KR101010087B1 - 고압 램프 점화 압전 오실레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 램프 점화 압전 오실레이터를 개시하는데, 압전 커패시터는 전력을 변형시키도록 LC 공진 회로에 병렬로 연결된다. LC 공진 회로는 공진을 발생시키는데 사용된다. 전압은 압전 커패시터에 인가되어 역-압전 효과로 인해 압전 물질을 변형시키고, 압전 효과로 인한 변형 이후에 전기를 발생시킨다. 압전 및 역 압전 효과의 결합은 부가적인 전하를 발생시키고, 전압을 올린다. 이로써, 본 발명은 전력 소모를 낮추고, 비용을 감소시킨다.

압전 커패시터, LC 공진 회로, 압전 오실레이터

Description

고압 램프 점화 압전 오실레이터{HIGH-VOLTAGE LAMP-IGNITION PIEZOELECTRIC OSCILLATOR}

본 발명은 고압 램프 점화 기술에 관한 것이고, 특히, 고압 램프 점화 압전 오실레이터에 관한 것이다.

CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:냉음극 형광램프)의 원리는 주광등의 원리와 유사하다. 고압이 전극에 입력될 때, 거의 없는 전자들이 고속으로 전극에 영향을 미쳐 제2 전자를 발생시킨다. 그리고 나서, 방전이 시작되고, 전자들은 수은 원자들과 충돌하며, 수은 원자들은 253.7nm의 파장길이를 갖는 자외선을 방출한다. 그 후에, 자외선은 내부 튜브 벽 상에서 형광 가루를 여기시켜 관련된 컬러 온도를 갖는 가시 광선을 방출한다. 디스플레이 장치, PDA, 디지털 카메라, 이동 전화 등에서 사용되는 것 외에, CCFL은 또한 배경 조명 모듈에 꼭 필요한 요소이다. CCFL은 램프 필라멘트를 사용하지 않으므로, 필라멘트 단선의 문제로부터 자유롭고; 이로 인해, CCFL은 신뢰 가능한 수명을 갖는다. CCFL은 광원으로서 사용될 때 소형 튜브 지름, 높은 광선 효율성, 높은 휘도, 낮은 온도 및 긴 서비스 수명이라는 장점을 갖는다.

소형 크기이면서도 뛰어난 전자 성능을 성취하기 위해서, 코일-타입 스텝-업 변압기가 CCFL의 점화 회로에서 압전 변압기로 교체된다. 압전 변압기는 소형이고, 고압 이득, 높은 효율성 및 뛰어난 절연체를 가지며, 전자기 간섭이 없기 때문에, 이는 통상적으로 높은 광 효율성 조명 시스템의 점화 회로에서 사용되어 얇은, 경량의 뛰어난 전자 성능 특성을 성취한다.

크기를 증가시키는 것 외에, 은 전극의 에어리어를 증가시키는 것 또한 압전 변압기의 출력 전력을 증가시키는 단순한 방법이다. 그러나 은 전극의 에어리어를 증가시키는 것은 스텝업 비율을 감소시킬 것이고, 이는 출력 전력을 증가시키는 결과에 영향을 미칠 것이다. 게다가, 압전 변압기의 크기를 증가시키는 것은 또한 얇고 경량이기를 원하는 요구 조건에 상반된다.

본 발명의 주목적은 단순한 구조의 압전 커패시터는 LC 공진 회로와 협력하여 큰 파우더를 출력하고, 이로써 비용 및 파우더 소비가 감소되고, 경쟁력이 증가되는, 고압 램프 점화 압전 오실레이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고전력 램프 점화 압전 오실레이터를 제공하는 것인데, 여기서 LC 공진 회로 하의 압전 커패시터의 압전 효과는 자동 보호 메커니즘을 트리거하여 오버로드 상태에서 장애 및 과열로부터 벗어난다.

상술된 목적을 성취하기 위해서, 본 발명은 고압 램프 점화 압전 오실레이터를 제안하는데, 여기서 고전력 압전 플레이트는 고압 램프 점화 안정기(ballast) 및 인버터에서 압전 커패시터로서 사용된다. 전압이 압전 커패시터에 인가될 때, 압전 플레이트는 역-압전 효과로 인해 변형되고, 이로 인해, 이러한 변형이 압전 효과로 인해 전기(electricity)를 증가시킨다. 본 발명은 종래 압전 변압기를 개선시킬 수 있는데, 이는 더 높은 전압이 제공될 수 있을지라도 단지 소량의 전류 및 제한된 전력을 출력할 수 있다.

