KR101362693B1

KR101362693B1 - 방전 램프들을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트 및 방전 램프를 동작시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR101362693B1
Application number: KR1020107000532A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 브레우어; 마르틴 브뤽켈; 안드레아스 후버; 베른하르트 리이터
Original assignee: 오스람 게엠베하
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2014-02-13
Also published as: JP2010529627A; US20100171434A1; CN101690411B; CA2690558C; WO2008151669A1; ATE521215T1; CN101690411A; CA2690558A1; US8362708B2; EP2156712B1; EP2156712B8; EP2156712A1; KR20100040287A; JP5140723B2

Abstract

고압 방전 램프들을 동작시킬 때에, 전극 팁(tip)들의 과도한 형성으로 플리커링이 발생한다. 본 발명을 이용하면, 다수의 전극 팁들을 갖는 전극을 탐지하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 전극 팁들을 간섭하는 것이 특히 완화될 수 있다.

Description

방전 램프들을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트 및 방전 램프를 동작시키기 위한 방법{CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OPERATING DISCHARGE LAMPS AND METHOD FOR OPERATING DISCHARGE LAMPS}

본 발명은 교류 전류를 이용하여 방전 램프들, 특히 이미지들을 투영하기 위한 장치들에서 이용되는 바와 같은 고압 및 초고압 방전 램프들을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트에 관한 것이다. 본 발명은, 램프 전류의 극성 변화 이후에 상기 방전 램프의 아크 섭동(arc perturbation)에 의해서 야기되는 플리커링(flickering) 현상의 문제를 다룬다. 특히, 본 발명은 상기 방전 램프의 전극들의 변화들의 검출과 관련된 문제들을 다룬다.

이하에서 간단하게 램프로도 지칭될 방전 램프의 동작에서, 전극 스파이크들이 증가하는 현상이 존재한다. 일 포인트에서의 전극들로부터 증발되는 물질은 선호되는 포인트들에서의 전극 상에서 다시 증착되고, 전극 스파이크들의 형성을 야기한다. 이러한 전극 스파이크들은 초기에는, 램프에서 생성되는 아크 방전의 플라즈마 아크가 상기 전극의 안정적인 루트 포인트(root point)를 찾고 몇몇 루트 포인트들 사이를 점프하지 않는다는 장점을 갖는다. 상기 방전 포인트의 이러한 점핑은 또한 아크 점핑으로 지칭되고, 상기 램프의 플리커링에서 자신을 나타낸다. 이러한 것은 상기 램프의 광이 이미지들을 조영하기 위해 이용될 때에 특히 방해가 된다.

상기 아크의 상기 루트 포인트는 일반적으로 캐소드로서 역할하는 전극 상에서만 형성된다. 애노드 상에서의 상기 아크의 루트는 2차원적이다. 그러므로, 교류 전류를 이용하여 동작하는 램프들에서는 아크 점핑이 일반적인 문제인데, 왜냐하면 각각의 극성 변화를 이용하여 상기 아크가 애노드로부터 캐소드로 변화하는 전극 상에서 루트 포인트를 찾아야 하기 때문이다. 상기한 전극 스파이크들은 상기 아크에 대한 선호되는 루프 포인트를 형성하고, 따라서 아크 점핑을 감소시킨다.

하지만, 상기 전극 스파이크들로 인해 문제들이 또한 발생할 수 있다. 적절하지 않은 조건들 하에서는, 몇몇 전극 스파이크들이 형성될 수 있다. 그러면, 아크 루트가 다양한 전극 스파이크들 사이를 점프하는 것이 발생할 수 있다.

