KR101264175B1 - 위상제어 조광기 - Google Patents

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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 위상제어 조광기로서, 입력 전압의 각기 다른 위상에서 각각 구동되는 2개의 스위칭 트랜지스터; 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압(Threshold Voltage)을 제공하는 구동 커패시터; 상기 구동 커패시터에 충전되는 전류의 흐름을 제어하는 다이오드; 및 상기 입력 전압과 대비하여 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 출력 전압의 위상을 조절하는 가변 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 LED 등의 램프의 구동을 안정적으로 조절할 수 있는데, 특히 래칭 전류(latching current)로 인해 램프가 갑자기 밝아지는 현상을 제거할 수 있고 또한 리플 전압을 포함하는 입력 전압에 의해 홀딩 전류(holding current)를 유지하지 못함으로 인한 램프가 깜빡이는 현상을 제거할 수 있게 된다.

Description

위상제어 조광기{Dimmer using phase control}
본 발명은 조명의 위상제어 조광기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 램프의 구동을 제어하는 조광기를 스위칭 트랜지스터와 가변저항으로 구성하여 가변저항에 의해 스위칭 트랜지스터의 구동에 따른 출력 전압의 위상을 조절하여 램프의 구동을 안정적으로 제어할 수 있는 위상제어 조광기에 대한 것이다.
백열등이 등장한 이래로 조명 기술에는 많은 진보가 있어왔다. 조명 기술에 있어서 최근의 발전들 중 하나는 발광 다이오드의 개발이며, 이 발광 다이오드는 오늘날 일반적으로는 LED로 지칭된다. 이들 반도체 기반 조명 제품은 예를 들어 작은 크기, 저전압 전원으로부터의 동작, 및 제어 회로와의 집적의 용이성과 같은 다수의 바람직한 특성을 갖는다.
LED는 고휘도, 고출력을 갖도록 개발되고 있으며, 조명 용도로도 그 활용도를 넓혀가고 있다. LED는 일반적으로 그 구조상 비교적 낮은 크기의 직류(DC)에서 구동되지만, 높은 전압의 교류(AC)에 직접 연결하여 구동하기 위하여 다수의 LED들을 정방향 및 역방향으로 직렬 연결하는 등의 방법들이 개발되고 있다.
LED는 등장 이래로 비교적 급속도로 발전해왔고 지금은 소비자 및 산업 전자장치를 포함하는 제품 영역 및 조명 애플리케이션에 널리 사용된다. 예를 들어 휘도 및 각종 컬러의 이용가능성과 같은 분야에 대해 일부 개선사항이 있어왔다. 이들 유용한 조명 소자에 대한 애플리케이션에 관하여, 또한 이들을 제어하는데 사용되는 제어회로에 대해 그 밖의 다른 발전이 있어 왔다.
일반적으로 가정용, 산업용 조명 장치에 적용되는 LED는 교류에 직접 연결하여 사용되는데, 이러한 조명 장치에 부착하여 그 밝기를 원하는 대로 조절하거나, 밝기가 점차 밝아지도록 한다거나 반대로 점차 어두워지도록 하는 장치를 조광기(Dimmer)라고 칭한다. 조광기는 조명을 이용하는 사람들에 적절한 조명 환경을 제공할 뿐만 아니라, 조명 장치 자체의 수명을 늘려줄 수도 있다.
교류 구동의 LED의 경우에 트라이액(Triac)을 적용한 조광기가 많이 이용되고 있는데, 트라이액은 양방향 전력 소자로서 게이트 전압으로 양방향 전류 소통을 제어할 수 있는 소자이다.
도 1은 일반적인 트라이액(Triac) 소자로 구성된 조광기(10)의 구성을 도시한다.
이와 같은 트라이액 소자로 구성된 조광기는 그 구성이 매우 간단하다는 장점을 가지고 있으나 전류 구동형으로서 래칭 전류(latching current) 및 홀딩 전류(holding current)로 인한 여러 문제점이 발생되고 있다.
여기서 래칭 전류(latching current)는 트라이액 소자가 구동되기 위한 순간 최소 전류이고, 홀딩 전류(holding current)는 트라이액 소자가 구동된 이후에 동작을 유지시키기 위한 최소 전류를 말한다.