본 발명에서, 압전 커패시터는 LC 공진 회로와 협력한다. LC 공진 회로가 공진할 때, 시스템은 최상의 출력 성능을 갖는다. 시스템이 오버로드될 때, 압전 커패시터의 온도가 상승할 것이고, 커패시턴스가 증가한다. 그러므로 LC 공진 회로는 더 이상 공진할 수 없고, 출력이 감소된다. 이로써, 본 발명은 자동 보호 기능을 갖는다.

LC 공진 회로 외에도, 압전 커패시터는 또한 압전 커패시터의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖는 보조 커패시터와 협력할 수 있다. LC 공진 회로가 공진할 때, 보조 커패시터는 압전 효과를 증진시킬 수 있고, 출력 전력을 최적화한다.

아래에서는, 실시예들이 본 발명의 목적들, 특징들 및 효능들을 쉽게 이해하기 위해서 도면을 참조하여 상세히 설명된다.

본 발명에서, 압전 커패시터(10)는 LC 공진 회로(20)와 협력하는데, 이는 공진을 생성할 수 있다. LC 공진 회로(20)가 공진할 때, 압전 오실레이터는 최상의 출력 성능을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고압 램프 점화 압전 오실레이터를 개략적으로 도시하는 도면인 도1을 참조하자. 본 발명의 고압 램프 점화 압전 오실레이터는: 커패시터(10), LC 공진 회로(20) 및 보조 커패시터(30)를 포함하는데, 이들 모두 병렬로 연결된다. 커패시터(10)는 압전 커패시터이고, 이는 압전기를 가지며, 전기 에너지를 저장하고, 전력 요소 및 출력 전력을 조절하는데 사용된다. 전압이 압전 커패시터(10)에 인가될 때, 압전 물질은 역-압전 효과로 인해 변형되고, 이로 인해 이러한 변형은 압전 효과에 의해 전기를 발생시킨다. 압전 및 역-압전 효과의 결합은 부가적인 전하를 발생시키고, 전압을 올리며, 더 큰 전력을 출력한다. 본 발명에서, 압전 커패시터(10)는 LC 공진 회로(20)와 협력하는데, 이는 공진을 생성할 수 있다. LC 공진 회로(20)가 공진할 때, 압전 오실레이터는 최상의 출력 성능을 갖는다.

압전 커패시터(10)의 커패시턴스가 온도와 상관됨에 따라, 압전 커패시터(10)의 출력 전압이 일정한 전류 하에서 바뀐다. 이러한 실시예에서, 보조 커패시터(30)는 압전 커패시터(10)와 협력하도록 선택된다. 보조 커패시터(30)는 압전 커패시터(10)의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 가지며, 충전을 돕고, 출력 전력을 최적화하는데 사용된다. 램프가 점화하는데 사용될 때, 전압이 순간적으로 높아질 것이다. 램프 점화가 완료된 후에, 커패시턴스가 적절하게 조절된다. 그러므로 출력이 압전 효과와 함께 수정되어 여분의 전력 소비가 감소될 것이다.