유럽 특허 문서 EP 1 624 733 A2 (Suzuki)에서, 이러한 문제는 제한된 시간 동안에 동작 주파수, 즉 상기 램프를 동작시키는 교류 전류의 주파수를 감소시킴으로써 해결된다. 이러한 방법은, 전극이 애노드로서 역할하는 동안에는 전극을 가열시키고 전극이 캐소드로서 역할하는 동안에는 전극을 냉각시킨다는 사실로 인해 수행된다. 이것은 온도 섭동에, 상기 동작 주파수에 대응하는 시간의 변화를 제공한다. 높은 주파수들에서, 상기 전극들의 열 용량으로 인해 평균 온도가 발생한다. 소위 구형파 동작에서, 상기 램프들은 일반적으로 50 내지 5000 Hz의 주파수를 갖는 구형파 전류를 이용하여 작동한다. 상기 램프의 설계에 따라, 상기 전극들의 뚜렷한 온도 변화는 이미 50 Hz에서 발생할 수 있다. 더 강한 온도 변화를 이용하면, 상기 전극은 나머지 전극 스파이크들이 용해되는 온도들에 도달한다.

비디오 투영기들은 종종 시간에 있어서 일련의 서로 다른 컬러들을 표시하는 광원을 필요로 한다. 특허 문서 US 5,917,558 (Stanton)에 기술된 바와 같이, 이러한 것은 램프의 광의 교번적 컬러들을 필터링하는 회전 컬러 휠(rotating color wheel)에 의해 성취될 수 있다. 광이 특정한 컬러를 취하는 주기(period)들이 필수적으로 동일할 필요는 없다. 대신에, 투영된 광에 대하여 생성된 원하는 컬러 온도는 서로에 대하여 이러한 주기들의 비율을 통해서 세팅될 수 있다.

상기 램프는 일반적으로 구형파 램프 전류를 이용하여 동작된다. 전술한 동작 주파수는 상기 구형파 램프 전류의 주기의 역수인 것으로 이해된다. 종래에는, 램프 전류가 전류(轉流) 장치(commutating device)의 도움으로 직류 소스로부터 생성되었다. 일반적으로 상기 전류 장치는, 상기 구형파 램프 전류의 레이트로 상기 직류 소스의 극성을 전류하는 전자 스위치들로 구성된다. 실제로, 상기 전류 동안에 오버슈트(overshoot)를 완전하게 회피할 수는 없다. 이러한 이유로, 이러한 오버슈트들을 저지하기 위해서, 종래 기술에서, 전류(轉流)가 발생할 시간이 광의 컬러가 변화하는 시간과 결합되었다. 이러한 이유로, 전술한 컬러 휠과 동기되는 동기 펄스를 나타내는 동기 신호가 제공된다. 상기 동기 신호의 도움으로, 컬러 변화와 램프 전류의 전류(轉流)가 동기화된다.

일반적으로, 전극 스파이크들이 양쪽 전극들에서 동일한 방식으로 발생하지 않는다. 이러한 것의 이유는, 상기 램프의 설비 조건들이 상기 전극들의 열 균형에 서로 상이하게 영향을 미친다는 것일 수 있다. 특히, 램프가 수평면상에서 동작하지 않을 때에, 원칙적으로 더 높게 위치한 전극에 더 높은 온도가 야기된다. 스파이크들이 일 전극에서 수차례 발생하면, 플리커링 현상을 회피하기 위해서 전술한 종래 기술에서는 상기 전극들의 용해(melting-off)가 제안되었다. 하지만, 양 전극들을 용해시키는 것은 오직 하나의 전극 스파이크를 갖는 전극을 손상시킬 수 있다. 이러한 하나의 전극 스파이크는 그것이 어떠한 플리커링 현상을 야기하지 않을지라도 어쩌면 용해된다.

본 발명의 목적은, 수차례의 전극 스파이크들을 갖는 전극에서만 전극 스파이크들이 용해되는 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 전술한 회로 어레인지먼트에 대응하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 또한 방법 양상을 갖기 때문에, 후술하는 설명은 장치 특성과 방법 특성 모두에 대하여 이해되어야 하는 것으로 의도된다.