도 2는 트라이액 소자의 구동에 따른 래칭 전류(latching current)와 홀딩 전류(holding current)의 특성에 대한 그래프를 도시하며, 트라이액 소자의 게이트 전극에 입력되는 펄스에 따라 초기 래칭 전류(latching current) 이상이 될 때까지 LED 램프는 구동되지 않으며, 또한 LED 램프의 구동 후에 홀딩 전류(holding current)보다 작아지면 바로 LED 램프의 작동이 정지되게 된다.
이와 같은 트라이액 소자를 이용하는 경우에 트라이액의 게이트 전압으로 조절할 수 있는 것은 LED의 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off) 시점 뿐이고 발광 다이오드 자체에 인가되는 전압의 크기는 조절할 수 없기 때문에, 밝기를 조절하는데에 한계가 있다.
즉, 일반적으로 통상적인 백열 전구는 200mA보다 큰 전류를 쉽게 유도할 수 있으며, 이와 같은 값은 통상적인 조광기의 홀딩 전류(holding current)를 크게 초과하는 값이다. 따라서 백열전구를 조도 조정하는데 있어서 통상적으로 문제가 발생되지 않지만, LED 조명 장치에서는 LED가 저전력에서 발광하며 일반적으로 40mA 정도의 작은 전류로 구동됨으로 인하여 조광기가 문제를 일으키게 되는데, 예를 들어 LED 램프의 구동을 위한 래칭 전류(latching current)로 인해 갑자기 LED가 밝아지는 현상이 발생하여 사용자가 순간적으로 눈이 부셔 불편함을 느낄 수 있으며, 또한 LED 램프의 구동을 유지하기 위한 홀딩 전류(holding current)로 인해 리플 전압이 포함된 입력 전원에서 LED 램프가 깜빡거리는 현상이 발생되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 트라이액(Triac)의 전류 구동 방식에 따른 래칭 전류(latching current)로 인해 LED 등의 램프가 순간적으로 밝아지는 현상과 리플이 존재하는 불안정한 입력전압에서 홀딩 전류(holding current)로 인해 LED 등의 램프가 깜박거리는 현상을 해소하고자 한다.
또한 트라이액(Triac)의 전류 구동 방식으로 인해 높은 구동 전력이 필요한 점을 개선하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 입력 전압의 각기 다른 위상에서 각각 구동되는 2개의 스위칭 트랜지스터; 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압(Threshold Voltage)을 제공하는 구동 커패시터; 상기 구동 커패시터에 충전되는 전류의 흐름을 제어하는 다이오드; 및 상기 입력 전압과 대비하여 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 출력 전압의 위상을 조절하는 가변 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기이다.
바람직하게는 상기 2개의 스위칭 트랜지스터는, 서로 드레인 전극이 연결되고 어느 하나의 소스 전극이 입력단자이며 다른 하나의 소스 전극이 출력단자이며, 상기 구동 커패시터와 상기 다이오드는, 서로 병렬로 연결되어 상기 2개의 스위칭 트랜지스터 각각의 소스 전극으로부터 게이트 전극 방향으로 연결되며, 상기 가변 저항은, 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결될 수 있다.
바람직하게는 상기 2개의 스위칭 트랜지스터 각각의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 연결되는 구동 트랜지스터; 및 상기 구동 트랜지스터의 베이스에 연결되는 제너 다이오드를 더 포함하며, 상기 구동 트랜지스터와 제너 다이오드는 상기 구동 커패시터에 병렬로 연결되어, 상기 구동 트랜지스터의 베이스와 이미터 간의 전압과 제너 다이오드의 전압에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 구동이 조절될 수 있다.
나아가서 서로 병렬로 연결되는 안정 저항 및 안정 커패시터를 더 포함하며, 상기 안정 저항 및 안정 커패시터는 상기 구동 커패시터에 병렬로 연결될 수 있다.
또는 상기 2개의 스위칭 트랜지스터는, 서로 소스 전극이 연결되고 어느 하나의 드레인 전극이 입력단자이며 다른 하나의 드레인 전극이 출력단자이며, 상기 가변저항과 상기 다이오드는, 서로 병렬로 연결되어 상기 2개의 스위칭 트랜지스터 각각의 게이트 전극으로부터 드레인 전극 방향으로 연결되며, 상기 구동 커패시터는, 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결될 수도 있다.
