KR101207344B1 - Electronic ballast for high intensity discharge lamp - Google Patents

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주식회사 인터파워
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Abstract

본 발명은 내부 LC 공진 기동 방식을 이용하여 더욱 낮은 전압으로 HID램프를 점등시킬 수 있고, 고주파 구동방식과 저주파 구동방식을 혼용하여 음향공진현상을 제거할 수 있으며, 저주파 스위칭시 발생되는 공진 전류를 최소화할 수 있는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기를 제공한다.
본 발명에 따른 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기는, 상용교류전원을 인가받아 정류하여 출력하는 정류부; 상기 정류부로부터 출력되는 전압의 역률을 보정하여 출력하는 PFC 회로부; 상기 PFC 회로부의 출력단에 결합되며, 두 쌍의 스위칭 소자가 교번적으로 동작하는 인버터; 및 상기 인버터 내 스위칭소자의 스위칭을 제어함으로써 상기 램프를 기동 및 구동시키는 콘트롤러를 포함하며, 상기 램프가 정상 상태에 이르면, 상기 콘트롤러는, 상기 두쌍의 스위칭 소자 중 적어도 어느 한쌍의 스위칭 소자에 대하여 서로 상이한 주파수로 동작시키고, 상기 어느 한쌍의 스위칭 소자가 동일한 시점에 턴온 상태로 전환되지 않도록 제어한다.
According to the present invention, the HID lamp can be turned on at a lower voltage by using an internal LC resonant starting method, and the acoustic resonance phenomenon can be removed by using a high frequency driving method and a low frequency driving method, and a resonance current generated during low frequency switching can be eliminated. Provides an electronic ballast for high brightness discharge lamps that can be minimized.
An electronic ballast for a high brightness discharge lamp according to the present invention includes: a rectifier for rectifying and receiving a commercial AC power; A PFC circuit unit for correcting and outputting a power factor of the voltage output from the rectifying unit; An inverter coupled to the output terminal of the PFC circuit unit, the pair of switching elements operating alternately; And a controller for starting and driving the lamp by controlling the switching of the switching elements in the inverter, wherein when the lamp reaches a steady state, the controllers are connected to at least one pair of the switching elements of the two pairs of switching elements. It operates at different frequencies and controls such that no pair of switching elements are turned on at the same time.

Description

고휘도 방전 램프용 전자식 안정기{ELECTRONIC BALLAST FOR HIGH INTENSITY DISCHARGE LAMP}Electronic ballast for high brightness discharge lamps {ELECTRONIC BALLAST FOR HIGH INTENSITY DISCHARGE LAMP}

본 발명은 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위칭시 공진 전류를 최소화할 수 있는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기에 관한 것이다.
The present invention relates to an electronic ballast for a high brightness discharge lamp, and more particularly to an electronic ballast for a high brightness discharge lamp that can minimize the resonance current during switching.

HID 램프 안정기는 크게 자기식(Magnetic)과 전자식(Electronic)으로 나누어지며, 현재 안정기의 크기, 효율 및 램프 구동 성능을 고려하여 전자식 안정기의 수요가 늘어나는 추세이다.HID lamp ballasts are largely divided into magnetic and electronic, and the demand for electronic ballasts is increasing in consideration of the size, efficiency and lamp driving performance of the ballast.

전자식은 다시 DC/DC 컨버터의 유무에 따라 3단 구성과 2단 구성으로 나누어지고, 3단 구성은 역률 보상 (Power Factor Correction)회로와 DC-DC 컨버터, DC-AC 인버터로 구성되며, 이를 위한 인버터로는 주로 풀브릿지(full-bridge) 회로가 사용된다. 2단 구성은 3단 구성에서 DC/DC 컨버터가 생략되며, 인버터로는 풀브릿지 (full-bridge) 회로 또는 하프브릿지 (half-bridge) 회로가 사용된다. The electronics are divided into three stages and two stages according to the presence of DC / DC converter.The three stage consists of power factor correction circuit, DC-DC converter and DC-AC inverter. Inverters are usually full-bridge circuits. The two-stage configuration omits the DC / DC converter in the three-stage configuration. An inverter uses a full-bridge circuit or a half-bridge circuit.

