KR101390424B1 - 주파수-진단 램프 결함 보호 회로를 가진 안정기 - Google Patents

주파수-진단 램프 결함 보호 회로를 가진 안정기 Download PDF

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Abstract

하나 또는 그 이상의 가스 방전 램프들에 전력을 인가하기 위한 안정기(20)는 인버터(200) 및 램프 결함 보호 회로(400)를 포함한다. 인버터(200)는 부하-종속적인 동작 주파수를 가진다. 램프 결함 보호 회로(400)는 인버터내의 전기 신호를 모니터한다. 램프가 제거될 때, 램프가 동작 수명의 끝에 접근할 때, 또는 아크 상태이 하나 또는 그 이상의 안정기 출력 접속부들에서 발생할 때 발생하는 것과 같은 전기 신호의 기존 주파수 변화에 응답하여, 램프 결함 보호 회로(400)는 미리 결정된 중단 기간 동안 인버터(200)를 디스에이블한다. 램프 결함 보호 회로(400)는 또한 램프들을 시동 및 동작시키기 위한 주기적 시도를 위해 재시동 기능을 제공한다. 부가적으로, 유지된 결함 상태에 응답하여, 램프 결함 보호 회로(400)는 재시동 기능으로 인한 임의의 바람직하지 않은 효과들을 최소화하기 위하여 미리 결정된 중단 기간을 증가한다.

Description

주파수-진단 램프 결함 보호 회로를 가진 안정기{BALLAST WITH FREQUENCY-DIAGNOSTIC LAMP FAULT PROTECTIVE CIRCUIT}
본 발명은 방전 램프들에 전력을 인가하기 위한 회로들의 일반적인 주제에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 램프 결함 보호 회로를 포함하는 안정기에 관한 것이다.
본 출원의 주제는 U.S. 특허 번호 6,720,739 B2(2004년 4월 13일 특허되고, 본 출원과 동일한 양수인에게 양도된 발명의 명칭이 "Ballast with Protection Circuit for Quickly Responding to Electrical Disturbances"인 특허), U.S. 특허 번호 7,042,161 B1(본 출원과 동일한 양수인에게 양도되고, 2006년 5월 9일 특허된 발명의 명칭이 "Ballast with Arc Protection Circuit"인 특허), U.S. 특허 번호 7,102,297 B2(본 출원과 동일한 양수인에게 양도되고 2006년 9월 5일 특허된 발명의 명칭이 "Ballast with End-of-Lamp-Life Protection Circuit"인 특허), 및 U.S. 특허 출원 번호 11/532,277(본 출원과 동일한 양수인에게 양도되고 동일한 날짜에 출원된 발명의 명칭이 "Ballast with Arc Protection Circuit"인 출원)에 관련되고, 상기 특허 및 출원의 개시물들은 여기에 참조로써 통합된다.
전자 안정기들은 일반적으로 가스 방전 램프들에 효과적으로 전력을 인가하기 위한 고주파 전류를 제공하는 인버터를 포함한다. 인버터들은 일반적으로 스위칭 토포로지(예를 들어, 하프 브리지 또는 푸쉬-풀) 및 인버터 스위치들의 통신(예를 들어, 구동되거나 자체 발진함)을 제어하기 위하여 사용된 방법에 따라 분류된다. 많은 타입의 전자 안정기들에서, 인버터는 램프들을 시동하기 위한 고전압 및 램프들에 전력을 인가하기 위한 크기 제한된 전류를 제공하기 위하여 공진 출력 회로에 의해 처리되는 출력 전압을 제공한다.
램프들이 결함을 가지거나, 제거되거나, 그렇지 않으면 정상 방식(예를 들어, 소위 "다이오드 모드" 동작 동안 발생하는 것과 같은)으로 동작하기를 중단할 때, 인버터가 중단되거나 적어도 다른(예를 들어, 낮은 전력) 모드의 동작으로 이동하는 것은 매우 바람직하다. 이것은 전력 소비를 최소화하고, 안정기의 가열을 감소하고, 그리고 과도한 전압, 전류, 및 열로 인한 손상으로부터 안정기의 구성요소들을 보호하기 위하여 필요하다. 램프 결함 상태에 응답하여 인버터를 중단하거나 인버터의 동작을 변경하는 회로들은 통상적으로 램프 결함 보호 회로들이라 불린다.
램프 결함 보호에 대한 많은 기존 방법들은 램프 결함 상태가 발생하였다는 표시로서 램프 전압이나 램프 전류의 불균형들을 검출하는 것에 좌우된다. 예를 들어, U.S. 특허 5,777,439는 불균형 전압(다이오드 모드 동작 같은 적어도 특정 타입의 램프 결함 모드들을 가리키는 것으로 알려짐)을 검출하기 위해 램프의 양쪽 측면들에 접속된 정류 디바이스들을 가진 장치를 개시한다. 상기 결함 검출 방법은 비절연 출력(즉, 공진 출력 회로 및 램프들에 대한 접속부들 사이에 배치된 출력없는 트랜스포머)을 가진 안정기들에서 효과적이고 경제적이지만, 상기 결함 검출 방법은 안정기 회로 및 램프들에 대한 접속부들 사이에 고유의 전기 절연부를 제공하는 형태의 안정기들(예를 들어, 출력 트랜스포머를 가진 병렬 공진 출력 회로 및 전류 공급 자가 발진 인버터를 포함하는 안정기들)에는 적합하지 않다. 상기 절연부를 가진 안정기들에 대해서는, 램프 결함 상태를 가리키는 임의의 신호는 상기 신호가 인버터의 동작을 제어하기 위하여 사용될 수 있기 전에, 광학결합기 같은 적당한 절연 디바이스를 통하여 출력 트랜스포머의 이차측으로부터 일차측으로 전달되어야 한다. 예상된 바와 같이, 절연 디바이스의 부가는 안정기의 비용 및 복잡성을 증가시킨다.
램프 결함 보호 회로들을 가진 많은 기존 안정기들은 인버터를 중단하고 그 다음 전력이 안정기에 계속 인가되는 한 인버터를 오프로 유지함으로써 램프 결함 상태에 응답한다. 상기 안정기들에서, 결함 램프를 운전중인 램프로 대체한 다음, 안정기에 대한 전력이 턴 오프되고 설비물내에서 램프들의 시동 및 전력 인가를 달성하기 위해 다시 턴 온(즉, "사이클링")되는 것이 요구된다. 이러 요구조건은 큰 사무실 영역들 또는 공장들과 같은 많은 애플리케이션들에 상당한 불편함을 제기하고, 상기 애플리케이션들에서 다수의 안정기들은 종종 동일한 브랜치 회로에 접속된다. 상기 환경들에서, 많은 기존 안정기들로 인해, 하나 또는 그 이상의 램프들이 대체된 후 심지어 하나의 조명 설비에 대해 목표된 동작을 복원하기 위해 큰 영역의 조명을 순간적으로 중단하는 것이 필요하다. 따라서 안정기에 대한 전력을 제거 및 재공급하는 것을 요구하지 않고 리램핑(relamping)을 조절하는 안정기를 제공하는 것은 바람직하다.
램프 결함 검출이 인버터 시동 및 램프 점화 같은 특정 동작 기간들 동안 중지되는 것은 중요하다. 예를 들어, 인버터 및 램프들의 정상 시동 처리는 일반적으로 램프 결함 상태 동안 발생하는 동일한 타입의 전기 교란들이 수반된다. 따라서 만약 램프 결함 검출이 인버터 시동 및 램프 점화 동안 중지되지 않으면, 인버터는 적당히 시동될 수 없고 및/또는 안정기는 램프를 적당하게 점화할 수 없다. 부가적으로, 비록 대부분의 램프들이 이상적인 조건들 하에서 짧은 시간 기간(예를 들어, 20 밀리초) 내에 정상적으로 점화 및 동작할 수 있지만, 몇몇 램프들은 노화 또는 저온으로 인해 점화 및 안정화를 위해 보다 긴 시간을 요구한다. 따라서, 램프 결함 검출은 이상적인 것보다 열악한 조건들에서 램프 시동을 조절하기 위하여 충분히 긴(예를 들어, 적어도 200 밀리초 또는 그 정도) 기간 동안 중지되어야 한다.
안정기가 몇몇 타입의 자동 재시동 능력을 가지는 것은 바람직하고, 여기서 램프 결함 상태의 검출 및 안정기의 중단 후 지정된 시간 내에서 안정기를 재시동하고 램프를 점화하기 위한 주기적 시도들이 이루어진다. 이런 특징은 안정기 신뢰성 또는 안전성에 대해 실제 위협을 가지지 않는 순간적인 전력 라인 과도 현상 또는 임의의 수의 이상 현상(예를 들어, 전기 노이즈)으로 인한 결함을 검출하는 경우 안정기의 "래치된(latched)" 중단(안정기에 대한 전력을 턴 오프하고 그 다음 안정기를 리셋하기 위하여 다시 턴 온하는데 필요함)을 방지하는데 바람직하다. 또한, 램프들이 어느 정도는 예측할 수 없기 때문에, "우수한" 램프가 때때로 제 1 시도 중 적당히 재시동할 수 없는 것은 가능하다. 상기 경우, 자동 재시동 능력을 가진 안정기는 안정기에 대한 전력이 사이클링되는 시간까지 중단 상태에서 안정기 또는 상기 안정기의 인버터를 단순히 래칭하는 것보다 램프를 주기적으로 재시동하는 것을 시도할 것이다.
다수의 램프들에 전력을 인가하고 자동 재시동 능력을 포함하는 안정기들에서, 램프 결함 상태(즉, 예를 들어 시간들, 날들, 주들, 달들, 등 같은 긴 시간 기간 동안 나타나 유지되는 램프 결함 상태)가 유지되는 경우, 안정기를 재시동하고 램프들을 점화하기 위한 주기적(그러나 성공하지 못한) 시도들은 임의의 나머지 동작 램프(들)의 규칙적인(예를 들어, 초당 한번) 짧은 깜빡임을 발생시킨다. 이런 규칙적인 짧은 깜빡임은 램프 결함 상태가 수정되거나 전력이 안정기로부터 제거될 때까지 유지되어 발생하고, 영향을 받는 조명 설비 근처에 있는 사람들에게 가시적으로 불편함을 준다. 부가적으로, 주기적인 재시동 시도들은 안정기내의 구성요소들에 스트레스이다. 따라서, 사람들에 대한 가시적 불편함을 최소화할 뿐 아니라, 안정기 구성요소들에 불필요한 스트레스를 회피하는 램프 결함 보호 방법이 필요하다.