상기 목적은 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트에 의해서 성취되고, 여기서 상기 회로 어레인지먼트는 직류 소스에 결합되는 입력부를 나타내고 방전 램프에 결합될 수 있는 출력부를 갖는 전류 장치를 포함하는데, 상기 전류 장치는 상기 직류 소스를 상기 출력에 결합시키도록 설계되며, 상기 직류 소스가 상기 출력으로 결합되는 극성은 제어 장치에 의해서 전류될 수 있다. 따라서, 상기 램프를 통한 전류의 방향이 전류되고, 즉 전류의 극성이 역전되고 상기 제어 장치에 의해서 제어된다. 상기 제어 장치는 측정 장치에 결합되는 측정 입력부를 갖는데, 상기 측정 장치는 램프 전류의 크기의 정도인 측정값을 전달하도록 설계된다. 본 발명에 따르면, 더 높은 램프 전압이 우세하는 램프 전류의 극성이 상기 출력부에 더 오래 결합되도록 하는 방식으로, 상기 제어 장치가 상기 전류 장치를 제어한다.

제안된 해결책은, 수차례의 전극 스파이크들을 갖는 전극이 현재에 애노드일 때에 램프 전압이 적어도 평균적으로 증가하는 것을 보여주는 연구들의 결과이다.

수차례의 전극 스파이크들을 갖는 전극을 검출하기 위한 추가적인 가능성은 상이한 극성들 동안에 램프 전압의 변동을 비교하는 데에 있다. 이러한 목적으로, 상기 램프 전압의 교류-전압 요소가 하이-패스 필터를 통해 일 극성 동안에 검출될 수 있고, 다른 극성 동안에 교류 요소와 비교될 수 있다. 더 높은 교류-전압 요소를 갖는 극성을 갖는 캐소드인 전극은 수차례의 전극 스파이크들을 나타낸다.

더 높은 램프 전압이 우세하는 극성을 찾는 가장 간단한 가능성이, 상기 제어 장치와 관련될 수 있는 비교기의 도움으로 제공된다. 상기 비교기는 제1 및 제2 극성에서의 측정값을 저장하고, 저장된 측정값들을 비교한다. 상기 비교기는, 더 높은 램프 전압이 우세하는 전극에 관한 정보로서 상기 제어 장치에 의해 이용되는 마킹 신호를 전달한다. 본래, 이러한 경우에 이것은 상기 저장된 측정값들 중 더 높은 값에 할당되는 극성이다. 마이크로컨트롤러의 메모리 셀에서, 더 높은 램프 전압이 우세하는 램프 전류의 극성이 존재하는 시간의 연장을 생성하는 비트가 설정되도록 하는 방식으로, 상기 마킹 신호가 설계될 수 있다. 당업자는 본 발명의 개시에 따라 상기 마킹 신호 및 그것의 변환의 다른 실시예들을 인지할 것이다.

상기 램프 전압이 임의의 변동에 따르기 때문에, 램프 전압의 단일의 값을 측정하는 것은 불확실성을 은폐한다(harbor). 그러므로, 바람직하게 상기 비교기는 미리 결정될 수 있는 제1 시간 간격 동안에 상기 측정값들로부터 평균값을 생성하고, 상기 평균값을 저장한다. 당연히, 상기 램프 전류의 일 극성에 할당된 값들 이상의 각각의 경우에만 평균화(averaging)가 발생하여야 한다. 구형파 램프 전류의 경우에, 상기 평균화는 상기 구형파의 반주기 동안 각각의 경우에서 확장될 수 있다. 측정 정확도를 높이기 위해서, 상기 램프 전류의 동일한 극성의 몇몇 반 주기들 동안에 상기 평균화가 또한 발생할 수 있다.

따라서, 본 특허 발명에서, 용어 "더 높은 전압이 우세한다"는 더 높은 전압이 평균적으로 우세한다는 방식으로 해석될 수 있다. 결정적인 팩터는, 상기 제어 장치가 서로 다른 램프 전류 극성에서의 램프 전압들을 비교한다는 것이고, 그리고 더 높은 램프 전압이 우세하는 극성에 대한 결정이 서로 다른 극성에서의 램프 전압의 값들에 의존한다는 것이다. 상기 제어 장치가 디지털로 구현되면, 소위 히스토그램(histogram) 평가가 바람직하게 수행될 수 있다. 일 극성의 램프 전압에 대하여 상기 제어 장치로 입력되는 상기 측정값들은 간격(interval)들에 따라 저장되고, 대부분의 관련된 측정값들을 갖는 간격은 다른 극성과의 비교를 위해 이용된다.