여기서 상기 스위칭 트랜지스터는, MOSFET 또는 IGBT가 적용될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 위상제어 조광기에 의하면, 구동 커패시터에 충전되는 전압에 따라 2개의 스위칭 트랜지스터가 구동되며, 상기 구동 커패시터의 충전 전압을 가변 저항을 통해 조절함으로써 상기 스위칭 트랜지스터의 출력 전압의 위상을 조절할 수 있게 된다. 이로써 LED 등의 램프의 구동을 안정적으로 조절할 수 있는데, 특히 래칭 전류(latching current)로 인해 램프가 갑자기 밝아지는 현상을 제거할 수 있고 또한 입력전압이 낮아짐에 따라 부하 전류가 작아짐으로 인하여 홀딩 전류(holding current)를 유지하지 못해 램프가 깜빡이는 현상을 제거할 수 있다.
나아가서 리플 전압을 포함하는 입력 전압의 불안정한 전원 공급에 대하여 보조회로를 통해 램프의 구동을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 트라이액(Triac) 소자로 구성된 조광기의 구성을 도시하며,
도 2는 트라이액 소자의 구동에 따른 래칭 전류(latching current)와 홀딩 전류(holding current)의 특성에 대한 그래프를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 위상제어 조광기의 일실시예의 회로도를 도시하며,
도 4는 상기 도 3에 따른 본 발명의 실시예의 동작관계를 도시하며,
도 5는 상기 도 4의 본 발명의 실시예의 동작관계에 대한 출력전압의 위상 조절을 나타내는 그래프이며,
도 6은 본 발명에 따른 위상제어 조광기의 다른 실시예의 회로도를 도시하며,
도 7은 상기 도 6에 따른 본 발명의 다른 실시예의 동작관계를 도시하며,
도 8은 상기 도 3의 본 발명에 따른 실시예의 변형된 또다른 실시예를 도시한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 램프의 구동을 제어하는 조광기를 스위칭 트랜지스터와 가변저항으로 구성하여, 가변저항에 의해 스위칭 트랜지스터의 구동에 따른 출력 전압의 위상을 조절하여 램프의 구동을 안정적으로 제어할 수 있는 위상제어 조광기에 대한 것이다.
본 발명은 개략적으로 입력 전압의 각기 다른 위상에서 각각 구동되는 2개의 스위칭 트랜지스터, 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압(Threshold Voltage)을 제공하는 구동 커패시터, 상기 구동 커패시터에 충전되는 전류의 흐름을 제어하는 다이오드 및 상기 입력 전압과 대비하여 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 출력 전압의 위상을 조절하는 가변 저항을 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 위상제어 조광기의 일실시예에 대한 구성 회로도를 도시한다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 위상제어 조광기(100)는 2개의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 드레인 전극이 서로 연결되어 배치되고, 여기서 제1 스위칭 트랜지스터(M1)의 소스 전극은 입력단자로서 AC 입력전압(20)에 연결되고, 제2 스위칭 트랜지스터(M2)의 소스 전극은 출력단자로서 LED 등의 램프(30)에 연결된다.
각각의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)에는 구동 커패시터(C1, C2)와 다이오드(D1, D2)가 연결되는데, 여기서 제1 스위칭 트랜지스터(M1)에 제1 구동 커패시터(C1)와 제1 다이오드(D1)가 연결되되, 제1 구동 거패시터(C1)와 제1 다이오드(D1)은 병렬로 연결되어 제1 스위칭 트랜지스터(M1)의 소스 전극으로부터 게이트 전극 방향으로 연결된다.
또한 제2 스위칭 트랜지스터(M2)에도 제1 스위칭 트랜지스터(M1)와 마찬가지로 제2 구동 커패시터(C2)와 제2 다이오드(D1)가 서로 병렬로 연결되어 제2 스위칭 트랜지스터(M2)의 소스 전극으로부터 게이트 전극 방향으로 연결된다.
그리고 2개의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 게이트 전극 사이에는 가변 저항(R1)이 배치되는데, 가변 저항(R1)은 2개의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 출력 전압에 대한 위상을 조절하게 된다.