이러한 2단 구성 안정기는 고주파 구동 방식과 저주파 구동 방식으로 나눌 수 있는데, 고주파 구동 방식은 인버터의 높은 주파수 전류를 필터링 없이 램프에 주입하여 램프를 구동하는 방식이고, 저주파 전류 구동 방식은 인버터의 전류를 LC필터로 필터링하여 램프에 저주파를 교번하여 주입하는 방식이다. The two-stage ballast can be divided into a high frequency driving method and a low frequency driving method. The high frequency driving method is a method of driving a lamp by injecting a high frequency current of the inverter into the lamp without filtering. It filters by LC filter and injects low frequency into lamp alternately.

그런데, 교류 구동시 특정 주파수 대역에서 램프의 물리적 구조로 인하여 음향 공명 현상이 발생하여 아크의 떨림 현상이 일어날 뿐만 아니라 심한 경우에 아크 튜브가 파괴될 수 있다.However, in AC driving, an acoustic resonance phenomenon occurs due to the physical structure of the lamp in a specific frequency band, and not only the shaking of the arc may occur, but also the arc tube may be destroyed in severe cases.

한편, HID 램프를 점등하는데 사용되는 펄스 기동 방식은 수KV(1~4KV)의 높은 점등 전압을 필요로 하는 문제가 있다.
On the other hand, the pulse starting method used to light up the HID lamp has a problem of requiring a high lighting voltage of several KV (1 to 4 KV).

본 발명은 내부 LC 공진 기동 방식을 이용하여 더욱 낮은 전압으로 HID램프를 점등시킬 수 있는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기를 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an electronic ballast for a high brightness discharge lamp that can light up the HID lamp at a lower voltage using an internal LC resonant starting method.

또한, 본 발명은 고주파 구동방식과 저주파 구동방식을 혼용하여 음향공진현상을 제거할 수 있는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기를 제공함에 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide an electronic ballast for a high brightness discharge lamp capable of removing acoustic resonance by using a high frequency driving method and a low frequency driving method.

또한, 본 발명은 저주파 스위칭시 발생되는 공진 전류를 최소화할 수 있는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide an electronic ballast for a high brightness discharge lamp that can minimize the resonance current generated during low frequency switching.

본 발명에 따른 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기는, 상용교류전원을 인가받아 정류하여 출력하는 정류부; 상기 정류부로부터 출력되는 전압의 역률을 보정하여 출력하는 PFC 회로부; 상기 PFC 회로부의 출력단에 결합되며, 두 쌍의 스위칭 소자가 교번적으로 동작하는 인버터; 및 상기 인버터 내 스위칭소자의 스위칭을 제어함으로써 상기 램프를 기동 및 구동시키는 콘트롤러를 포함하며, 상기 램프가 정상 상태에 이르면, 상기 콘트롤러는, 상기 두쌍의 스위칭 소자 중 적어도 어느 한쌍의 스위칭 소자에 대하여 서로 상이한 주파수로 동작시키고, 상기 어느 한쌍의 스위칭 소자가 동일한 시점에 턴온 상태로 전환되지 않도록 제어한다.An electronic ballast for a high brightness discharge lamp according to the present invention includes: a rectifier for rectifying and receiving a commercial AC power; A PFC circuit unit for correcting and outputting a power factor of the voltage output from the rectifying unit; An inverter coupled to the output terminal of the PFC circuit unit, the pair of switching elements operating alternately; And a controller for starting and driving the lamp by controlling the switching of the switching elements in the inverter, wherein when the lamp reaches a steady state, the controllers are connected to at least one pair of the switching elements of the two pairs of switching elements. It operates at different frequencies and controls such that no pair of switching elements are turned on at the same time.

