Dixon)에서 언급되는 PI 특성을 갖는다. 제어 증폭기의 출력은 펄스 폭 변조기(7)를 통하여 펄스 전원의 제어 입력에 공급되는 조작된 변수를 나타낸다. 제어 입력은 트랜지스터(T1)를 구동하는 구동 회로(1)의 입력이다.
가산기와 함께, 제어 증폭기(6)는 조정 장치를 형성한다.
본 발명에 따라, 동작 장치는 제어 장치(4)를 포함하고, 제어 장치(4)는 감소값을 생성하고 이를 접속부(11)를 통하여 세트값 트랜스미터(5)에 공급한다. 제어 장치(4)가 접속부(10)를 통해 극성 반전 과정을 제어하기 때문에, 세트값은 세트값 트랜스미터(5)의 접속부(11)를 통하여 극성 반전과 동시에 감소될 수 있다. 세트값 트랜스미터(5)의 세트값의 감소는 예컨대 고정된 소정의 프리셋 세트값으로부터 감소값을 감산하는 감산 회로에 의하여 생성될 수 있다.
감소값은 제어 장치(4)로부터 가산기(8)로 반전 형태로서 동일한 효과를 주면서 제공될 수 있다.
접속부(9)를 통하여, 제어 장치(4)는 램프의 점화 전압에 대한 정보를 수신한다. 점화 전압에 따라, 본 발명을 따르는 제어 장치(4)는 제어 장치(4)에 저장되고 표의 형태로 저장될 수 있는 특성의 도움으로 감소 크기를 선택한다. 종래기술에 공지된 바와 같이, 램프 전압에 대한 정보는 극성 반전 과정 사이의 세트 변수의 일정값을 수정하기 위하여 접속부(11)를 통하여 사용된다. 그러나, 이 경우 본 발명에 따라 극성 반전 과정동안 세트값에는 어떠한 감소도 존재하지 않는다.
세트변수를 제공하는 장치(5), 제어 증폭기(6), 가산기(8), 펄스폭 변조기(7) 및 제어 장치(4)가 마이크로제어기에 의하여 형성될 수 있다.
예로서, 도 5는 마이크로제어기에 의하여 생성되는 세트값(Is)의 본 발명을 따르는 시간 프로파일을 도시한다. 극성 반전 과정 전에, 마이크로제어기는 최대 감소값에 의하여 대략 2.3A인 공칭 세트값(Ip)로부터 대략 1.3A인 최소 세트값(IRN)으로 한 단계씩 세트값(Is)을 감소시킨다. 최대 감소값은 대략 25μs의 일시 정지 시간(tRZ)동안 유지된다. 일시 정지 시간(tRZ) 이후에, 극성 반전 시간(tcom)은 마이크로제어기가 램프 전압의 극성의 반전을 시작하는 시점에 도달한다. 마이크로제어기는 이후에 감소값을 반감시킨다. 마이크로제어기는 반감 클록 사이클(tRI)에 의하여 미리 결정된 시간 간격에서 다수 회 감소값을 반감시킨다. 제 3의 반감 클록 사이클(tRI) 이후에, 마이크로제어기는 다시 공칭 세트값(Ip)을 취한다. 이 과정은 일단 다음 극성 반전 이전에 일시 정지 시간(tRZ) 만큼 진행된 시간에서 다시 시작한다.
도 6은 램프 전류(IL)에 대한 최적 반감 클록 사이클(tRI) 및 최적 일시 정지 시간(tRZ) 사이의 경험적으로 결정된 관계에 관한 그래프를 도시한다. 일시 정지 시간(tRZ) 및 램프 전류(IL) 사이의 관계는 점선으로 도시된다. 반감 클록 사이클(tRI) 및 램프 전류(IL) 사이의 관계는 실선으로 도시된다. 동작 장치의 리액턴스 네트워크의 변화는 상이한 관계를 초래한다. 도 6은 각각 램프 전압(UL) 및 램프 전류(IL)의 함수로서 반감 클록 사이클(tRI) 및 일시 정지 시간(tRZ)을 나타낸다. 결과적으로, 이 관계는 이것이 주로 조정되는 램프의 전력에 기인한다는 것을 고려한다. 램프 전류(IL)는 램프 전원을 통하여 램프 전압(UL)으로 전환될 수 있다. 도 6에 도시된 관계식은 표의 형태 또는 수학적 근사화의 형태로 마이크로제어기에 저장될 수 있다. 동작 장치는 램프 전압(UL) 또는 램프 전류(IL)와 같은 동작 변수에 대하여 그 자체를 자동으로 최적화시킨다.