이와 같은 상기 도 3에 도시된 본 발명에 따른 일실시예의 구동을 살펴보기 위해 도 4를 참조하면, 도 4는 상기 도 3에 도시된 본 발명에 따른 실시예의 동작관계를 도시하는데, 도 4의 (a)는 AC 입력전압(20)의 상부가 양극이고 하부가 음극일 경우의 구동관계를 도시하고 도 4의 (b)는 AC 입력전압(20)의 상부가 음극이고 하부가 양극일 경우의 구동관계를 도시한다.
우선 도 4의 (a)를 살펴보면, 상기 도 4의 (a)에 도시된 화살표와 같이 AC 입력전압(20)으로부터의 입력전압은 제1 다이오드(D1)를 통과하고 가변 저항(R1)을 거쳐 제2 구동 커패시터(C2)에 충전되게 되며, 제2 구동 거패시터(C2)의 전압이 상승하여 제2 스위칭 트랜지스터(M2)의 문턱 전압(Threshold Voltage) Vth에 이르면 제2 스위치 트랜지스터(M2)가 ON되어 구동함으로써 램프(30)가 구동되게 된다.
상기 도 4의 (a) 경우와 AC 입력전압의 위상이 반대인 경우로서 그 구동관계는 상기 도 4의 (a)와 유사하게 AC 입력전압(20)의 위상이 반대 경우인 도 4의 (b)를 살펴보면, 상기 도 4의 (b)에 도시된 화살표와 같이 AC 입력전압(20)으로부터의 입력전압은 제2 다이오드(D2)를 통과하여 가변 저항(R1)을 거쳐 제1 구동 커패시터(C1)에 충전되며, 이를 통해 제1 구동 거패시터(C1)의 전압이 상승하여 제1 스위칭 트랜지스터(M1)의 문턱 전압(Threshold Voltage) Vth에 이르면 제1 스위치 트랜지스터(M1)가 ON되어 구동함으로써 램프(30)가 구동되게 된다.
도 5는 상기 도 4의 본 발명에 따른 위상제어 조광기의 실시예에 대한 구동에 따른 출력전압의 그래프를 도시하는데, 여기서 가변 저항(R1)을 조절하면 그에 따라 제1 및 제2 구동 커패시터(C1, C2)의 충전되는 전압이 조절되어 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 문턱 전압(Threshold Voltage) Vth에 도달되는 시점이 달라지게 되며, 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 문턱 전압(Threshold Voltage) Vth에 도달되는 시점에 따라 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 구동 시점이 조절되게 된다.
즉, 상기 도 5에 도시된 그래프를 참고하면, 가변 저항(R1)을 조절함으로써 α 값이 변하게 되며, α 값에 따라 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 구동에 의한 출력 전압(Vo)의 위상이 조절되게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 위상제어 조광기의 다른 실시예에 대한 구성 회로도를 도시한다.
상기 도 6의 실시예는 상기 도 3의 실시예에 대한 변형으로서, 여기서는 2개의 스위칭 트랜지스터(M3, M4)의 소스 전극이 서로 연결되며, 제1 스위칭 트랜지스터(M3)의 드레인 전극이 입력단자가 되고, 제2 스위칭 트랜지스터(M4)의 드레인 전극이 출력단자가 된다.
그리고 각각의 스위칭 트랜지스터(M3, M4)에는 각각 가변 저항(R2, R3)와 다이오드(D3, D4)가 연결되는데, 여기서 각각의 가변 저항(R2, R3)과 다이오드(D3, D4)는 서로 병렬로 연결되며, 병렬 연결된 가변 저항(R2, R3)과 다이오드(D3, D4)는 각각의 스위칭 트랜지스터(M3, M4)의 게이트 전극으로부터 드레인 전극 방향으로 연결되게 된다.
즉, 제1 가변 저항(R2)와 제1 다이오드(D3)가 서로 병렬연결되어 제1 스위칭 트랜지스터(M3)의 게이트 전극으로부터 드레인 전극 방향으로 연결되고, 제2 가변 저항(R3)와 제2 다이오드(D4)가 서로 병렬연결되어 제2 스위칭 트랜지스터(M4)의 게이트 전극으로부터 드레인 전극 방향으로 연결된다.