바람직하게는, 상기 인버터의 출력단에 직렬연결되어 상기 램프의 기본 공진회로를 제공하는 주공진기동부; 및 상기 램프와 상기 주공진기동부 사이에 연결되어 구성되며, 상기 램프의 기동시에 기동 공진 주파수를 제공하는 보조공진기동부를 더 포함한다.Preferably, the main resonance starter is connected in series with the output terminal of the inverter to provide a basic resonance circuit of the lamp; And an auxiliary resonator starting part connected between the lamp and the main resonator starting part and providing a starting resonance frequency when the lamp is started.

바람직하게는, 상기 콘트롤러는 상기 램프의 기동시에 기동 주파수를 상기 기동 공진 주파수까지 스위핑시킨다.
Advantageously, said controller sweeps the starting frequency up to said starting resonant frequency upon startup of said lamp.

본 발명에 따르면 내부 LC 공진 기동 방식을 이용하여 더욱 낮은 전압으로 HID램프를 점등시킬 수 있고, 고주파 구동방식과 저주파 구동방식을 혼용하여 음향공진현상을 제거할 수 있으며, 저주파 스위칭시 발생되는 공진 전류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, the HID lamp can be turned on with a lower voltage by using an internal LC resonance starting method, and the acoustic resonance phenomenon can be removed by using a combination of a high frequency driving method and a low frequency driving method, and a resonance current generated during low frequency switching. There is an effect that can be minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기의 회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어용 스위칭 파형도,
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구간별 동작 상태도,
도 4는 본 발명과의 비교를 위한 인버터 제어용 스위칭 파형도, 및
도 5a 내지 도 5f는 본 발명과의 비교를 위한 구간별 동작 상태도이다.
1 is a circuit diagram of an electronic ballast for a high brightness discharge lamp according to an embodiment of the present invention,
2 is a switching waveform diagram for inverter control according to an embodiment of the present invention;
3A to 3F are operation state diagrams for each section according to an embodiment of the present invention;
4 is a switching waveform diagram for inverter control for comparison with the present invention, and
5A to 5F are operation state diagrams for each section for comparison with the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of an electronic ballast for a high brightness discharge lamp according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기는, 정류부(110), PFC 회로부(120), 인버터(130), 주공진기동부(140), 보조공진기동부(150), 콘트롤러(160) 및 램프(170)를 포함한다.Electronic ballast for a high brightness discharge lamp according to an embodiment of the present invention, the rectifier 110, PFC circuit unit 120, inverter 130, main resonance starter 140, auxiliary resonance starter 150, controller 160 And lamp 170.

정류부(110)는 상용교류전원을 인가받아 정류하여 출력한다.The rectifier 110 receives a commercial AC power and rectifies and outputs the rectified power.

PFC 회로부(120)는 정류전압의 역률을 보정하여 출력한다.The PFC circuit unit 120 corrects and outputs the power factor of the rectified voltage.

인버터(130)는 PFC 회로부(120)의 출력단에 결합되며, 복수의 스위칭 소자(Q1~Q4) 중 대각선 방향의 스위칭 소자들이 쌍을 이루어 교번적으로 동작한다.The inverter 130 is coupled to the output terminal of the PFC circuit unit 120 and alternately operates a pair of diagonal switching elements among the plurality of switching elements Q1 to Q4.

주공진기동부(140)는 인버터(130)의 출력단에 직렬연결되는 L1, C1을 포함하여 구성되며, 램프의 기동시에 기본적인 공진회로를 제공한다.The main resonance starter 140 includes L1 and C1 connected in series to the output terminal of the inverter 130, and provides a basic resonance circuit when the lamp is started.

보조공진기동부(150)는 램프(170)와 주공진기동부(140) 사이에 연결되는 C2, C3, T1을 포함하여 구성되며, 램프의 기동시에 보조기동용 공진주파수를 제공한다.The auxiliary resonator starter 150 includes C2, C3, and T1 connected between the lamp 170 and the main resonator starter 140, and provides a resonant frequency for the auxiliary starter when the lamp is started.