상기 램프 전류의 일 극성에서의 램프 전압은 다른 극성의 램프 전압과 절대로 정확하게 동일하지 않다. 어떠한 전극들도 다수의 전극 스파이크들을 갖지 않는다면, 비교된 램프 전압들의 약간의 차이들이 또한 존재한다. 측정들에 의해서, 원하는 램프 타입에 대해서, 수차례 전극 스파이크들이 높은 확률로 존재하는 각각의 램프 전압들의 차이를 결정하는 것이 가능하다. 그러므로, 바람직하게 상기 비교기는 저장된 측정값들의 차이가 미리 결정될 수 있는 임계값을 초과할 때에만 마킹 신호를 전달한다. 수차례의 전극 스파이크들이 높은 확률로 존재할 때에만 마킹 신호가 제공되도록 하는 방식으로, 상기 임계값이 전술한 측정들에 따라 선택된다.

측정 정확도를 좀더 높이기 위해서, 상기 저장된 측정값들의 차이를 생성한 이후에, 상기 비교기는 미리 결정될 수 있는 제2 시간 간격 동안에 상기 차이 값의 평균을 또한 생성할 수 있고, 상기 차이의 이러한 평균값이 미리 결정될 수 있는 한계값을 초과하면 상기 마킹 신호를 전달할 수 있다. 공지된 램프들에서는, 아크 섭동을 야기할 수 있는 전극 스파이크들이 1초보다 길게 발생한다. 이러한 이유로, 상기 제2 시간 간격이 수초 범위 내에서 선택될 수 있다.

상기 램프 전류는 일반적으로 구형파 전류이다. 적절한 구형파 신호가 제어 장치에 의해서 상기 전류 장치로 공급된다. 컬러 휠을 갖는 비디오 투영기들의 경우에, 전류가 상기 컬러 휠의 회전과 동기적이어야 한다. 이러한 목적을 위해, 상기 제어 장치는, 동작 중에, 동기 펄스들을 포함하는 동기 신호가 존재하는 동기 입력부를 갖는다. 그리고 나서, 상기 제어 장치는 상기 동기 펄스들과 동기되는 전류(轉流)를 생성한다. 상기한 바와 같이, 투영된 광의 컬러 변화는 일반적으로 회전 컬러 휠에 의해서 발생한다. 전류(轉流)가 존재하면, 그것은 컬러 변화와 동일한 시간에 발생하여야 한다. 하지만, 전류(轉流) 없이 발생하는 색 변화도 또한 인지가능하다. 일반적으로, 동기 신호는 상기 컬러 휠의 회전마다 하나의 동기 펄스를 갖는 방식으로 설계된다. 그러므로, 일반적으로 상기 동기 신호는 각각의 색 변화에 대한 동기 펄스를 포함하지 않는다. 대신에, 색 변화들의 순서가 바람직하게 상기 제어 장치에 저장된다. 이것은 이용되는 상기 컬러 휠과 각각 매칭되어야 한다. 특히, 상기 컬러 휠 상에서의 색 변화들의 거리가 일정할 필요는 없다. 회전마다 수 개의 동기 펄스들을 전달하는 컬러 휠들도 또한 알려져 있다. 동기화 펄스들의 중요한 기능은, 상기 제어 장치가 상기 컬러 휠의 순간 위치에 대한 정보를 수신하고 따라서 컬러 변화가 발생하는 시간에 대한 정보를 갖는다는 것에 있다.