도2를 참조하자. 이러한 실시예에서, 압전 물질이 순환형 압전 플레이트(11)에 조립된다. 은 페이스트(paste), 구리 페이스트 또는 니켈 페이스트가 또한 순환형 전도층(12,13) 내에 조립된다. 순환형 전도층(12,13)은 각각 순환형 압전 플레이트(11)의 최상부 및 최하부 표면에 형성되고, 부분적으로 또는 전체적으로 순환형 압전 플레이트(11)의 최상부 및 최하부 표면을 커버하여, 압전 커패시터(10)의 두 개의 전극의 역할을 한다. 전극선(electrode lead)(121,131)은 각각 전도층(12,13)의 외부 측 상에 형성되고, LC 공진 회로(20)에 연결된다. 본 발명의 이러한 실시예는 압전 커패시터(10)의 단지 하나의 조각을 선택하는데, 이는 70W만큼 높게 전력을 출력할 수 있으며, 단순한 하프-브릿지 공진 회로와 함께 배치할 수 있다. 그러므로 본 발명은 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 뛰어난 가격 경쟁력을 갖는다. 일반적으로, 압전 커패시터(10)가 풀-브릿지 공진 회로와 협력한다면, 또 한 더 큰 전력을 출력할 수 있다. 게다가, 압전 커패시터(10)가 L-임피던스 LC 공진 회로와 협력한다면, 자동 보호 기능을 갖는다. 압전 커패시터(10)가 오버로드될 때, 커패시턴스가 증가하고, 공진 출력은 출력 전력을 감소시키고, 온도를 낮추도록 변경된다. 압전 커패시터(10)는 압전기를 가지며; 일단 압전 커패시터(10)가 오버로드되면, 온도가 상승하고 커패시턴스가 증가된다. 그러므로 LC 공진 회로(20)의 커패시턴스가 변경되고, LC 공진 회로(20)는 공진을 멈춘다. 그 후에, 출력이 감소되고, 램프가 희미해진다. 이로써, 본 발명은 장애 및 과열로부터 벗어날 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 대한 도3을 참조하자. 실제 애플리케이션에서, 압전 커패시터들은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 실시예에서, 두 개의 압전 커패시터(10,40)는 도선(50)으로 연결되고, 여기서 압전 커패시터(10)는 순환형 압전 플레이트(11) 및 두 개의 전도층(12,13)을 갖는다. 압전 커패시터(10,40)는 개별적인 구조를 가지므로; 그들은 압전 커패시터(10)와 함께 예시된다. 이러한 실시예에서, 커패시턴스 및 인덕턴스가 증가됨에 따라, 공진에 의해 발생되는 전력이 또한 증가된다. 그러므로 출력 전력은 30℃ 정도로 유지되는 온도에서 100W정도 높은 레벨에 도달할 수 있다. 그 결과, 이러한 실시예의 압전 커패시터는 과열없이 종래 압전 커패시터의 출력 전력의 두 배의 출력 전력을 제공할 수 있다.

상술된 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라 본 발명을 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 범위에 따른 임의의 등가 수정 또는 변화가 또한 본 발명의 범위에 포함될 수 있는데, 이는 아래의 청구항에 기초한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따라 고압 램프 점화 압전 오실레이터를 개략적으로 도시하는 도면;

도2는 본 발명의 일 실시예에 따라 압전 커패시터를 개략적으로 도시하는 도면; 및

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 압전 커패시터를 개략적으로 도시하는 도면.

Claims (8)

1. 커패시터 및 LC 공진 회로를 포함하는 고압 램프 점화 압전 오실레이터에 있어서,

   상기 오실레이터는 정사각 전기 신호를 수신하고 필요에 따라 출력하기 위하여 상기 신호를 정현파 전기 신호로 변환하는데 사용되고, 상기 커패시터는 상기 LC 공진 회로에 병렬로 연결된 압전 커패시터이고,

   상기 압전 커패시터는:

   압전 물질로 만들어지고 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖는 순환형 압전 플레이트; 및

   상기 압전 커패시터의 두 개의 전극 역할을 하는, 상기 순환형 압전 플레이트의 최상부 표면 및 최하부 표면에 각각 형성된 두 개의 전도층을 포함하는, 고압 램프 점화 압전 오실레이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 압전 커패시터 및 상기 LC 공진 회로 사이에 병렬로 연결된 보조 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 램프 점화 압전 오실레이터.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 보조 커패시터의 커패시턴스는 상온에서 상기 압전 커패시터의 커패시턴스와 동일한 것을 특징으로 하는 고압 램프 점화 압전 오실레이터.
4. 제 1항에 있어서,

   두 개의 전극선이 상기 두 개의 전도층 상에 각각 납땜되고, 상기 LC 공진 회로에 연결되는 것을 특징으로 하는 고압 램프 점화 압전 오실레이터.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 두 개의 전도층이 순환형이고, 각각 부분적으로 또는 전체적으로 상기 순환형 압전 플레이트의 최상부 표면 및 상기 최하부 표면을 커버하는 것을 특징으로 하는 고압 램프 점화 압전 오실레이터.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 전도층이 은 페이스트, 구리 페이스트 또는 니켈 페이스트로 만들어지는 것을 특징으로 하는 고압 램프 점화 압전 오실레이터.
7. 삭제
8. 삭제

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