또한 구동 커패시터(C3)는 2개의 스위칭 트랜지스터(M3, M4)의 게이트 전극 사이에 연결된다.
상기 도 6에 도시된 본 발명에 따른 위상제어 조광기(100a)의 다른 실시예에 대한 동작관계를 도 7을 참조하여 살펴보면, 도 7의 (a)는 AC 입력전압(20)의 상부가 양극이고 하부가 음극일 경우의 구동관계를 도시하고 도 7의 (b)는 AC 입력전압(20)의 상부가 음극이고 하부가 양극일 경우의 구동관계를 도시한다.
우선 도 7의 (a)에 도시된 화살표와 같이 AC 입력전압(20)으로부터의 입력전압은 가변 저항(R2)를 거쳐 구동 커패시터(C3)에 충전되게 되며, 구동 커패시터(C3)의 충전 전압이 제1 스위칭 트랜지스터(M3)의 문턱 전압(Threshold Voltage) Vth에 이르면 제1 스위칭 트랜지스터(M3)가 ON되어 구동함으로써 램프(30)가 구동되게 된다.
또한 AC 입력전압(20)의 위상이 상기 도 7의 (a)와 반대인 경우에는 도 7의 (b)에 도시된 화살표와 같이 AC 입력전압(20)으로부터의 입력전압은 가변 저항(R3)를 거쳐 구동 커패시터(C3)에 충전되게 되며, 이 경우에는 구동 커패시터(C3)의 충전 전압이 제2 스위칭 트랜지스터(M4)의 문턱 전압(Threshold Voltage) Vth에 이르면 제2 스위칭 트랜지스터(M4)가 ON되어 구동함으로써 램프(30)가 구동되게 된다.
상기 도 7에 도시된 본 발명에 따른 위상제어 조광기(100a)의 다른 실시예에서는 제1 스위칭 트랜지스터(M3)의 출력 전압에 대한 위상은 제1 가변 저항(R2)으로 조절이 가능하고, 제2 스위칭 트랜지스터(M4)의 출력 전압에 대한 위상은 제2 가변 저항(R3)로 조절이 가능한데, 이점에 대해서는 앞서 살펴본 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
나아가서 상기 도 3 내지 도 6에 도시된 본 발명에 따른 위상제어 조광기에서는 스위칭 트랜지스터가 모두 MOSFET 소자를 이용하는 것으로 도시되어 있으나, 상황에 따라서는 더 높은 전압에서 안정적으로 구동될 수 있는 IGBT 소자가 이용될 수도 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 위상제어 조광기에 의하면, 구동 커패시터에 충전되는 전압에 따라 2개의 스위칭 트랜지스터가 구동되며, 상기 구동 커패시터의 충전 전압을 가변 저항을 통해 조절함으로써 상기 스위칭 트랜지스터의 출력 전압의 위상을 조절할 수 있게 된다. 이로써 LED 등의 램프의 구동을 안정적으로 조절할 수 있는데, 특히 래칭 전류(latching current)로 인해 램프가 갑자기 밝아지는 현상을 제거할 수 있고 또한 입력전압이 낮아짐에 따라 부하 전류가 작아짐으로 인하여 홀딩 전류(holding current)를 유지하지 못해 램프가 깜빡이는 현상을 제거할 수 있다.
나아가서 도 8은 상기 도 3에 도시된 본 발명에 따른 위상제어 조광기의 실시예에 대한 변형된 또다른 실시예를 도시한다.
도 8에 도시된 본 발명에 따른 위상제어 조광기(100b)의 실시예에는 기본적으로 상기 도 3에 도시된 위상제어 조광기(100)의 기본 구성을 포함하고, 추가적으로 보조회로(150)가 구비된다.
보조회로(150)의 구성을 살펴보면, 2개의 스위칭 트랜지스터(M1, M2) 각각의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 각각의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 구동을 조절하는 구동 트랜지스터(Q1, Q2) 및 구동 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스 전극에 연결되어 전압의 방향과 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 구동 전압을 조절하는 제너 다이오드(ZD1, ZD2)가 연결된다.