가스 방전 램프들에 대한 안정기들은 램프들을 시동하기 위하여 높은 점화 전압들을 제공한다. 예열 타입 안정기들에 의해 공급되는 점화 전압들은 통상적으로 몇백 볼트(예를 들어, 500 볼트의 피크) 정도이고, 순간 시동 타입의 안정기들에 의해 제공된 점화 전압들은 1000 볼트 피크를 초과할 수 있다. 이들 높은 점화 전압들로 인해, 안정기들은 일반적으로 출력 아킹이라 불리는 특정 타입의 램프 결함 상태에 영향을 받는다.
출력 아킹은 임의의 다수의 다른 방식으로 발생할 수 있다. 예를 들어, 형광 조명 설비들에서, AC 전력이 안정기에 인가되는 동안 결함 램프들을 대체하는 것은 일반적인 실행이다. 이런 실행은 "라이브" 리램핑이라 불린다. 라이브 리램핑 동안, 램프가 제거 또는 삽입되기 때문에, 순간 아크는 설비 소켓 접촉부들과 램프의 핀 사이에서 형성될 수 있다. 다른 실시예로서, 유지된 아크(순간 아크와 반대)는 출력 배선 또는 램프 소켓들에서 빈약하거나 결함있는 접속들로 인해 발생할 수 있거나, 만약 램프가 부적당하게 설치되어 작은 갭이 램프 핀들 및 설비 소켓들내의 접촉부들 사이에 존재하면 발생할 수 있다. 만약 램프에 대한 접속이 결함 램프 소켓 또는 결함 배선으로 인해 손상되면, 높은 세기, 높은 온도 아크는 이들 결함 접속들에 의해 유발되는 공기 갭을 가로질러 형성될 수 있다.
아킹은 일반적으로 설비 소켓들의 접촉부들의 품질 저하 및 안정기내 구성요소들 상에 과도한 스트레스를 유발하는 것으로 알려졌다. 유지된 아킹은 잠재적으로 바람직하지 않은 가열을 형성할 수 있기 때문에 특히 바람직하지 않다. 아킹으로 인한 임의의 바람직하지 않은 효과들을 최소화하기 위하여, 아크가 신속하게 꺼지는 것은 중요하다. 이것은 아크를 빠르고 신뢰성 있게 검출하고, 추후 아크를 신속하게 끄기 위하여 적당한 행동을 취할 수 있는 안정기를 요구한다.
종래 기술은 출력 아킹에 대한 검출 및/또는 보호를 위한 다수의 회로들을 포함한다. 출력 아킹에 관련된 상기 문제들 및 종래 기술의 보다 완벽한 논의는 U.S. 특허 출원 일련 번호 xx/xxx,xxx(본 출원과 동일한 날짜에 출원되고 동일한 양수인에게 양도된 발명의 명칭이 "Ballast with Arc Protection Circuit,")에 제공되고, 상기 개시물은 여기에 참조로써 통합된다.
램프 결함 보호를 위한 기존 방법들은 보다 통상적인 타입의 램프 결함들(예를 들어, 램프 결함 또는 제거, 다이오드 모드 동작, 및 가스가 배기된 램프)에 대해 보호하는 것으로 제한되고, 출력 아킹에 대한 신뢰성 있는 보호를 제공하지 못한다. 반대로, 출력 아킹에 대한 보호를 위한 기존 방법은 보다 통상적인 타입의 램프 결함들에 대한 보호를 제공하지 못한다. 따라서, 출력 아킹에 대한 보호와 함께 통상적인 램프 결함들에 대한 보호를 신뢰성 있게 결합하는 방법이 필요하다.
많은 기존 보호 방법들의 큰 단점은 이용된 회로가 일반적으로 "아날로그" 타입 검출("디지털" 타입 검출과 반대)을 제공하는 것이다. 전기 노이즈로 인한 문제들에 민감하다는 것 외에, 아날로그 방법들은 일반적으로 구성요소 허용 오차들 및 동작 파라미터들의 변화에 민감하고, 그러므로 종종 강건성이 매우 부족하다. 보다 특히, 아날로그 방법들은 일반적으로 안정기 회로 및 램프들의 중요 파라미터들이 시간 및 온도에 따라 가변한다는 사실을 보상할 수 없다. 예를 들어, 가스 방전 램프의 동작 전압 및 전류가 램프 "워밍 업" 때 크게 변화하는 것은 잘 공지되었다. 다른 실시예로서, 집적 회로들 같은 특정 안정기 구성요소들은 안정기 주변 온도가 변화할 때 상당한 파라미터 변화들(예를 들어, 내부 발진기의 주파수 측면에서)을 겪기 싶다. 몇몇 애플리케이션들에서, 구성요소 허용오차들 및 파라미터 변화들로 인한 몇몇 결함들은 설계 조치들(예를 들어, "엄격한" 허용오차들을 가진 구성요소들을 사용하여)에 의해 감소될 수 있지만, 거의 확실하게 안정기에 상당한 양의 비용이 부가된다. 다른 실시예로서, 조명 설비내 배선의 성질(예를 들어, 리드 길이, 간격, 등등)은 종종 안정기 및 램프들의 동작하에서 상당한 효과(기생 캐패시턴스들, 및 등등으로 인함)를 부과한다. 따라서, 전자 안정기들, 가스 방전 램프, 및 조명 설비들에서 고유하고, 경제적인 방식으로 여전히 실행될 수 있는 적어도 몇몇의 보다 중요한 구성요소 허용오차들 및 파라미터 변화들 뿐 아니라 전기 노이즈 소스들에 실질적으로 둔감하거나, 적어도 크게 보상할 수 있는 보호 방법이 추가로 필요하다.
램프 결함 보호에 대한 많은 기존 방법들의 다른 단점은 회로들이 종종 상당한 양의 동작 전력을 요구하는 것이다. 통상적으로, 동작 전력 요구조건들은 특히 아날로그 회로가 광범위하게 사용될 때, 회로 복잡성에 따라 증가한다. 결과적으로, 회로들은 안정기의 전체적인 에너지 효율성을 상당히 떨어뜨린다. 따라서, 기존 방법과 비교하여 비교적 적당한 동작 전력 요구조건들을 가진 램프 결함 보호 회로에 대한 추가 필요성이 존재한다.
전류 공급 자가 발진 인버터 및 병렬 공진 출력 회로를 가진 안정기들은 현재 북아메리카에서 널리 보급된 "순시 시동" 설계 토포로지이다. 그러나, 이들 타입의 안정기들 내에 신뢰성 있는 램프 결함 보호를 제공하는 것은 상당한 공학 기회를 나타낸다. 이전에 논의된 바와 같이, 아날로그 검출을 바탕으로 하는 기존 방법들은 다수의 단점들을 가지며, 상기 단점들은 값비싸고/복잡한 회로, 전기 노이즈에 대한 고장 발생도, 파라미터 및 구성요소 허용오차에 대한 민감성, 및 램프 결함 보호 회로의 적어도 일부 및 안정기 회로의 나머지 사이의 전기 절연을 제공하기 위한 필요성을 포함한다. 부가적으로, 많은 종래 기술 방법들은 검출 분해능에 관련된 문제들에 영향을 받고, 그러므로 다수(예를 들어 3 또는 4) 램프들에 전력을 공급하는 안정기들에 대해 바람직하지 않다. 예를 들어, 3 또는 4개의 램프들에 전력을 인가하는 안정기에서 단지 하나의 램프를 포함하는 램프 결함 상태의 경우, 램프 결함 상태를 가리키는 임의의 신호는 나머지 둘 또는 3개의 램프들이 실질적으로 정상 방식으로 동작한다는 사실에 의해 "스웜프 아웃(swamped out)"될 수 있다. 이런 문제로 인해, 하나의 기존 방법은 안정기에 의해 전력이 인가된 각각의 램프들에 대해 독립된 인버터 및 출력 회로를 제공하는 것이다; 상기 방법은 특히 3 또는 4개의 램프들(상기 경우 3 또는 4개의 독립된 인버터들 및 출력 회로들은 요구됨)에 전력을 인가하는 안정기들이 매우 비싸다는 명백한 단점을 가진다.
따라서, 통상적인 램프 결함 상태들에 대한 보호 외에 출력 아킹으로 인한 손상(안정기 및 상기 안정기와 연관된 조명 설비에 대한)을 보호할 수 있는 램프 결함 보호 회로를 가진 안정기가 필요하다. 신뢰성 있는 방식으로 램프 결함 상태를 검출하고 구성요소 허용오차들, 설비 배선, 램프들의 수, 및 안정기, 램프들 및 조명 설비내 동작 파라미터들로 인한 문제들/변화들에 실질적으로 둔감할 수 있는 램프 결함 보호 회로가 필요하다. 또한 램프를 적당히 시동하기 위하여 시동(즉, 중단) 기간을 제공하는 안정기 및 램프 결함 보호 회로가 필요하다. "우수한" 램프의 이상 시동 결함 및 결함 검출을 조절하기 위하여 자동 재시동 능력을 제공하는 안정기 및 램프 결함 보호 회로가 추가로 필요하다. 자동 재시동 능력을 제공하지만, 또한 램프 결함 상태가 연장된 시간 동안 나타나 유지될 때 안정기 구성요소들에 가시적으로 불편한 깜빡임 및 불필요한 스트레스를 최소화하는 안정기 및 램프 결함 보호 회로가 추가로 필요하다. 적당한 동작 전력 요구조건들을 가진 램프 결함 보호 회로가 추가로 필요하다. 상기된 모든 기능 장점들을 제공하고 기존 안정기들 내에서 쉽고 경제적으로 실행되는 램프 결함 보호 회로가 추가로 필요하다. 상기 안정기 및 램프 결함 보호 회로는 종래 기술에 비해 상당한 진보를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 램프 결함 보호 회로를 가진 안정기의 블록 전기도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 램프 결함 보호 회로 및 전류 공급 자가 발진 하프 브리지 타입 인버터를 가진 안정기의 부분 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 도 2의 안정기에 사용하기 위한 램프 결함 보호 회로의 상세한 개략도이다.