콘트롤러(160)는 램프전압, 인버터 출력전압, 및 인버터 입력전류를 이용하여 인버터(130) 내 스위칭소자의 스위칭을 제어함으로써 램프(170)를 기동 및 구동시킨다.
The controller 160 starts and drives the lamp 170 by controlling the switching of the switching element in the inverter 130 using the lamp voltage, the inverter output voltage, and the inverter input current.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어용 스위칭 파형도이다.2 is a switching waveform diagram for inverter control according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인버터의 스위칭 소자 중 Q1과 Q2는 170Hz의 저주파로 스위칭시키고, Q3와 Q4는 70 내지 90kHz의 고주파로 스위칭시킨다. According to one embodiment of the present invention, Q1 and Q2 of the switching elements of the inverter is switched to a low frequency of 170Hz, Q3 and Q4 is switched to a high frequency of 70 to 90kHz.

정상 상태 모드에서 스위칭 소자 Q2가 턴온 상태로부터 턴오프 상태로 전환하고, 모든 스위칭 소자가 턴오프되는 데드 타임(t3~t4) 경과 후 스위칭 소자 Q1이 턴오프 상태로부터 턴온 상태로 전환하는 경우, 콘트롤러(160)는 인덕터(L1)의 초기 전류값이 0으로 된 상태에서 공진이 발생한 후 스위칭 소자 Q4가 스위칭하도록 스위칭 제어신호를 출력한다.
In the steady state mode, when the switching element Q2 switches from the turn on state to the turn off state, and the switching element Q1 switches from the turn off state to the turn on state after the dead time t3 to t4 after all switching elements turn off, the controller The output unit 160 outputs a switching control signal to switch the switching element Q4 after resonance occurs in a state where the initial current value of the inductor L1 becomes zero.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구간별 동작 상태도로서, 도 3a는 t0~t1 구간, 도 3b는 t1~t2 구간, 도 3c는 t2~3t 구간, 도 3d는 t3~t4 구간, 도 3e는 t4~t5 구간, 그리고 도 3f는 t5~t6 구간에서의 동작 상태도이다.
3A to 3F are operation state diagrams for each section according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3A is a section t0 to t1, FIG. 3B is a section t1 to t2, FIG. 3C is a section t2 to 3t, and FIG. 3D is a section t3 to t4. 3E is an operation state diagram in a section t4 to t5, and FIG. 3F is a section in t5 to t6 section.

1) t0~t1 구간: Q2, Q3 턴온 상태1) t0 ~ t1: Q2, Q3 turn on

스위칭 소자 Q3는 턴온 상태를, 환류 다이오드 D4는 오프 상태를 유지하는 구간으로, 인덕터 L1에는 dIL1/dt = 1/L * VL1 (VL1 = VDC - VLAMP)의 전류가 계속 증가하게 되고, 소정 전류(IL1max)에 도달하게 되는 순간(t1) 스위칭 소자 Q3는 턴 오프된다.
The switching element Q3 maintains the turn-on state and the freewheeling diode D4 maintains the off state. The current of the dIL1 / dt = 1 / L * VL1 (VL1 = VDC-VLAMP) continues to increase in the inductor L1, and the predetermined current ( The moment t1 is reached, the switching element Q3 is turned off.

2) t1~t2 구간: CQ3 충전 상태2) t1 ~ t2 section: CQ3 charge status

스위칭 소자 Q3는 온에서 오프 상태로, 환류 다이오드 D4는 오프에서 온 상태로 전환하는 구간으로서, 순간적인 방향 전환을 일으킬 수 없는 인덕터 전류 IL1은 스위칭 소자 Q3에서 스위칭 소자 Q3와 병렬연결된 커패시터 CQ3로 경로를 변경하여 흐르게 된다. VCQ3 = VQ3이므로, 커패시터 CQ3에 흐르는 전류는 ICQ3 = C * dVQ3/dt 만큼 흐르게 된다.
Switching element Q3 turns on and off and the freewheeling diode D4 turns off and on. The inductor current IL1, which cannot cause instantaneous redirection, passes from the switching element Q3 to the capacitor CQ3 in parallel with the switching element Q3. To change the flow. Since VCQ3 = VQ3, the current through capacitor CQ3 flows by ICQ3 = C * dVQ3 / dt.