본 발명을 따르는 오버슈트의 감소는 동작 장치의 소자의 음향 발진의 생성에 대하여 유리한 효과를 갖는다. 본 발명을 따르는 동작 장치는 종래기술을 따르는 동작 장치보다는 상당히 적은 방해잡음을 방출한다.

Claims (14)

  1. 고압 방전 램프를 동작시키는 동작 장치로서,
    고압 방전 램프(Lp)에 대한 동작 전류를 제공하는 펄스 전원(L2, C2, T1, D1, 1);
    상기 고압 방전 램프(Lp)가 상기 펄스 전원에 결합될 수 있게 하고, 상기 고압 방전 램프(Lp)에 대한 동작 전압의 극성 반전을 제어하는 극성 반전 신호(10)가 공급되는 극성 반전 신호 입력부를 갖는 극성 반전 네트워크(2);
    상기 극성 반전 신호를 제공하는 제어 장치(4);
    조작된 변수가 공급되는 상기 펄스 전원(L2, C2, T1, D1, 1)에 대한 제어 입력부 - 여기서, 상기 제어 입력부의 도움으로 상기 펄스 전원(L2, C2, T1, D1, 1)에 의하여 제공된 전력이 가변될 수 있음 -;
    상기 펄스 전원(L2, C2, T1, D1, 1)이 방출하는 전류의 측정값인 제어 변수를 제공하는 측정 장치(R1);
    전류 세트값의 측정치인 세트 변수를 제공하는 장치(5); 그리고
    세트 변수 및 제어 변수가 공급되고, 상기 세트 변수와 상기 제어 변수 사이의 차이의 함수로서 조작된 변수를 방출하는 조정 장치(6, 8);
    를 포함하며,
    상기 제어 장치(4)는 감소값을 제공하는 수단을 포함하고, 상기 세트 변수 또는 상기 조작된 변수는 감소 동안에 상기 극성 반전 신호에 동기하여 상기 감소값만큼 감소하며,
    상기 제어 장치(4)는 상기 감소를 하나의 단계(step)에서 최대값으로 세팅하고, 상기 최대값을 균일한 반감 클록 사이클(tRI)을 사용하여 적어도 3 단계로 반감시키는, 동작 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감소는 상기 극성 반전 이전에 적어도 1 마이크로초 전에 시작하는, 동작 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감소는 상기 극성 반전 후 적어도 10 마이크로초 동안 지속되는, 동작 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 감소값의 시간 프로파일은 펄스-형이며, 펄스의 하강 시간은 상기 펄스의 상승 시간의 적어도 세 배만큼의 시간 동안 지속되는, 동작 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 감소값은 램프 동작 변수의 함수로서 선택된 최대값을 갖는, 동작 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 감소는 일시 정지 시간(tRZ) 동안 일정하게 최대값을 유지하는, 동작 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 감소 동안 획득되는 상기 세트 변수 또는 상기 조작된 변수의 최소값은 항상 동일한, 동작 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 감소값의 시간 프로파일은 다음 법칙을 따르며,
    감소값(t) = σ(t)Ae-t/τ
    여기에서, σ(t)는 단위 계단 함수를 나타내며, A는 최대 감소값을 나타내고, τ는 등가 부하 인덕턴스 대 등가 부하 저항의 비를 나타내는, 동작 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 전원(L2, C2, T1, D1, 1)은 강압 컨버터인, 동작 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 전원(L2, C2, T1, D1, 1)은 평균 전류 모드 제어를 갖는 강압 컨버터인, 동작 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 조정 장치(6, 8) 및 상기 제어 장치(4)는 마이크로제어기에 의하여 형성되는, 동작 장치.
  12. 삭제
  13. 극성이 규칙적인 간격에서 반전되고 조작된 변수값을 사용하여 하나의 동작 파라미터에 대한 세트값을 프리세팅함으로써 조정되는 고압 방전 램프(Lp)를 제어하는 방법으로서,
    상기 고압 방전 램프(Lp)의 극성 반전 전에는 최대 감소값에 대응하는 감소값만큼 조작된 변수값 또는 세트값의 감소가 발생하는 단계;
    일시 정지 시간(tRZ)동안 대기하는 단계;
    상기 고압 방전 램프(Lp)의 극성을 반전시키는 단계;
    규칙적이고 연속적인 시간 단계들(tRI)로 적어도 3회 감소값을 반감시키는 단계; 그리고
    초기에 미리 결정된 세트값을 세팅하는 단계를 포함하는, 고압 방전 램프 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 극성 반전 과정은 일시 정지 시간(tRZ)동안 수행되는, 고압 방전 램프 제어 방법.
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