도 1을 참조하여, 램프 부하(70)(하나 또는 그 이상의 가스 방전 램프들 포함)에 전력을 인가하기 위한 안정기(20)는 AC-대-DC 컨버터(100), 인버터(200), 출력 회로(300), 및 램프 결함 보호 회로(400)를 포함한다. AC-대-DC 컨버터(100)는 AC 공급 전압(60)(예를 들어, 60 헤르쯔에서 277 볼트 rms)을 수신하기 위한 입력부들(102,104)을 가진다. 동작 동안, AC-대-DC 컨버터(100)는 DC 레일 전압을 인버터(200)에 제공한다. 인버터(200)는 부하-종속적인 동작 주파수를 가지는 것을 특징으로 한다; 즉, 인버터(200)의 동작 주파수는 램프 부하(70)를 구성하는 램프들의 수, 타입, 및 동작 조건에 따라 변화한다. 출력 회로(300)는 인버터(200)에 결합되고, 램프 부하(70)에 결합하기 위하여 제공된다. 램프 결함 보호 회로(400)는 인버터(200)에 결합된다; 선택적으로 램프 결함 보호 회로(400)는 또한 AC-대-DC 컨버터(100)에 결합된다.
동작 동안, 램프 결함 보호 회로(400)는 램프 결함 상태를 가리키기 위한 인버터(200)내의 전기 신호의 기본 주파수를 모니터한다. 안정기(20) 및 램프 부하(70)가 정상 방식으로 동작할 때, 인버터(200) 내의 전기 신호는 인버터(200)의 정상 동작 주파수에 대응하는 미리 결정된 정상 기본 주파수(예를 들어, 40 킬로헤르쯔)를 가진 주기 신호일 것이다. 램프 결함 상태은 전기 신호의 기본 주파수가 미리 결정된 임계 변화(예를 들어, 인버터(200)의 정상 동작 주파수의 약 0.1% 내지 1% 사이인 몇백 헤르쯔 정도, 그 정도)를 초과하는 변화를 나타낼 때 발생된 것으로 간주된다.
바람직하게, 램프 결함 보호 회로(400)는 전기 신호의 기본 주파수에서 미리 결정된 임계 변화가 비교적 갑작스럽게 변화할 때 램프 결함 상태가 발생된 것으로 동작한다. 보다 특히, 현재 문맥에서, "갑작스러운 변화"는 임의의 중요한 방식으로 안정기 및 램프들의 동작 파라미터들이 변화하는 동안 일반적으로 요구된 시간보다 매우 짧은 비교적 짧은 시간프레임(예를 들어, 약 100 밀리초 또는 그 미만 정도) 내에서 발생하는 변화를 말한다. 예를 들어, 램프들의 정상적인 워밍업 처리는 램프 전류 및 램프 전압이 시간에 따라 변화하게 하지만, 이들 변화들은 통상적으로 측정할 수 있게 중요하기 전에 비교적 긴 시간 기간(예를 들어, 10초, 몇분 또는 그 이상, 그 정도)을 요구한다. 다른 실시예로서, 안정기(20)의 동작은 자연적으로 안정기(20) 내의 주위 온도 증가에 의해 달성되고, 상기 온도 증가는 인버터(200) 내의 적어도 몇몇의 구성요소들의 온도 종속 파라미터들의 대응하는 변화를 유발하고; 이들 변화들은 통상적으로 인버터(200)의 동작 주파수에서 임의의 중요한 측정 가능한 효과를 가지기 전에 상당한 시간 기간(예를 들어, 100 밀리초 또는 그 이상)을 요구한다.
바람직하게, 램프 결함 보호 회로(400)가 램프 결함 상태를 가리키는 기본 주파수의 변화(기본 주파수의 절대 값을 찾은 다음 기본 주파수에 대한 몇몇 미리 결정된 기준 값과 상기 절대 값을 비교하는 것과 반대로)를 찾기 때문에, 안정기(20) 및 램프 결함 보호 회로(400)는 통상적으로 보다 통상적인 결함 보호 방법들의 신뢰성 및 정확성을 떨어뜨리는 구성요소 허용 오차들 및 다른 소스들의 변화(예를 들어, 설비 배선)에 매우 둔감한 일종의 램프 결함 보호를 제공한다. 게다가, 램프 결함 보호 회로(400)가 바람직하게 램프 결함 상태를 가리키는 기본 주파수의 갑작스러운(보다 점진적인 것과 반대로) 변화만을 처리하기 때문에, 안정기(20) 및 램프 결함 보호 회로(400)는 보다 연장된 시간 기간에 걸쳐 발생하는 파라미터 변화들에 매우 강건하고 실질적으로 둔감한 일종의 램프 결함 보호를 제공한다.
동작 동안, 램프 결함 보호 회로(400)는 램프 결함 상태가 나타나는지 여부와 무관하게, 인버터(200)가 인에이블되고 램프들을 시동하게 하는 시동 기간을 제공한다. 따라서, 램프 결함 보호는 시동 기간 동안 효과적으로 방지된다. 시동 기간 동안 램프 결함 보호의 방지는 바람직한데, 그 이유는 램프의 정상적인 시동 처리에 통상적으로 적법한 램프 결함 상태와 일반적으로 구별할 수 없는 교란들이 수반되기 때문이다. 바람직하게, 시동 기간은 약 200 밀리초 내지 약 1초 사이로 선택되고, 이런 시간은 통상적으로 노화된 램프들 또는 낮은 주위 온도들을 포함하는 조건들에서도, 램프(들)가 점화 및 안정화하기에 충분한 시간을 제공한다.
시동 기간의 완료 후, 만약 램프 결함 상태가 제공되면(모니터된 전기 신호의 기본 주파수에서 갑작스러운 변화에 의해 표시됨), 램프 결함 보호 회로(400)는 인버터(200)를 디스에이블하고 중단 기간 동안 인버터가 디스에이블되는 것을 유지한다. 바람직하게, 중단 기간은 적어도 처음에 약 1초 정도 또는 그 정도인 시간 기간을 가지도록 선택된다; 램프 결함이 유지되는 경우, 중단 기간의 시간은 바람직하게 상당량(바람직하게, 적어도 5초 정도 또는 그 정도) 만큼 증가된다.
램프 결함 상태가 발생할 때, 램프 결함 보호 회로(400)는 신뢰성 있게 결함 상태를 검출하고 그 다음 인버터(200)를 신속하게 디스에이블한다. 램프 결함 보호 회로(400)가 응답하는 통상적인 램프 결함 상태들은: (ⅰ) 안정기로부터 하나 또는 그 이상의 램프들의 연결 해제; (ⅱ) 실질적으로 정상적인 방식으로 동작하는 것에 있어서 램프들 중 적어도 하나의 결함; 및 (ⅲ) 램프 부하에서의 아크 상태를 포함한다. 이들 결함 상태들 각각은 인버터(200)에서 모니터된 신호의 기본 주파수의 갑작스러운 변화를 유발하는 것을 특징으로 한다. 램프 결함 보호 회로(400)는 기본 주파수에서의 이런 갑작스러운 변화를 검출하고, 인버터(200)를 디스에이블하고, 그 다음 인버터(200)가 적어도 중단 기간의 지속 기간 동안 디스에이블되게 하는 것을 보장한다.
중단 기간의 완료 후, 램프 결함 보호 회로(400)는 다시 시동 기간을 제공하고, 상기 시동 기간 동안 인버터(200)는 램프 결함 상태가 나타나는지(또는 실제로 존재하는지) 여부에 무관하게, 다시 인에이블되고 램프를 시동하기 위한 시도를 하게 한다. 이런 특징은 리램핑(결함 램프는 교체될 수 있고, 안정기에 대한 전력이 제거되고 다시 인가되는 것을 요구하지 않고 추후 시동 및 동작될 수 있음)을 조절할 뿐 아니라, 안정기 및 램프들이 "결함 검출"같은 상황들(여기서 적법한 램프 결함 상태은 나타나지만, 실제로는 그렇지 않음) 및 이상한 시동 결함(여기서 "우수한" 램프가 제 1 시도 중에 점화하지 못하지만, 그 후 하나 또는 그 이상의 연속적인 시도들을 수행함)으로부터 복원하게 한다.
바람직하게, 램프 결함 보호 회로(400)는, 미리 결정된 수(예를 들어, 10 또는 그 정도)의 시동 기간들이 연속적으로 제공된 후(예를 들어, 제 1 중단 기간 다음 제 1 시동 기간, 그 다음 제 2 중간 기간 다음 제 2 시동 기간, ..., 제 10 시동 기간) 램프 결함 상태가 잔존하면, 중단 기간이 제 1 지속 기간(예를 들어 약 1 초 또는 그 정도의 정상적인 초기 중단 기간)에서 제 2 지속 기간(예를 들어, 약 5 초 또는 그 정도)로 증가되고, 이후, 적어도, 램프 결함 상태가 더 이상 나타나지 않는 시간까지 제 2 지속 기간으로 유지되도록 구성된다. 이런 특징은 임의의 나머지 동작중인 램프들의 유지되는 빠른(즉, 초당 한번 또는 그 정도) 깜빡임을 임의의 나머지 동작 중인 램프들의 유지되는 이따금씩(즉, 매 5초에 한번 또는 그 정도) 깜빡임으로 대체하고, 이에 따라 사람들에게 가시적 불편함을 크게 감소시킨다. 부가적으로, 인버터(200)가 이전보다(예를 들어, 매 초마다 한번 또는 그 정도 대신 매 5초에 한번 또는 그 정도) 훨씬 덜 빈번하게 재시동되기 때문에, 이런 특징은 안정기(20)내의 구성요소들이 통상적으로 램프 시동 및 램프 점화를 수반하는 상당한 전기 스트레스들에 영향을 받는 주파수를 크게 감소시키고; 그 다음 이런 특징이 자연적으로 안정기(20)의 유효 동작 수명을 강화시키는데 기여한다는 것이 예상된다.