따라서, 상기 전류 장치의 출력부에서의 직류 소스의 극성의 전류(轉流) 및 상기 동기화 펄스들 사이의 동기화에 의해 다음의 것들이 의도된다: 전류(轉流)가 발생할 시간들의 시퀀스가 상기 제어 장치에 저장된다. 각각의 동기 펄스를 이용하여, 상기 제어 장치는 상기 저장된 시간들에 따라 전류(轉流)들의 시퀀스를 개시한다. 하지만, 상기 시간들은 고정되지 않고, 두 개의 동기 펄스들 사이의 거리에 시간적으로(in time) 정규화(normalize)된다. 따라서, 상기 컬러 휠의 속도가 변화할지라도, 전류(轉流)는 항상 주어진 컬러 휠에 대한 컬러 변화에 맞춰진다(fall on). 전류(轉流)들을 억제하는 것은 전류(轉流) 및 상기 동기 펄스들 사이의 동기화에 개입하지 않는다. 억제되지 않는 모든 전류(轉流)들은 색 변화와 동시에 발생한다.

반면에, 본 발명의 개시는 더 높은 램프 전압이 우세하는 극성으로 램프 전류가 흐르는 시간의 연장을 요구한다. 반면에, 상기 제어 장치는 미리 결정된 시간 간격에서의 극성의 전류(轉流)를, 예컨대 동기화 펄스들에 의해서 달성한다. 동기화의 요구조건들 및 일 극성의 연장을 충족시키기 위해서, 바람직하게 상기 제어 장치는 더 높은 램프 전압이 우세하는 극성을 따르는 적어도 하나의 전류(轉流)를 억제한다.

상기 동기화가 임의의 특정한 요구들에 따르지 않으면, 상기 제어 장치는, 미리 결정된 제1 스위칭 시간 동안 제1 극성이 상기 출력부에 결합되고, 미리 결정된 제2 스위칭 시간 동안 제2 극성이 상기 출력부에 결합되도록 하는 방식으로 상기 전류 장치를 제어할 수 있고, 더 높은 램프 전압이 상기 제1 극성에서 우세하면 상기 제어 장치는 상기 제1 스위칭 시간을 연장한다.

가능하게는 램프는 특정한 동작 주파수에 대해 최적화된다. 상기 제어 장치가 상기 제1 스위칭 시간을 연장하는 만큼 상기 제2 스위칭 시간을 단축하면, 그것은 바람직하다.

본 개시에서 언급되는 램프들은 교류 전류에 대해 설계된다. 제안된 용해 프로세스가 램프 전류에서 직류 성분을 생성하기 때문에, 상기 직류 성분이 상기 램프의 파괴를 야기하지 않는다는 사실을 유념해야 한다. 그러므로, 매우 최소한, 양 극성들에서 상기 램프 전압이 동일하면 상기 제어 장치는 상기 제1 및 제2 스위칭 시간을 미리 결정된 값들로 리셋해야한다. 이러한 미리 결정된 값들은, 상기 램프 전류가 평균적으로 직류 성분을 포함하지 않는 것을 보장하도록 의도된다.

상기 전류(轉流)는 또한 미리 결정된 DC 시간 동안에 바람직하게 억제될 수 있다. 상기 DC 시간은 바람직하게 짧게 선택되어, 결과적인 직류 성분에 기인한 램프의 손상이 불가능하게 한다.

DC 시간 대신에, 전류(轉流)들의 수를 미리 결정하는 수 N이 또한 미리 결정될 수 있다.

열 관성을 거의 나타내지 않는 전극들의 경우에, 두 개의 연속적인 전류(轉流)들의 억제라도 상기 전극의 과열을 야기할 수 있다. 그러면, 매 m 번째 전류(轉流)만을 억제하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 용해 프로세스가 매우 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 목적을 위해, "m"은 홀수인 자연수이어야 하는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 원하는 일방적인 용해를 야기하는 어떠한 직류 성분도 생성되지 않기 때문이다.

실제로, 상기 제어 장치는 일반적으로 마이크로컨트롤러의 도움으로 구현된다. 상기 측정 입력부 및 어쩌면 상기 동기 입력부는 상기 마이크로컨트롤러의 아날로그 및 디지털 입력부로 각각 연결된다. 상기 마이크로컨트롤러는, 일반적으로 MOSFET인 전자 스위치들을 공지의 구동 회로들을 통해 제어한다. 본 발명의 주요 부분이 상기 마이크로컨트롤러의 소프트웨어로 구현된다.