3) t2~t3 구간: 환류(freewheeling) 상태3) t2 ~ t3 section: freewheeling state

스위칭 소자 Q3는 오프 상태를, 환류 다이오드 D4는 온 상태를 유지하는 구간으로서, 환류 다이오드 D4의 전압 VD4는 0볼트가 되고, 커패시터 CQ3를 통해 정방향으로 흐르던 전류 IL1은 환류 다이오드 D4를 통해 감소하게 된다. t3 시점에서 전류 IL1은 0암페어가 되고, 커패시터 CQ3와 인덕터 L1의 공진에 의해 역방향으로 전류가 흐르기 시작한다.
The switching element Q3 maintains the off state and the freewheeling diode D4 is on. The voltage VD4 of the freewheeling diode D4 becomes 0 volts, and the current IL1 flowing forward through the capacitor CQ3 decreases through the freewheeling diode D4. . At the time t3, the current IL1 becomes zero ampere, and current begins to flow in the reverse direction due to the resonance of the capacitor CQ3 and the inductor L1.

4) t3~t4 구간: 데드 타임 상태4) t3 ~ t4 section: dead time

모든 스위칭 소자가 오프된 상태를 유지하는 구간으로서, 스위칭 소자 Q1과 Q4의 환류 다이오드 D1 및 D4를 통해 인덕터 전류 IL1이 환류된다.
As a period in which all the switching elements remain off, the inductor current IL1 is refluxed through the reflux diodes D1 and D4 of the switching elements Q1 and Q4.

5) t4~t5 구간: 공진 상태15) t4 ~ t5: Resonance State 1

스위칭 소자 Q4가 턴온 상태를, 환류 다이오드 D1이 온 상태를 유지하는 구간으로서, t4시점에서 스위칭 소자 Q4와 환류 다이오드 D1이 턴온되고, 인덕터 L1과 커패시터 C1은 직렬 연결되어 공진이 일어난다. 커패시터 전압 VC1은 완전 방전될 때까지 방전되고, 인덕터는 충전되어 인덕터 전류 IL1은 증가한다.
As the period in which the switching element Q4 maintains the turn-on state and the flyback diode D1 is in the on state, at the time t4, the switching element Q4 and the flyback diode D1 are turned on, and the inductor L1 and the capacitor C1 are connected in series to generate resonance. The capacitor voltage VC1 is discharged until it is fully discharged, the inductor is charged and the inductor current IL1 increases.

6) t5~t6 구간: 공진 상태26) t5 ~ t6: Resonance 2

스위칭 소자 Q4가 턴온 상태를, 환류 다이오드 D1이 온 상태를 유지하는 구간으로서, 커패시터 전압 VC1이 완전 방전되면 음 전압으로 충전하고, 인덕터 L1은 충전모드에서 방전모드로 전환되어 인덕터 전류 IL1이 0이 될 때까지 공진상태를 지속한다.
The switching element Q4 maintains the turn-on state and the reflux diode D1 is in the on state. When the capacitor voltage VC1 is completely discharged, it is charged to the negative voltage, and the inductor L1 is switched from the charge mode to the discharge mode so that the inductor current IL1 becomes 0. The resonance state is maintained until

도 4는 본 발명과의 비교를 위한 인버터 제어용 스위칭 파형도로서, t4 시점에 스위칭 소자 Q1와 Q4가 동시에 턴온된다는 점에서 도 2와 차이가 있다.
FIG. 4 is a switching waveform diagram for inverter control for comparison with the present invention, which differs from FIG. 2 in that switching elements Q1 and Q4 are turned on at the same time.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명과의 비교를 위한 동작 구간별 상태도로서, to 내지 t4 구간에서의 동작은 도 2, 도 3a 내지 도 3f와 대동소이하므로 t4 이후 구간에 대하여 설명한다.
5A to 5F are state diagrams for each operation section for comparison with the present invention. Since operations in the to to t4 sections are similar to those of FIGS.