동작 동안, 램프 결함 보호 회로(400)는 샘플링 기간 동안 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 모니터링함으로써 전기 신호의 기본 주파수를 모니터한다. 샘플링 기간은 샘플링 기간(예를 들어, 10 밀리초)을 가진다. 보다 특히, 램프 결함 보호 회로(400)는 다음 단계들을 실행함으로써 전기 신호의 기본 주파수를 모니터한다:
(1) 적어도 제 1 샘플링 기간(T1) 및 제 2 샘플링 기간(T2)을 제공하는 단계. 제 2 샘플링 기간(T2)은 제 1 샘플링 기간(T1)의 완료 후 어느 정도의 시점에서 시작한다. 제 1 및 제 2 샘플링 기간들은 동일한 샘플링 기간을 가진다.
(2) 제 1 샘플링 기간(T1) 동안 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 가리키는 제 1 펄스 수(N1)를 측정하는 단계.
(3) 제 2 샘플링 기간(T2) 동안 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 가리키는 제 2 펄스 수(N2)를 측정하는 단계.
(4) 제 2 펄스 수(N2)와 제 1 펄스 수(N1)를 비교하는 단계. 램프 결함 상태은 만약 제 1 펄스 수(N1) 및 제 2 펄스 수(N2)가 미리 결정된 차이 한도보다 많이 다르면 발생된 것으로 생각한다.
바람직하게, 램프 결함 보호 회로(400)는 연속적인 샘플링 기간들 사이에 데드(dead) 기간을 제공한다. 데드 기간은 미리 결정된 데드 시간(예를 들어, 10 밀리초)을 가진다. 바람직한 실시예에서, 제 2 샘플링 기간은 제 1 샘플링 기간 및 데드 기간 양쪽의 완료 후 시작한다.
안정기(20) 및 램프 부하(70)의 정상적인 동작 동안(즉, 램프 결함 상태가 나타나지 않을 때), 전기 신호의 기본 주파수는 제 1 샘플링 기간(T1)의 시작 및 제 2 샘플링 기간(T2)의 종료 사이에서 경과하는 매우 짧은 시간 양 내에서 눈에 띄게 변화하지 않는다. 예를 들어, 상기된 예시적인 값들을 사용하여, T1의 시작 및 T2의 종료 사이에서 경과하는 시간은 20.1 밀리초(10 밀리초 + 데이터 시간의 10 마이크로초 + 10 밀리초)일 것이고, 이 시간은 짧은 시간 동안 기본 주파수에서의 변화가 작거나 거의 변화하지 않는(즉, 램프 워밍 업으로 인한 것과 같은 정상적인 동작 변화들로 인해, 안정기(20) 내의 주위 온도가 증가함, 등등) 것을 보장하기에 충분히 짧다. 결과적으로, 정상 동작하에서, 제 1 펄스 수(N1) 및 제 2 펄스 수(N2)는 대략 동일할 것이고, 따라서 N1 및 N2 사이의 임의의 차이는 미리 결정된 다른 제한보다 특히 작을 것이다.
인버터(200)가 말하자면 40 킬로헤르쯔에서 동작하고, 샘플링 기간이 10 밀리초인 안정기에 대해, 대략 400 사이클들은 각각의 T1 및 T2 동안 모니터된 전기 신호에서 발생할 것이다. 이상적으로, 정상적인 동작 조건들 하에서, N1 및 N2는 각각 동일한 400이다(또는, 선택적으로, 상기 수의 몇몇 고정된 분수이다). 그러나, 각각의 샘플링 기간의 시작이 전기 신호의 사이클들과 시간적으로 동기화되지 않기 때문에, 그리고 "펄스 카운팅" 정확도에 영향을 줄 수 있는 램프 결함 보호 회로(400) 내의 다른 가능한 변화들/허용오차들로 인해, N1 및 N2는 실제적인 변화가 기본 주파수에서 발생하지 않을 때에도 적어도 적당한 양(예를 들어, 5 또는 그 미만 정도인 수) 만큼 통상적으로 다를 것이다. 따라서, 본 발명을 실행할 때, 미리 결정된 차이 한도가 충분히 높은(예를 들어, 적어도 10 또는 그 정도) 수로 설정되어 안정기 및 램프들의 정상적인 동작 동안 발생할 수 있는 N1 및 N2의 임의의 자연적인 차이가 램프 결함 상태를 나타내는 것으로 올바르지 않게 해석되지 않도록 하는 것은 중요하다.
만약 램프 결함 상태가 발생하면, 모니터된 신호의 기본 주파수는 상당한 양 만큼 갑작스럽게 변화할 것이다. 예를 들어, 4개의 램프들(예를 들어 도 2에 기술된 안정기)에 전력을 인가하기 위한 안정기의 경우, 단지 4개의 램프들 중 하나만이 갑작스럽게 연결 해제되거나 동작하는데 실패하는 경우에도, 인버터(200)의 동작 주파수는 눈에 띄게 증가할 것이다(예를 들어 40 킬로헤르쯔에서 45 킬로헤르쯔로). 결과적으로, N1 및 N2는 램프 결함 상태가 발생하였다는 것을 안전하게 가리키기 위하여 적당한 것보다 많이(즉, 예를 들어 10의 미리 결정된 차이 한도보다 많은) 양(예를 들어, 50 또는 그 정도까지 많이) 다를 것이다.
물론 램프 결함 보호 회로(400)가 샘플링 기간들의 연속적인 스트림을 제공 하는 것이 이해되어야 하고, 각각의 샘플링 기간은 데드 라인 기간(샘플링 기간의 시간과 비교하여 바람직하게 짧게 선택된 기간)에 의해 이전 스트림과 다음 스트림이 분리된다. 또한 펄스들의 수에 관한 비교가 두 개의 연속적인 샘플링 기간들 동안 측정된 펄스들의 수의 비굘 제한될 필요가 없다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 이전 실시예들에서, 제 1 샘플링 기간내에서 발생하는 펄스들의 수와 제 2 샘플링 기간에서 발생하는 펄스들의 수 사이의 비교가 이루어졌다; 하나의 바람직한 실시예에서, 제 2 샘플링 기간은 제 1 샘플링 기간을 바로 뒤따르지만(데드 시간 기간 후), 이것은 일반적으로 필수적인 진실이 아니다(예를 들어, 하나의 가능성으로서, 제 1 및 제 2 샘플링 기간들 사이의 지속 기간에서 제 3 샘플링 기간이 발생하는 것을 가정한다). 부가적으로, 이것과 관련하여, 램프 결함 보호 회로(400)는 임의의 수의 다른 방식들로 구현될 수 있고, 상기 다른 방식들은 필수적으로 두 개의 개별 및/또는 연속적인 샘플링 기간들 만을 포함하는 비교로 제한되지 않는다. 예를 들어, 하나의 고안된 방법은 펄스들의 제 1 평균 수(몇몇 샘플링 기간들의 제 1 그룹으로부터 얻음) 및 펄스들의 제 2 평균 수(몇몇 샘플링 기간들의 제 2 그룹에서 얻음)를 비교하는 것을 포함한다. 임의의 경우에서나, 선택된 특정 방법이 램프 결함 보호 회로(400)에 의해 제공된 결함 검출 정확도 및 신뢰성을 최적화하는 목적으로 선택 및 실행되어야 하는 것이 인식되어야 한다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서, AC-DC 컨버터(100)는 전파 정류기 회로(110) 및 부스트 컨버터(120,130,140,150,160)의 결합으로서 실행된다. 인버터(200)는 바람직하게 전류 공급 자가 발진 하프 브리지 타입 인버터로서 구현된다. 출력 회로(300)는 바람직하게 병렬 공진 출력 회로로서 구현된다.
도 2에 기술된 바와 같이, AC-DC 컨버터(100)는 입력 단자들(102,104), 전파 다이오드 브리지(110), 캐패시터(112), 부스트 제어 회로(120), 부스트 인덕터(130), 부스트 트랜지스터(140), 부스트 정류기(150), 벌크 캐패시터(160), 및 출력 단자들(106,108)을 포함한다. 동작 동안, AC-DC 컨버터는 AC 소스(60)로부터 AC 공급 전압(예를 들어, 60 헤르쯔에서 277 볼트 rms)을 수신하고(입력 단자들(102,104)을 통하여) 조정된 DC 레일 전압(예를 들어, 455 볼트)을 인버터(200)에 제공한다(출력 단자들(106,108)을 통하여).
인버터(200)는 듀얼 전류 공급 인덕터들(210,212), 제 1 및 제 2 인버터 트랜지스터들(220,240), 제 1 베이스 구동 회로(230,236,324), 제 2 베이스 구동 회로(250,256,326), 및 인버터 시동 회로(270)를 포함한다. 제 1 베이스 구동 회로는 제 1 인버터 트랜지스터(220)에 결합되고, 베이스 드라이브 권선(324), 다이오드(230), 및 저항기(236)를 포함한다. 제 2 베이스 구동 회로는 제 2 인버터 트랜지스터(240)에 결합되고 베이스 드라이브 권선(326), 다이오드(250), 및 저항기(256)를 포함한다. 인버터 시동 회로(270)는 AC-DC 컨버터(100), 제 2 인버터 트랜지스터(240), 및 인버터 접지(50)에 결합되고, 저항기들(272,276,280), 캐패시터(282), 다이오드(284), 및 다이악(290)을 포함한다. 동작 동안, 인버터(200)는 AC-DC 컨버터(100)로부터 DC 레일 전압을 수신하고 고주파(예를 들어, 20,000 헤르쯔보다 큰) 교류 전압을 출력 회로(300)에 제공한다(인버터 트랜지스터들 220,240의 상보적 스위칭을 통하여).