이하에서, 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명이 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 고압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트를 도시한다.
도 2는 전류(轉流)들을 억제하지 않는 경우, 상기 램프 전류의 시간에 따른 변화를 도시한다.
도 3은 두 개의 전류(轉流)들을 억제할 경우, 상기 램프 전류의 시간에 따른 변화를 도시한다.
도 4는 매 3 번째 전류(轉流)를 억제할 경우, 램프 전류의 시간에 따른 변화를 도시한다.
도 5는 일 극성에 대한 스위칭 시간을 연장할 경우, 램프 전류의 시간에 따른 변화를 도시한다.

도 1은 고압 방전 램프가 종래 기술로부터 위상적으로(topologically) 알려질 때에, 상기 고압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트를 도시한다. 전자 스위치들(S1, S2, S3 및 S4)은 직류 소스(Q)의 양극과 음극 사이에서 풀-브리지 회로에 연결된다. 상기 직류 소스(Q)는 일반적으로, 전력을 예컨대 라인 전압으로부터 획득하는 벅-컨버터(buck-converter)로 구성된다. 램프(EL)는 노드들(A1 및 A2) 사이에 있는 브리지 브랜치에 연결된다. 상기 램프(EL)와 직렬로, 상기 램프를 점화하기 위해 이용되는 점화 장치(Z)가 전압을 결합시키는 점화 변압기의 권선(L)이 연결된다. 이러한 점화 장치는 본 발명에서 중요치 않다.

상기 브리지 회로는 상기 전류 장치를 형성한다. 상기 전류 장치의 입력부는, 상기 직류 소스(Q)의 양극 및 음극에 연결된 상기 풀-브리지 회로의 상부 전위 및 하부 전위에 의해서 형성된다. 상기 전류 장치의 출력부는 노느들(A1 및 A2) 사이의 상기 브리지 브랜치에 의해서 형성된다.

스위치들(S1 및 S4)이 닫히면, 램프 전류는 제1 극성을 갖고 노드 A1으로부터 노드 A2로 램프 전류가 흐른다. 전류(轉流) 이후에, 스위치들(S3 및 S2)이 닫히고, 제2 극성을 갖는 램프 전류가 노드 A2로부터 노드 A1으로 흐른다. 따라서, 구형파 전류가 상기 램프(EL)에서 생성된다. 제1 및 제2 극성의 지정은 임의적이고, 일반성을 제한하지 않는다.

스위치들은 상기 제어 장치(C)에 의해서 제어된다. 상기 제어 장치(C)로부터 상기 스위치들로의 활성 라인들이 점선으로 도시된다. 활성화되기 위해서, 상단 스위치들(S1 및 S3)은 전하 펌프(미도시)를 필요로 하고, 상기 전하 펌프는 또한 상기 제어 장치(C)에 포함될 수도 있다.

상기 제어 장치는, 측정 입력부(M)에 의해서, 램프 전압에 대응하는 풀 브리지의 입력 전압을 공급받는다. 램프 전류의 일 극성에서, 다른 극성에서의 값보다 미리 결정된 임계치만큼 더 큰 램프 전압이 우세하면, 상기 제어 장치(C)는 더 높은 램프 전압을 갖는 극성을 따를 적어도 하나의 전류(轉流)를 억제한다.

동기화 입력부(S)에서, 회전 컬러 휠의 구동에 의해 제공되는 동기화 신호(미도시)가 존재한다. 상기 제어 장치(C) 및 상기 직류 소스(Q) 사이의 연결은, 상기 제어 장치(C)가 또한 상기 램프 전류를 제어하는데에 이용될 수 있다는 것을 나타낸다.

도 2는 전류(轉流)들을 억제하지 않는 경우, 상기 램프 전류의 시간에 따른 변화를 도시한다. 상기 전류(轉流)들은 번호들(1 내지 14)로 번호가 매겨진다. 전류(轉流)의 바로 이전에, 상기 램프 전류가 펄스화된 방식으로 증가한다. 이것은 예컨대 특허 문서 WO 95/35645에 기술된 바와 같은 플리커링 현상을 감소시키기 위한 수단이다. 이러한 수단은 본 발명에 따른 램프 전류 극성의 연장과 독립적이다. 전류의 구형파 변화의 주파수는 보통 50 Hz 내지 5 kHz 사이이다.