1) t4~t5 구간: Q1, Q4 턴온 상태1) t4 ~ t5: Q1, Q4 turn on

스위칭 소자 Q1, Q4가 온 상태를 유지하는 구간으로서, t4시점에서 스위칭 소자 Q1와 Q4가 턴온되고, 인덕터 L1에는 dIL1/dt = 1/L * VL1 (VL1 = VDC +VLAMP)의 비율로 전류가 증가한다.
The switching elements Q1 and Q4 are kept in the on state, and at the time t4, the switching elements Q1 and Q4 are turned on, and the inductor L1 has a current of dIL1 / dt = 1 / L * VL1 (VL1 = VDC + VLAMP). Increases.

2) t5~t6 구간: 공진 상태12) t5 ~ t6: Resonance State 1

스위칭 소자 Q4가 턴온 상태를, 환류 다이오드 D1이 온 상태를 유지하는 구간으로서, t5시점에서 스위칭 소자 Q4와 환류 다이오드 D1이 턴온되고, 인덕터 L1과 커패시터 C1은 직렬 연결되어 공진이 일어난다. 커패시터 C1의 전압이 방전되고, 인덕터 L1은 충전하는 모드로 동작한다.
The switching element Q4 maintains the turn-on state and the flyback diode D1 is turned on. At the time t5, the switching element Q4 and the flyback diode D1 are turned on, and the inductor L1 and the capacitor C1 are connected in series to generate resonance. The voltage on capacitor C1 is discharged and inductor L1 operates in the charging mode.

3) t6~t7 구간: 공진 상태23) t6 ~ t7: resonance state 2

스위칭 소자 Q4가 턴온 상태를, 환류 다이오드 D1이 온 상태를 유지하는 구간으로서, 커패시터 전압 VC1이 완전 방전되면 음 전압으로 충전하고, 인덕터 L1은 충전모드에서 방전모드로 전환되어 공진상태를 지속한다. 이러한 공진으로 인하여 t4~t5 구간에서 충전된 초기 전류 IL1에 정현파의 전류가 더해져서 과전류가 생성되어 스위칭 소자에 전류 스트레스를 주게 된다.
The switching element Q4 maintains the turn-on state and the reflux diode D1 is in the on state. When the capacitor voltage VC1 is completely discharged, the switching element Q4 is charged to a negative voltage, and the inductor L1 is switched from the charging mode to the discharge mode to maintain the resonance state. Due to this resonance, the sinusoidal current is added to the initial current IL1 charged in the period t4 to t5, and an overcurrent is generated to give a current stress to the switching element.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기의 컨트롤러는 램프를 기동상태와 정상상태로 나누어 제어한다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the controller of the electronic ballast for high brightness discharge lamp is controlled by dividing the lamp into a starting state and a normal state.

예컨대, 콘트롤러(160)는 스위칭이 시작되면 램프 기동 주파수를 250kHz로부터 160kHz까지 스위핑한다(이하, '스위핑 제어'라 함). 이는 공진 주파수인 160kHz로부터 비교적 먼 250kHz의 주파수에서 시작하여 공진 주파수에 이르도록 제어함으로써 소프트 스타트하도록 하기 위함이다. 정상 상태에 이르게 되면, 스위칭 소자 Q1 및 Q2는 저주파(예컨대, 170Hz)로 동작시키고, 스위칭 소자 Q3 및 Q4는 고주파(예컨대, 50kHz)로 동작시킨다(이하, '혼합 주파수 제어'라 함). 이를 통해 음향 공명 현상을 회피할 수 있다. For example, the controller 160 sweeps the lamp start frequency from 250 kHz to 160 kHz when switching is started (hereinafter referred to as 'sweep control'). This is to allow soft start by controlling to reach the resonance frequency starting at a frequency of 250 kHz relatively far from the resonance frequency of 160 kHz. When the steady state is reached, the switching elements Q1 and Q2 operate at low frequencies (e.g., 170 Hz) and the switching elements Q3 and Q4 operate at high frequencies (e.g., 50 kHz) (hereinafter referred to as 'mixed frequency control'). This can avoid the acoustic resonance phenomenon.