출력 회로(300)는 출력 접속부들(302,304,306,308,310), 공진 캐패시터(312), 출력 트랜스포머(320,322,324,326), DC 차단 캐패시터(314), 및 안정화 캐패시터들(350,352,354,356)을 포함한다. 출력 트랜스포머(320,322,324,326)는 인버터(200)에 결합된 일차 권선(320), 출력 접속부들(302,304,306,308,310)에 결합된 이차 권선(322), 인버터(200)내의 제 1 베이스 구동 회로의 일부인 제 1 보조 권선(324), 및 인버터(200) 내의 제 2 베이스 구동 회로의 일부인 제 2 보조 권선(326)을 포함한다. 동작 동안, 출력 회로(300)는 인버터(200)에 의해 제공된 고주파 교류 전압을 수신하고 점화를 위한 고전압, 및 동작을 위한 크기 제한 전류를 램프 부하(70) 내의 램프들(72,74,76,78)에 공급한다(출력 접속부들(302,304,306,308,310)을 통해).
AC-DC 컨버터(100), 인버터(200), 및 출력 회로(300)의 구조 및 동작에 관한 대부분의 상세한 것들이 전자 안정기들 분야의 당업자에게 잘 공지되었기 때문에, 상기 회로들의 구조 및 동작의 포괄적인 상세한 설명은 여기에 제공되지 않는다. 그러나, 본 발명을 이해하기 위하여, 인버터(200)의 동작 주파수(및, 대응하여, 인버터(200) 및 출력 회로(300) 내의 전기 신호들의 기본 주파수)는 램프들(72,74,76,78)의 동작 상태들에 좌우되는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 만약 램프들(72,74,76,78) 중 하나 또는 그 이상이 연결해제되거나, 결함을 가지거나 그렇지 않은 실질적으로 정상적인 방식으로 동작하는 것을 중단하면, 또는 아크 상태들이 출력 접속부들(302,304,306,308)(또는 보다 일반적으로 램프들 72,74,76,78에 대한 설비(들)의 소켓들 중 하나 또는 그 이상에서)에서 또는 상기 출력 접속부들 근처에서 발생하면, 인버터의 동작 주파수는 상당한 방식으로 변화한다. 이것은 자가 발진 인버터를 가진 안정기에서, 부하(즉, 램프 또는 램프들)의 임피던스가 인버터의 동작 주파수에 직접 영향을 미치는 방식으로 효과적으로 반영(이후 "반영된 부하 임피던스"라 함)된다는 사실로 인한 것이다. 예를 들어, 도 2에 기술된 바와 같이 실질적으로 구성된 안정기에서, 다음 샘플 수들은 어떻게 인버터 동작 주파수가 안정기에 접속된 동작중인 램프들의 수에 따라 변화하는지를 반영한다:
풀 부하(모두 4 개의 램프들 제공): 동작 주파수 = 43 kHz
1개의 램프 제거(3 개의 램프들 제공): 동작 주파수 = 48 kHz
2개의 램프 제거(2 개의 램프들 제공): 동작 주파수 = 55 kHz
3개의 램프 제거(1 개의 램프들 제공): 동작 주파수 = 64 kHz
부하 없음(모두 4 개의 램프들 제거): 동작 주파수 = 70 kHz
다이오드 모드 램프의 동작 동안 또는 출력 아킹 동작 동안 발생하는 것과 같은 다른 타입의 램프 결함 상태들의 경우, 인버터 동작 주파수는 마찬가지로 실질적인(비록 훨씬 적게 정돈되고 예측할 수 있지만) 방식으로 영향을 받는다. 예를 들어, 다이오드 모드 동작의 특성인 "스퍼터링"은 필수적으로 수리적 측면들에서 소위 "게이팅" 기능(즉, 램프가 반복적이지만 불규칙한 방식으로 효과적으로 접속 및 분리됨)을 필수적으로 도입하고, 상기 게이팅 기능은 인버터(200)에 의해 알 수 있는 반영된 부하 임피던스를 크게 교번하는 최종 결과를 가진다; 대응하여, 인버터의 동작 주파수는 실질적으로 영향을 받는다. 유사한 라인들을 따라, 출력 아킹은 통상 영향을 받은 램프의 명백한 임피던스를 크게 증가시켜서, 인버터(200)에 의해 알 수 있는 반영된 부하 임피던스를 상당히 교번하고, 대응하여 중요한 방식으로 인버터의 동작 주파수를 변화시키는 효과를 가진다. 램프 결함 보호 회로(400)는 동작 주파수의 이들 변화들을 검출하고(인버터내의 적당한 신호를 모니터링함으로써), 그리고 이전에 기술된 방법론에 따라 인버터(200)를 디스에이블링함으로써 응답한다.
도 2에 기술된 바와 같이, 램프 결함 보호 회로(400)는 다수의 접속부들(402,404,406,408,410)을 가진다. 제 1 접속부(402)는 제 2 인버터 트랜지스터(240) 및 제 2 베이스 구동 회로(250,256,326)에 결합되고; 특히 제 1 접속부(402)는 트랜지스터(240)의 베이스(242)에 결합된다. 제 2 접속부(404)는 인버터 시동 회로(270)에 결합되고; 보다 특히, 제 2 접속부(404)는 인버터 시동 회로(270)의 캐패시터(282) 및 다이악(290)의 접합부에 있는 노드(278)에 결합된다. 제 3 및 제 4 접속부들(406,408)은 AC-DC 컨버터(100)에 결합되고; 보다 특히, 제 3 및 제 4 접속부들(406,408)은 부스트 인덕터(130)의 보조 권선(132)에 결합된다. 마지막으로, 제 5 접속부(410)는 인버터 접지(50)에 결합된다.
도 2를 참조하여, 동작 동안, 램프 결함 보호 회로(400)는 제 1 접속부(402)를 통하여 제 2 베이스 구동 회로(250,256,326) 내의 전압 신호(VX)를 모니터한다. VX는 제 2 인버터 트랜지스터(240)와 통신하기 위하여 응답하는 보조 권선(326)에 의해 제공된 교류 전압을 나타낸다. 시동 기간 동안, 인버터(200)는 인에이블되고 VX의 기본 주파수에서 갑작스러운 변화가 발생하였는지 여부에 무관하게 램프들(72,74,76,78) 점화를 시도하게 한다. 시동 기간의 완료 후, 만약 갑작스러운 변화가 VX의 기본 주파수에서 검출되면, 램프 결함 보호 회로(400)는 중단 기간의 지속 기간 동안 제 1 및 제 2 접속부들(402,404)을 음의 전압(VNEG)(램프 결함 보호 회로(400) 내)으로 효과적으로 분로함으로써 응답한다. 제 1 접속부(402)를 음의 전압(즉, 인버터 접지(50)보다 다소 낮은 전위의 전압)으로 분로하는 것은 인버터(200)가 신속하고 신뢰성 있게 디스에이블되는 것을 보장한다. 중단 기간의 지속 기간 동안 제 2 접속부(404)를 VNEG로 분로하는 것은 인버터 시동 회로(270)가 중단 기간 동안 인버터(200)를 재시동하지 못하게 한다. 중단 기간의 완료 시, 램프 결함 보호 회로(400)는 제 1 및 제 2 접속부들(402,404)을 음의 전압으로 효과적으로 분로하는 것을 중단한다. 결과적으로, 인버터(200)는 다시 인에이블된다(즉, 재시동이 허용되고 적어도 시동 기간의 지속 기간 동안 동작한다).
도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 램프 결함 보호 회로(400)는 마이크로제어기(420), 필터 회로(416,418), 제 1 분로 회로(414,430), 제 2 분로 회로(440,448), 및 DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470)를 포함한다. 마이크로제어기(420)는 입력부(422), 출력부(424), DC 공급 입력부(426), 및 접지 입력부(428)를 포함한다. DC 공급 입력부(426)는 제 5 접속부(410)에 결합된다(차례로 인버터 접지(50)에 결합됨). 접지 입력부(428)는 기준 노드(412)에 결합된다. 여기에서 추가로 상세히 기술될 바와 같이, 기준 노드(412)는 인버터 접지(50)와 관련하여 음(예를 들어, -5 볼트 또는 그 정도)인 전압(VNEG)을 가진다. 필터 회로(416,418)는 제 1 접속부(402)(캐패시터(414)를 통해) 및 마이크로제어기(420)의 입력부(422) 사이에 결합된다. 제 1 분로 회로(414,430)는 제 1 접속부(402), 마이크로제어기(420)의 출력부(424), 및 기준 노드(412)에 결합된다. 제 2 분로 회로(440,448)는 제 2 접속부(404), 마이크로제어기(420)의 출력부(424), 및 기준 노드(412) 사이에 결합된다. DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470)는 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 마이크로제어기(420)의 DC 공급 입력부(426), 및 기준 노드(412)에 결합된다.
바람직하게, 도 3에 기술된 바와 같이, 제 1 분로 회로(414,430)는 제 1 전자 스위치(430) 및 제 1 캐패시터(414)를 포함한다. 제 1 전자 스위치(430)는 바람직하게 제 1(즉, 게이트) 단자(432), 제 2(즉, 드레인) 단자(434), 및 제 3(즉, 소스) 단자(436)를 가진 N 채널 전계 효과 트랜지스터(FET)에 의해 구현된다. 제 1 단자(432)는 마이크로제어기(420)의 출력부(424)에 결합된다. 제 3 단자(436)는 기준 노드(412)에 결합된다. 제 1 캐패시터(414)는 제 1 접속부(402) 및 제 1 전자 스위치(430)의 제 2 단자(434) 사이에 결합된다. 램프 결함 보호 회로(400)의 동작 동안, 제 1 분로 회로(414,430)는 캐패시터(414)를 통하여 기준 노드(412)에 인버터 트랜지스터(240)의 베이스(242)를 효과적으로 결합함으로써 램프 결함 상태에 응답하여 인버터(200)를 디스에이블하기 위한 기능을 한다. 기준 노드(412)가 음의 전압(예를 들어, 인버터 접지(50)에 관련하여 -5볼트)을 가지기 때문에, 인버터(200)는 제 1 전자 스위치(430)의 작용 후 속하고 신뢰성 있게 디스에이블된다.