도 3은 연속적인 전류(轉流)들(6 및 7)이 상기 제어 장치(C)에 의해서 제어됨을 도시한다. 이러한 측정 이후에, 상기 램프를 과열로부터 신뢰적으로 방지하기 위해서, 상기 제어 장치(C)는 우선 추가적인 전류(轉流)들의 억제를 중지한다. 상기 제어 장치(C)는 또한 다수의 전극 스파이크들에 대한 조건, 즉 서로 다른 램프 전류 극성들이 서로 다른 램프 전압들을 나타내는지를 체크한다. 그렇다면, 상기 제어 장치(C)는 다시 더 높은 램프 전압을 갖는 램프 전류 극성에 할당된 두 개의 연속적인 전류(轉流)들을 억제한다.

도 4에서는 도 3과 비교하여, 두 개의 연속적인 전류(轉流)들이 억제되는 것이 아니다. 이러한 것은, 전극이 과열되지 않도록 낮은 열 관성을 갖거나 또는 낮은 동작 주파수에서의 전극들의 경우에 필수적일 수 있다. 도 4에서, 매 3 번째 전류(轉流)가 억제된다. 매 5 번째, 7 번째 또는 m 번째 전류(轉流)를 억제하는 것도 또한 가능하고, 여기서 m은 홀수인 자연수이다. 용해가 항상 동일한 전극에 동작하도록, "m"은 홀수이어야 한다. 상기 제어 장치(C)는, 미리 결정된 시간 동안에, 미리 결정된 수의 억제들 동안에, 또는 서로 다른 램프 전류 극성의 램프 전압에 더 이상 불균형이 존재하지 않을 때까지 억제를 실시할 수 있다.

도 5는 전류가 억제되지는 않지만 시간적으로 변위(displace)되는 경우에, 시간에 따른 램프 전류의 변화를 도시한다. 이것에 의해, 상기 제어 장치(C)는 더 높은 램프 전압이 우세하는 극성을 갖는 전류 흐름을 연장한다. 도 5에서, 일 극성에 대해 연장된 전류 흐름과 동일한 정도로 다른 극성에 대한 전류 흐름이 감소된다. 문헌적으로, 시간에 따른 램프 전류의 변화에 있어서 상기 제어 장치(C)에 의해 실시되는 변화는, 또한 듀티 사이클(duty cycle)에서의 변화로도 지칭된다.

상기 듀티 사이클을 변화시키는 것은 상기 램프 전류의 기본 주파수를 변화시키지 않는다.

상기 램프 전류의 기본 주파수에서의 변화가 어떠한 불리함도 야기하지 않으면, 다른 극성을 갖는 전류 흐름을 축소시키지 않고도 일 극성을 갖는 전류만을 일방적으로 연장하는 것이 또한 가능하다.

전류(轉流)들의 억제에 관한 진술들은 따라서 도 5에 따른 램프 전류에서의 변화의 지속기간 또는 반복에 관하여 적용된다.