그리고 각각의 구동 트랜지스터(Q1, Q2)와 제너 다이오드(ZD1, ZD2)에 병렬로 연결되는 안정 저항(R4, R5) 및 안정 커패시터(C4, C5)가 추가로 구성된다.
이와 같은 보조회로(150)의 구동관계를 살펴보면, AC 입력전압(20)의 상부가 양극이고 하부가 음극인 경우에 입력전압은 제1 다이오드(D1)을 통과하여 가변저항(R1)을 거쳐 제2 구동 커패시터(C2)에 전압을 충전시킨다. 여기서 제2 구동 커패시터(C2)에 충전된 전압이 제2 구동 트랜지스터(Q2), 제2 베이스 저항(R7) 및 제2 제너 다이오드(ZD2)에 걸리는 전압의 합을 초과하는 경우에 제2 구동 트랜지스터(Q2)가 ON되며, 제2 구동 커패시터(C2)의 전압이 제2 스위칭 트랜지스터(M2)로 전달되게 된다.
AC 입력전압(20)의 위상이 반대인 상부가 음극이고 하부가 양극인 경우에는 상기 내용을 통해 그 구동이 유추될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 보조회로(150)를 이용하면 기본적으로 각각의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)에 문턱전압(Vth) 이상의 전압이 공급되므로, 더욱 안정적으로 스위칭 트랜지스터(M1, M2)가 구동될 수 있으며, 또한 각각의 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 안정 저항(R4, R5)와 안정 커패시터(C4, C5)를 병렬로 연결하여 더욱 안정적으로 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 구동 전압이 안정적으로 제공될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 리플 전압을 포함하는 입력 전압의 불안정한 전원 공급에 대하여 상기에서 살펴본 바와 같은 보조회로를 통해 램프의 구동을 더욱 안정적으로 유지시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20 : AC 입력 전압,
30 : 램프,
100, 100a, 100b : 위상제어 조광기,
150 : 보조 회로,
M1, M2, M3, M4 : 스위칭 트랜지스터,
C1, C2, C3 : 구동 커패시터,
D1, D2, D3, D4 : 다이오드,
R1, R2, R3 : 가변 저항.

Claims (6)

  1. 입력 전압의 각기 다른 위상에서 각각 구동되는 2개의 스위칭 트랜지스터;
    상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압(Threshold Voltage)을 제공하는 구동 커패시터;
    상기 구동 커패시터에 충전되는 전류의 흐름을 제어하는 다이오드; 및
    상기 구동 커패시터의 충전 전압의 조절을 통해, 상기 입력 전압과 대비하여 상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 출력 전압의 위상을 조절하는 가변 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 스위칭 트랜지스터는,
    서로 드레인 전극이 연결되고 어느 하나의 소스 전극이 입력단자이며 다른 하나의 소스 전극이 출력단자이며,
    상기 구동 커패시터와 상기 다이오드는,
    서로 병렬로 연결되어 상기 2개의 스위칭 트랜지스터 각각의 소스 전극으로부터 게이트 전극 방향으로 연결되며,
    상기 가변 저항은,
    상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 스위칭 트랜지스터는,
    서로 소스 전극이 연결되고 어느 하나의 드레인 전극이 입력단자이며 다른 하나의 드레인 전극이 출력단자이며,
    상기 가변저항과 상기 다이오드는,
    서로 병렬로 연결되어 상기 2개의 스위칭 트랜지스터 각각의 게이트 전극으로부터 드레인 전극 방향으로 연결되며,
    상기 구동 커패시터는,
    상기 2개의 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 스위칭 트랜지스터 각각의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 연결되는 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 베이스에 연결되는 제너 다이오드를 더 포함하며,
    상기 구동 트랜지스터와 제너 다이오드는 상기 구동 커패시터에 병렬로 연결되어, 상기 구동 트랜지스터의 베이스와 이미터 간의 전압과 제너 다이오드의 전압에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 구동이 조절되는 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서로 병렬로 연결되는 안정 저항 및 안정 커패시터를 더 포함하며,
    상기 안정 저항 및 안정 커패시터는 상기 구동 커패시터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는,
    MOSFET 또는 IGBT인 것을 특징으로 하는 위상제어 조광기.
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