도 3에 기술된 바와 같이, 필터 회로(416,418)는 바람직하게 제 1 저항기(416) 및 제 2 캐패시터(418)를 포함한다. 제 1 저항기(416)는 제 1 캐패시터(414) 및 마이크로제어기(420)의 입력부(422) 사이에 결합된다. 제 2 캐패시터(418)는 마이크로제어기(420)의 입력부(422) 및 기준 노드(412) 사이에 결합된다. 동작 동안, 필터 회로(416,418)는 제 1 접속부(402)를 통하여 모니터되는 전압 신호(인버터(200) 내)에 나타날 수 있는 임의의 고주파 노이즈를 감소시키기 위하여 저역 통과 필터로서 기능한다. 마이크로제어기(420)가 VX의 기본 주파수를 정확하게 모니터링할 수 있는 것을 보장하기 위하여 임의의 고주파 노이즈의 감쇠가 필요하다는 것이 인식되어야 한다.
바람직하게, 도 3에 기술된 바와 같이, 제 2 분로 회로(440,448)는 제 2 전자 스위치(440) 및 제 2 저항기(448)를 포함한다. 제 2 전자 스위치(440)는 바람직하게 제 1(즉, 베이스) 단자(442), 제 2(즉, 컬렉터) 단자(444), 및 제 3(즉, 이미터) 단자를 가진 NPN 타입 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)로서 구현된다. 제 2 단자(444)는 제 2 접속부(404)에 결합된다. 제 3 단자(446)는 기준 노드(412)에 결합된다. 제 2 저항기(448)는 마이크로제어기(420)의 출력부(424) 및 제 2 전자 스위치(440)의 제 1 단자(442) 사이에 결합된다. 동작 동안, 제 2 분로 회로(440,448)는 중단 기간 동안 인버터(200)가 디스에이블되는 것을 보장하기 위하여 기능한다. 제 2 분로 회로(440,448)는 캐패시터(282)(인버터 시동 회로(270) 내에서)가 인버터 시동 회로(270) 내의 다이악(290)을 트리거하기에 충분한 전압(예를 들어, 32 볼트)으로 충전하는 것을 방지하여 상기 디스에이블을 달성한다.
마이크로제어기(420)는 바람직하게 부품 번호 PIC10F200(마이크로칩, 인코포레이티드에 의해 제조됨) 같은 적당한 프로그램 가능 집적 회로에 의해 구현되고, 상기 집적 회로는 비교적 저비용 및 낮은 동작 전력 요구조건들의 장점을 가진다. 마이크로제어기(420)는 전압 신호의 기본 주파수를 모니터링하고 인버터(200)의 동작을 대응하여 인에이블링 또는 디스에이블링하기 위한 하기 기능을 제공하기 위하여 프로그램된다: (1) 제 1 샘플링 기간(T1) 동안 입력부(422)의 전압 신호에서 발생하는 제 1 펄스 수(N1) 카운트; (2) 제 2 샘플링 기간(T2) 동안 입력부(422)의 전압 신호에서 발생하는 제 2 펄스 수(N2)를 카운트 ― 상기 제 1 및 제 2 샘플링 기간들은 동일한 샘플링 기간(TS)을 가짐 ―; (3) 제 1 펄스 수(N1)와 제 2 펄스 수(N2)를 비교 ― 램프 결함 상태은 만약 제 1 펄스 수(N1) 및 제 2 펄스 수(N2)가 미리 결정된 차이 한도(예를 들어, 10 또는 그 이상)보다 크게 다르면 발생된 것으로 간주됨 ―; (4) 시동 기간 동안, 제 1 및 제 2 전자 스위치들(430,440)을 작동시키기에 불충분한 제 1 레벨(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 0 볼트)로 출력부(424)의 제어 전압을 설정하고, 시동 기간의 지속 기간 동안 제 1 레벨로 제어 전압을 유지; (5) 시동 기간의 완료 후, 만약 램프 결함 상태가 나타나지 않으면, 제 1 레벨로 출력부(424)의 제어 전압을 유지; (6) 시동 기간의 완료 후, 만약 램프 결함 상태가 나타나면, 제 1 및 제 2 전자 스위치들(430,440)을 작동시키기에 충분한 제 2 레벨로(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 +5 볼트) 출력부(424)의 제어 전압을 설정하고, 중단 기간의 지속 기간 동안 제 2 레벨로 제어 전압을 유지; 및 (7) 중단 기간의 완료 후, 제 1 레벨로 출력부(424)의 제어 전압을 설정하고, 시동 기간의 지속 기간 동안 제 1 레벨로 제어 전압 유지. 바람직하게, 마이크로제어기(420)는 또한 시동 기간들의 미리 결정된 수가 연속적으로 제공된 후 잔존하는 램프 결함 상태에 응답하여, 제 1 지속 기간(예를 들어, 1초 또는 그 정도)으로부터 제 2 지속 기간(예를 들어, 5초 또는 그 정도)으로 중간 기간을 증가시키고, 그리고 적어도 램프 결함 상태가 더 이상 나타나지 않는 시간까지 제 2 지속 기간에서 중단 기간을 유지하도록 기능한다.
도 3을 다시 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서, DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470)는 정류기 회로(450), 제 3 캐패시터(456), 제 3 저항기(458), 전압 조절기(460), 및 제 4 캐패시터(470)를 포함한다. 정류기 회로(450)는 바람직하게 제 3 및 제 4 접속부들(406,408)(차례로 보조 권선(132)에 결합되고, 자기적으로 부스트 인덕터의 일차 권선(130)에 결합됨), 제 1 노드(452), 및 제 2 노드(454)에 결합된 전파 다이오드 브리지(즉, 4개의 다이오드들을 가짐)에 의해 구현된다. 제 1 노드(452)는 마이크로제어기(420)의 DC 공급 입력부(426) 및 제 5 접속부(410)에 결합된다. 제 3 캐패시터(456)는 제 1 노드(452) 및 제 2 노드(454) 사이에 결합된다. 제 3 저항기(458)는 제 2 노드(454) 및 상기 마이크로제어기(420)의 접지 입력부(428) 사이에 결합된다. 전압 조절기(460)는 바람직하게 DC 공급 입력부(426) 및 마이크로제어기(420)의 접지 입력부(428) 사이에 결합된 제너 다이오드로서 구현된다. 마지막으로, 제 4 캐패시터(470)는 제 5 접속부(410) 및 기준 노드(412) 사이에 결합된다. 동작 동안, DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470)는 마이크로제어기(420)에 전력을 인가하기 위한 DC 동작 전압(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 +5 볼트)을 제공하기 위하여 부스트 인덕터(130)의 보조 권선(132) 양단에 있는 고주파 교류 전압을 정류, 필터, 및 조절한다. 바람직하게, 인버터(200)가 디스에이블될 때에도 부스터 컨버터가 계속 동작할 때(비록 크게 감소된 듀티 사이클을 가지지만), DC 동작 전압은 마이크로제어기(420)에 계속 제공될 것이고, 이에 따라 마이크로제어기(420)는 인버터(200)의 디스에이블링 및 인에이블링을 제어하는 제어 타이밍 및 다른 논리 기능들을 계속한다. 이것과 관련하여, 전압 조절기(460)가 시간 기간을 최소화하기 위하여 적당히 낮은 제너 전류뿐 아니라, 적당히 낮은 누설 전류를 가진 제너 다이오드(예를 들어 부품 번호 1N4688)에 의해 구현되는 것은 바람직하고, 상기 시간 기간 동안 DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470)는 인버터(200)가 디스에이블되는 동안 DC 동작 전압을 계속 제공한다. DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470)는 또한 기준 노드(412)에서의 전압이 인버터 접지(50)와 관련하여 음(예를 들어, -5 볼트)인 것을 보장하기 위하여 기능하고; 이전에 설명된 바와 같이, 음의 전압의 제공은 램프 결함 상태가 검출될 때 인버터(200)를 신속하고 적당하게 디스에이블링하는 목적에 중요하다.
도 3에 기술된 구조로 실행될 때, 램프 결함 보호 회로(400)는 경제적이고 에너지 효율적인 방식으로 구현될 수 있다. 타이밍 및 논리 기능들이 마이크로제어기(420)에 의해 처리되기 때문에, 적당한 양의 연관된 이산 회로만이 요구된다. 부가적으로, 적당한 양의 이산 회로만이 필요하다는 사실, 및 마이크로제어기(420)가 비교적 낮은 동작 전력 요구조건들을 가진 디바이스(예를 들어, 마이크로칩 인코포레이티드, 부품 번호 PIC10F200)에 의해 구현될 수 있다는 사실로 인해, 램프 결함 보호 회로(400)는 매우 작은 전력(예를 들어, 약 100 밀리와트 또는 그 정도)을 소비하고 따라서 안정기(20)의 전체 에너지 효율성에 최소한의 충격을 가한다.
안정기(20) 및 램프 결함 보호 회로(400)의 상세한 동작은 다음과 같이 도 2 및 도 3을 참조하여 지금 설명된다. 다음 설명에서, 반대로 지정되지 않으면, 모든 전압들은 인버터 접지(50)에 관련하여 참조된다.
AC 전력이 안정기(20)에 인가된 후(입력 접속부들(102,104)을 통해) 짧은 시간 기간 내에서, 부스트 제어 회로(120)는 턴 온하고 부스트 트랜지스터(140)의 스위칭을 제공하기 위하여 시동한다. 일단 부스트 제어 회로(120)가 턴 온하고 부스트 트랜지스터(140)의 스위칭 온 및 오프를 시작하면, 대응하는 전압들이 부스트 인덕터(130) 및 보조 권선(132) 양단에서 전개된다. 부스트 컨버터가 동작을 시작하기 전에도, 인버터 시동 회로(270) 내에서, 캐패시터(282)는 저항기들(272,276)을 통하여 충전하기 시작하고; 저항기(280)는 캐패시터(282)가 충전될 수 있는 피크 전압을 제한하기 위하여 사용한다. 일단 캐패시터(282) 양단 전압이 미리 결정된 레벨(예를 들어, 32 볼트)에 도달하면, 다이악(290)은 도전하고 시동 펄스(캐패시터(282)에 저장된 에너지로부터)를 인버터 트랜지스터(240)의 베이스(242)에 전달한다. 시동 펄스로 인해 인버터 트랜지스터(240)는 턴온하고, 이에 따라 당업자에게 잘 공지된 방식으로 인버터(200)의 자가 발진 동작을 시작한다.