Claims

방전 램프를 동작시키기 위한 회로 장치로서,
상기 회로 장치는 전류(轉流) 장치(commutating device)(S1, S2, S3, S4)를 포함하고,
상기 전류 장치는 직류 소스(Q)에 결합되는 입력부(+, -)를 나타내고, 방전 램프(EL)에 결합될 수 있는 출력부(A1, A2)를 가지며;
상기 전류 장치(S1, S2, S3, S4)는 그것이 상기 직류 소스(Q)를 상기 출력부(A1, A2)에 결합시키는 방식으로 설계되고, 상기 직류 소스(Q)가 상기 출력부(A1, A2)에 결합되는 극성은 제어 장치(C)에 의해서 전류될 수 있으며;
상기 제어 장치(C)는 램프 전압의 크기의 정도인 측정값을 전달하도록 설계되는 측정 장치에 결합되는 측정 입력부(M)를 갖고, 상기 회로 장치는 상기 제어 장치가 더 높은 램프 전압이 우세하는(prevail) 극성이 상기 출력부(A1, A2)에 더 오래 결합되는 방식으로 상기 전류 장치(S1, S2, S3, S4)를 제어하는 것을 특징으로 하는,
회로 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치(C)는 비교기를 포함하고, 상기 비교기는 제1 극성 및 제2 극성에서의 상기 측정값을 저장하고, 상기 저장된 측정값들을 비교하며, 상기 제어 장치(C)에 의해서 이용되는 마킹 신호를 더 높은 램프 전압이 우세하는 극성에 대한 정보로서 전달하는,
회로 장치.
제2항에 있어서,
상기 저장된 측정값들은 미리 결정가능한 제1 시간 간격 동안의 평균값(mean value)들인,
회로 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 비교기는 상기 저장된 측정값들의 차이가 미리 결정가능한 임계치를 초과할 때에만 마킹 신호를 전달하는,
회로 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 비교기는 상기 저장된 측정값들의 차이로부터 평균값을 형성하고, 미리 결정가능한 제2 시간 간격 동안에 상기 차이의 평균값을 형성하며, 상기 평균값이 미리 결정가능한 한계값을 초과하면 상기 마킹 신호를 전달하는,
회로 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치(C)는 미리 결정된 시간 간격 내에서 상기 극성의 전류를 달성하고, 상기 제어 장치(C)는 더 높은 램프 전압이 우세하는 극성을 따르는 적어도 하나의 전류를 억제하는,
회로 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치(C)는, 미리 결정된 제1 스위칭 시간 동안 제1 극성이 상기 출력부(A1, A2)에 결합되고, 미리 결정된 제2 스위칭 시간 동안 제2 극성이 상기 출력부(A1, A2)에 결합되는 방식으로 상기 전류 장치(S1, S2, S3, S4)를 제어하고, 더 높은 램프 전압이 상기 제1 극성에서 우세하면 상기 제어 장치(C)는 상기 제1 스위칭 시간을 연장하는,
회로 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어 장치(C)는 상기 제1 스위칭 시간을 연장하는 양(amount)만큼 상기 제2 스위칭 시간을 단축시키는,
회로 장치.
제7항에 있어서,
상기 램프 전압이 양 극성들에서 동일하면, 상기 제어 장치(C)는 상기 제1 스위칭 시간 및 상기 제2 스위칭 시간을 미리 결정된 값들로 리셋하는,
회로 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치(C)는 마이크로컨트롤러를 포함하고, 상기 제어 장치(C)의 기능들은 상기 마이크로컨트롤러에 있는 소프트웨어 프로그램에 의해서 특정되는,
회로 장치.
제10항에 따른 소프트웨어 프로그램을 저장하는,
컴퓨터 판독가능한 매체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방전 램프(EL)는 초고압 방전 램프인,
회로 장치.
방전 램프를 동작시키기 위한 방법에 있어서,
램프 전압의 크기의 정도인 측정값을 전달하도록 설계된 측정 장치를 제공하는 단계;
전류 장치(S1, S2, S3, S4)를 통해 방전 램프를 직류 소스(Q)에 결합시키는 단계;
미리 결정된 스위칭 시간 이후의 각각의 경우에 상기 전류 장치(S1, S2, S3, S4)의 도움으로 상기 직류 소스(Q)의 극성을 전류하는 단계;
각각의 극성에 대한 상기 측정값을 저장하는 단계;
상기 저장된 측정값들을 비교하는 단계;
더 높은 램프 전압이 우세하는 극성에서의 스위칭 시간을 연장하는 단계;
동일한 램프 전압이 양 극성들에서 우세하면, 상기 스위칭 시간을 미리 결정된 값들로 리셋하는 단계를 포함하는,
방전 램프를 동작시키기 위한 방법.
소프트웨어 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 소프트웨어 프로그램은 제13항에 따른 방법이 수행되도록 하는 방식으로 회로 장치를 제어하는,
컴퓨터 판독가능한 매체.