검출된 램프 전압이 10 내지 390볼트 내에 있으면, 램프가 점등된 것으로 판단하고, 이를 벗어나면 램프가 소등된 것으로 판단한다. 램프가 점등된 것으로 판단되면, 혼합 주파수 제어를 수행하고, 램프가 소등된 것으로 판단되면, 스위핑 제어를 수행한다.
If the detected lamp voltage is within 10 to 390 volts, it is determined that the lamp is turned on, and if it is out of this, it is determined that the lamp is turned off. When it is determined that the lamp is turned on, the mixing frequency control is performed. When it is determined that the lamp is turned off, the sweeping control is performed.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

110: 정류부
120: PFC 회로부
130: 인버터
140: 주공진기동부
150: 보조공진기동부
160: 콘트롤러
170: 램프
110: rectifier
120: PFC circuit part
130: inverter
140: main resonance moving part
150: auxiliary resonance moving part
160: controller
170: lamp

Claims (3)

고휘도 방전 램프용 전자식 안정기에 있어서,
상용교류전원을 인가받아 정류하여 출력하는 정류부;
상기 정류부로부터 출력되는 전압의 역률을 보정하여 출력하는 PFC 회로부;
상기 PFC 회로부의 출력단에 결합되며, 두 쌍의 스위칭 소자가 교번적으로 동작하는 인버터;
상기 인버터 내 스위칭소자의 스위칭을 제어함으로써 상기 램프를 기동 및 구동시키는 콘트롤러;
상기 인버터의 출력단에 직렬연결되어 상기 램프의 기본 공진회로를 제공하는 주공진기동부; 및
상기 램프와 상기 주공진기동부 사이에 연결되어 구성되며, 상기 램프의 기동시에 기동 공진 주파수를 제공하는 보조공진기동부를 포함하며,
상기 램프가 정상 상태에 이르면, 상기 콘트롤러는, 상기 두쌍의 스위칭 소자 중 적어도 어느 한쌍의 스위칭 소자에 대하여 서로 상이한 주파수로 동작시키고, 상기 어느 한쌍의 스위칭 소자가 동일한 시점에 턴온 상태로 전환되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기.
In electronic ballast for high brightness discharge lamp,
A rectifier for rectifying and receiving a commercial AC power;
A PFC circuit unit for correcting and outputting a power factor of the voltage output from the rectifying unit;
An inverter coupled to the output terminal of the PFC circuit unit, the pair of switching elements operating alternately;
A controller for starting and driving the lamp by controlling switching of the switching element in the inverter;
A main resonance starter connected in series with an output terminal of the inverter to provide a basic resonance circuit of the lamp; And
It is configured to be connected between the lamp and the main resonance starter, and includes an auxiliary resonance starter for providing a starting resonance frequency when the lamp is started,
When the lamp reaches a steady state, the controller operates at different frequencies with respect to at least one pair of switching elements of the two pairs of switching elements, and controls the pair of switching elements to not be turned on at the same time. Electronic ballast for high brightness discharge lamp, characterized in that.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 콘트롤러는 상기 램프의 기동시에 기동 주파수를 상기 기동 공진 주파수까지 스위핑시키는 것을 특징으로 하는 고휘도 방전 램프용 전자식 안정기.
The method of claim 1,
And said controller sweeps the starting frequency up to said starting resonant frequency at the time of starting of said lamp.
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