램프 결함 보호 회로(400)는 AC 전력을 안정기(20)에 인가한 다음 짧은 시간 기간 내에 동작하기 시작한다. 보다 특히, AC 전력이 안정기(20)에 인가된 후 거의 즉각적으로, AC-DC 컨버터(100)의 출력부들(106,108) 사이에 나타나는 DC 레일 전압은 빠르게 AC 라인 소스 전압(예를 들어, 277 볼트 rms)의 피크 값(예를 들어, 390 볼트)에 도달하고, 그 다음 부스트 컨버터가 동작하기 시작한 후 보다 높은 값(예를 들어, 455 볼트)으로 증가한다. 일단 부스트 컨버터가 동작하기 시작하면, 보조 권선(132) 양단에 전개된 전압은 램프 결함 보호 회로(400)에 대한 동작 전력의 소스를 제공하기 위해 사용한다. 보다 특히, 보조 권선(132) 양단 교류 전압은 마이크로제어기(420)의 DC 공급 입력부(426)에 조절된 DC 공급 전압(예를 들어, +5 볼트)을 제공하기 위해 램프 결함 보호 회로(400) 내의 DC 공급 회로(450,456,458,460,470)에 의해 처리되고, 이에 따라 마이크로제어기(420)에 전력을 인가하고 또한 기준 노드(412)에 음의 전압(예를 들어, 인버터 접지(50)에 관련하여 -5 볼트)을 제공한다.
일단 마이크로제어기(420)가 활성화되면, 시동 기간(예를 들어 200 밀리초 또는 그 정도 및 일초 또는 그 정도 사이의 기간을 가짐)은 시작한다. 시동 기간 동안, 마이크로제어기(420)의 출력부(424)에서 제어 전압은 낮다(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 약 영 볼트); 대응하여, FET(430) 및 BJT(440)는 오프로 유지된다. 결과적으로, 인버터(200)는 램프들(72,74,76,78)을 시동하고 전력을 인가하기 위하여 동작된다.
램프들(72,74,76,78)의 정상 점화 동안, 램프들이 점화할 때, 램프 결함 상태 동안 발생하는 것과 유사한 신호들 및 주파수 변화들은 인버터(200) 내에서 일반적으로 발생할 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 램프들(72,74,76,78)을 성공적으로 점화하기에 충분한 시간 기간(예를 들어, 200 밀리초 또는 그 정도 및 일초 또는 그 정도 사이) 동안 인버터(200) 및 출력 회로(300)가 동작하도록 하기 위해 상기 발생들이 램프 결함 보호 회로(400)에 의해 필수적으로 무시되는 것은 중요하다. 따라서, 마이크로제어기(420)는 시동 기간 동안 발생하는 임의의 주파수 변화들을 효과적으로 무시하도록 프로그램된다.
시동 기간의 완료 시(상기 시점에 의해, 아마도, 모든 램프들은 점화되고 실질적으로 정상적인 방식으로 동작하기 시작함), 램프 결함 보호 회로(400)는 인버터 트랜지스터(240)에 대한 베이스 드라이브 전압(VX)의 기본 주파수를 능동적으로 모니터하기 시작한다. 이전에 설명된 바와 같이, VX의 기본 주파수에서 임의의 큰 갑작스러운 변화는 램프 결함 상태를 가리키는 것으로서 램프 결함 보호 회로(400)에 의해 처리된다. VX의 기본 주파수의 모니터링은 이하에 기술된 바와 같이 달성된다.
마이크로제어기(420)의 입력부(422) 전압은 실질적으로 VX의 저역 통과 필터된 음의 반파 정류 버젼이다. 보다 특히, FET(430)는 본래 VX의 음의 반쪽 사이클들이 마이크로제어기(420)의 입력부(422)에 전달되게 하도록(필터 회로(416,418)를 통하여) 기능하는 바디 다이오드(소스(436)에 접속된 애노드 및 드레인(434)에 결합된 캐소드를 가짐)를 포함한다. VX의 양의 반쪽 사이클들이 인버터 트랜지스터(240)의 베이스 대 이미터 접합에 의해 클램핑(즉, 피크 크기로 제한됨)되는 것이 인식되어야 한다.
마이크로제어기(420)는 입력부(422) 전압이 미리 결정된 값(예를 들어, VX의 매 음의 반쪽 사이클의 피크들에 대략적으로 대응)을 초과하는 각각의 시간에, 마이크로제어기(420)의 카운터가 대응하여 증가되도록 프로그램된다. 이런 방식으로, 마이크로제어기(420)는 VX의 기본 주파수를 나타내는 양을 모니터한다. 언급된 다른 방식에서, 마이크로제어기(420)는 주어진 샘플링 기간 동안 VX에서 발생하는 사이클들의 수를 가리키는 펄스들의 수를 측정한다.
제 1 샘플링 기간 동안(말하자면 10 밀리초의 기간을 가짐), 마이크로제어기(420)는 제 1 펄스 수(N1)를 카운트한다. 제 1 샘플링 기간의 완료 시, 마이크로제어기(420)는 데드 시간 기간(말하자면 10 밀리초의 기간을 가짐)을 가지며, 상기 데드 시간 기간 동안 펄스 카운팅은 수행되지 않는다. 데드 시간 기간 후, 마이크로제어기(420)는 제 2 샘플링 기간(제 1 샘플링 기간의 기간과 실질적으로 동일한 기간을 가짐 - 예를 들어, 10 밀리초)을 제공하고, 상기 기간 동안 마이크로제어기(420)는 제 2 펄스 수(N2)를 카운트한다. 제 1 및 제 2 샘플링 기간들의 시간 기간들은 마이크로제어기(420)와 연관된 적당한 타이밍 관련 허용오차들이 다른 샘플링 기간들(비록, 이상적으로 모든 샘플링 기간들이 동일한 기간을 가지는 것이 바람직하지만)의 시간들과 작은 차이들을 도입할 수 있기 때문에 "실질적으로" 동일한 것으로 여기에서 기술되었고; 따라서, 이전에 주의된 바와 같이, 미리 결정된 차이 한도가 램프 결함 보호 회로(400)에 의해 제공된 검출 신뢰성 및 정확성에 영향을 미치지 않고 이들 차이들을 수용할 수 있도록 충분히 큰(예를 들어, 10 또는 그 정도)인 값으로 설정되는 것은 중요하다.
제 2 샘플링 기간의 완료 시, 마이크로제어기(420)는 N1 및 N2를 비교한다. N1 및 N2가 미리 결정된 차이 한도(예를 들어, 10 또는 그 정도)보다 많이 다르지 않는 한, 출력부(424)에서의 제어 전압은 로우로 유지되고, 이에 따라 인버터(200)는 정상 동작에서 계속 동작되게 한다. 다른 한편, 만약 N1 및 N2 사이의 차이가 미리 결정된 차이 한도를 초과하면, 마이크로제어기(420)는 램프 결함 상태가 발생하였다는 표시로서 이를 해석한다. 대응하여, 출력부(424)의 제어 전압은 하이(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 +5 볼트)로 진행하고, 이에 따라 FET(430) 및 BJT(440)를 턴온한다. FET(430)가 턴온되면, 인버터 트랜지스터(240)의 베이스(242)는 기준 노드(412)의 음의 전압(예를 들어 -5 볼트)에 결합(캐패시터(414)를 통하여)되고; 결과적으로, 인버터 트랜지스터(240)는 턴오프되거나, 만약 현재 오프이면, 다시 턴온되는 것이 방지되어, 인버터(200)를 디스에이블링한다. 동시에, BJT(440)가 턴온되면, 캐패시터(282)(인버터 시동 회로(270) 내)는 기준 노드(412)에서 음의 전압(예를 들어, -5 볼트)에 결합되고; 결과적으로, 캐패시터(282)는 다이악(290)을 트리거하고 인버터(200)의 동작을 재시작하기에 충분한 전압(예를 들어, +32 볼트) 까지 충전되는 것을 방지할 것이다. 마이크로제어기(420)의 출력부(424) 전압은 중간 기간의 지속 기간(예를 들어, 1초) 동안 하이(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 +5 볼트)로 유지된다. 이런 방식으로, 램프 결함 보호 회로(400)는 인버터(200)를 신속하게 디스에이블링하고 추후 적어도 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, 1초) 동안 인버터(200)가 재시동하는 것을 방지함으로써 램프 결함 상태에 응답한다.
중단 기간의 만료 시(예를 들어, 결함이 검출된 후 1 초), 마이크로제어기(420)의 출력부(424) 전압은 하이(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 +5 볼트)에서 로우(예를 들어, 기준 노드(412)에 관련하여 약 영 볼트)로 진행하고, 이에 따라 FET(430) 및 BJT(440)을 턴오프한다. 따라서, 중간 기간의 완료 시, 램프 결함 보호 회로(400)는 기준 노드(412)에 대해 제 1 및 제 2 접속부들(402,404)을 효과적으로 중단하는 것을 중지하고, 이에 따라 인버터(200)를 다시 인에이블하고(즉, 인버터 시동 회로(270)가 인버터(200)를 재시동하게 함) 그 다음 일단 다시 인버터(200)가 적어도 일정시간에 작동되는 시동 기간(예를 들어, 200 밀리초 또는 그 이상)의 시간 동안 계속 동작하게 하고, 상기 시간 동안 인버터(200) 및 출력 회로(300)는 다시 램프들(72,74,76,78)을 점화 및 시작하기 위해 시도한다. 이런 방식으로, 램프 결함 보호 회로(400)는 자동 재시동 능력을 제공하고, 상기 자동 재시동 능력은 안정기에 전력의 사이클링을 요구하지 않고 리램핑을 조절하고, 또한 램프 결함들의 임의의 잘못된/이상한 검출에 대한 유효 면제 정도를 제공한다.
램프 결함 상태가 유지되는 경우(즉, 말하자면 몇초 또는 그 이상 같은 연장된 시간 기간 동안 지속하는 결함 상태), 램프 결함 보호 회로(400)는 제한된 수의 재시동 시도들을 제공할 것이지만(예를 들어, 이전 설명에 따라 10 또는 그 정도), 그 다음 중단 기간이 상당히 증가되는(예를 들어 약 1 초 내지 약 5초에서 약 1분 또는 그 이상) 다른 동작 모드로의 전이를 제공할 것이다. 중간 기간에서 이런 증가는 임의의 동작중인 램프들의 빈번한(및 불편한) 깜빡임을 방지하기 위해서 사용하고, 또한 인버터(200) 및 출력 회로(300)에서 구성요소들에 대한 불필요한 스트레스를 감소시킨다. 중단 기간은 램프 결함 상태가 잔존하는 한 증가된 값으로 유지될 것이다. 아마도 램프 결함 상태가 더 이상 나타나지 않을 때의 몇몇 미래 시점에서, 램프 결함 보호 회로(400)는 정상 동작 모드(즉, FET(430) 및 BJT(440)이 턴 오프되고 턴 오프를 유지하여, 램프 결함 상태가 추후 발생하는 시간 까지 인버터(200)가 정상적인 방식으로 동작하게 함(이 경우에서 상기된 사건들은 반복될 것임))로 동작하게 한다.
램프 결함 보호 회로(400)를 실행하기 위한 바람직한 구성요소는 다음과 같이 리스트된다:
캐패시터 414: 0.22 마이크로패럿, 50 볼트
저항기 416; 3 킬로옴
캐패시터 418: 330 피코패럿, 50 볼트
마이크로제어기 420: 부품 번호. PIC10F200(마이크로칩, 인코포레이트에 의한 mfd)
트랜지스터 430: 2N7002 또는 FDC301N
트랜지스터 440: 2N3904
저항기 448: 47 킬로옴
다이오드 브리지 450: 1N4148(4 다이오드들)
캐패시터 456: 100 마이크로패럿, 50 볼트
저항기 458: 병렬로 접속된 두 개의 30.1 킬로옴 저항기들
제어 다이오드 460: 4.7 볼트(부품 번호. 1N4688)
캐패시터 470: 33 마이크로패럿, 50 볼트.
비록 본 발명이 특정 바람직한 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 다수의 변형들 및 변화들은 본 발명의 신규 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (32)

  1. 적어도 하나의 가스 방전 램프에 전력을 인가하기 위한 안정기로서,
    부하-종속적인 동작 주파수를 가진 인버터;
    상기 인버터에 결합된 출력 회로 ― 상기 출력 회로는 적어도 하나의 가스 방전 램프를 포함하는 램프 부하에 결합하도록 구성된 출력 접속부들을 포함함 ―; 및
    상기 인버터에 결합된 램프 결함 보호 회로;
    를 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로는:
    (a) 램프 결함 상태를 나타내기 위한 상기 인버터 내의 전기 신호의 기본 주파수를 모니터하고 ― 상기 램프 결함 상태은 상기 전기 신호의 기본 주파수가 미리 결정된 변화 임계값을 초과하는 변화를 나타낼 때 발생된 것으로 간주됨 ―;
    (b) 램프 결함 상태의 발생과 무관하게 상기 인버터가 인에이블되고 램프 시동을 시도하는 시동 기간을 제공하고; 그리고
    (c) 상기 시동 기간의 완료 후 램프 결함 상태의 발생에 응답하여,
    (ⅰ) 상기 인버터를 디스에이블하고 상기 인버터를 중단 기간 동안 디스에이블되게 유지하고; 그리고
    (ⅱ) 상기 중단 기간의 완료 후, 시동 기간을 다시 제공하여 램프 결함 상태의 발생과 무관하게 상기 인버터가 인에이블되고 램프 시동을 시도하도록 동작하고,
    상기 램프 결함 보호 회로는 샘플링 기간 동안 상기 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 모니터링함으로써 상기 전기 신호의 기본 주파수를 모니터하고, 상기 샘플링 기간은 샘플링 지속 기간을 가지는,
    안정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는,
    상기 안정기로부터 램프의 연결 해제;
    적어도 하나의 램프가 실질적으로 정상적인 방식으로 동작하는 것의 실패; 및
    상기 램프 부하에서의 아크 상태(arcing condition);
    중 적어도 하나에 응답하여 상기 인버터를 디스에이블하도록 동작하는,
    안정기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 변화 임계값은:
    상기 인버터의 정상 동작 주파수의 약 0.1% 내지 1%; 및
    약 몇백 헤르쯔;
    중 적어도 하나의 정도인,
    안정기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는:
    적어도 제 1 샘플링 기간 및 제 2 샘플링 기간을 제공하고 ― 상기 제 2 샘플링 기간은 상기 제 1 샘플링 기간의 완료 후 어느 정도의 시점에서 시작하고, 상기 제 1 및 제 2 샘플링 기간들은 실질적으로 동일한 샘플링 지속 기간을 가짐 ―;
    상기 제 1 샘플링 기간 동안 상기 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 나타내는 제 1 펄스 수를 측정하고;
    상기 제 2 샘플링 기간 동안 상기 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 나타내는 제 2 펄스 수를 측정하고;
    상기 제 1 펄스 수와 상기 제 2 펄스 수를 비교하도록 동작하고, 만약 상기 제 1 펄스 수 및 상기 제 2 펄스 수가 미리 결정된 차이 한도보다 더 많이 다르면 램프 결함 상태가 발생된 것으로 간주되는,
    안정기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는 연속적인 샘플링 기간들 사이에 데드 기간(dead period)을 제공하기 위하여 추가로 동작하고, 상기 데드 기간은 미리 결정된 데드 시간을 가지는,
    안정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 샘플링 기간은 상기 제 1 샘플링 기간 및 상기 데드 기간의 완료 후 시작하는,
    안정기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 샘플링 지속 기간은 약 10 밀리초 정도이고,
    상기 미리 결정된 데드 시간은 약 10 마이크로초 정도인,
    안정기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는, 미리 결정된 수의 시동 기간들이 연속적으로 제공된 후 잔존하는 램프 결함 상태에 응답하여, 상기 중단 기간을 제 1 지속 기간에서 제 2 지속 기간으로 증가시키고, 그리고 적어도 램프 결함 상태가 더 이상 나타나지 않는 시간까지 상기 중단 기간을 상기 제 2 지속 기간에서 유지하도록 추가로 동작하는,
    안정기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 지속 기간은 약 1 초 정도이고;
    상기 제 2 지속 기간은 적어도 몇 초 정도이고;
    상기 미리 결정된 시동 기간들의 수는 약 10 회 정도인,
    안정기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는,
    (ⅰ) 자가 발진 타입 인버터;
    (ⅱ) 전류 공급 타입 인버터(current-fed type inverter); 및
    (ⅲ) 브리지 타입 인버터;
    중 적어도 하나인,
    안정기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는 전류 공급 자가 발진 인버터이고,
    상기 출력 회로는 병렬 공진 회로를 포함하는,
    안정기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정기는 AC 공급 전압을 수신하기 위한 입력부 및 DC 레일 전압을 상기 인버터에 제공하기 위한 출력부를 가진 AC-DC 컨버터를 더 포함하고,
    상기 인버터는, (ⅰ) 제 1 및 제 2 인버터 트랜지스터들; (ⅱ) 상기 제 1 인버터 트랜지스터에 결합된 제 1 베이스 구동 회로; (ⅲ) 상기 제 2 인버터 트랜지스터에 결합된 제 2 베이스 구동 회로; (ⅳ) 인버터 접지; 및 (ⅴ) 상기 AC-DC 컨버터, 상기 제 2 인버터 트랜지스터, 및 상기 인버터 접지에 결합된 인버터 시동 회로를 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로(400)는, 상기 제 2 인버터 트랜지스터 및 상기 제 2 베이스 구동 회로에 결합된 제 1 접속부(402), 상기 인버터 시동 회로에 결합된 제 2 접속부(404), 상기 AC-DC 컨버터에 결합된 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 및 상기 인버터 접지에 결합된 제 5 접속부(410)를 포함하는 복수의 접속부들을 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로는:
    상기 램프 결함 보호 회로에 의해 모니터되는 상기 전기 신호가 상기 제 1 접속부를 통하여 모니터되는 상기 제 2 베이스 구동 회로 내의 전압 신호를 포함하고,
    상기 시동 기간 동안, 상기 제 1 접속부의 상기 전압 신호의 특성에 무관하게, 상기 인버터가 인에이블되고 램프 시동을 시도하고,
    상기 시동 기간의 완료 후 램프 결함 상태의 발생에 응답하여, 상기 중단 기간의 지속 기간 동안 상기 제 1 접속부 및 상기 제 2 접속부를 음의 전압으로 효과적으로 분로시킴으로써, 상기 인버터가 디스에이블되고,
    상기 중단 기간의 완료 시, 상기 시동 기간의 지속 기간 동안 상기 제 1 및 제 2 접속부들이 음의 전압으로 효과적으로 분로되는 것을 중단함으로써, 상기 인버터가 상기 시동 기간 동안 다시 인에이블되도록 추가로 동작하는,
    안정기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는,
    입력부(422), 출력부(424), DC 공급 입력부(426), 및 접지 입력부(428)를 가진 마이크로제어기(420) ― 상기 DC 공급 입력부(426)는 상기 제 5 접속부(410)에 결합되고 상기 접지 입력부(428)는 기준 노드(412)에 결합됨 ―;
    상기 제 1 접속부(402)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 입력부(422) 사이에 결합된 필터 회로(416,418);
    상기 제 1 접속부(402), 상기 마이크로제어기의 상기 출력부(424), 및 상기 기준 노드(412)에 결합된 제 1 분로 회로(414,430);
    상기 제 2 접속부(404), 상기 마이크로제어기의 상기 출력부(424), 및 상기 기준 노드(412)에 결합된 제 2 분로 회로(440,448); 및
    상기 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 상기 마이크로제어기의 상기 DC 공급 입력부(426), 상기 제 5 접속부(410), 및 상기 기준 노드(412)에 결합된 DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470);
    를 더 포함하는,
    안정기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 음의 전압은 상기 인버터 접지에 대하여 약 -5 볼트 정도인,
    안정기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 분로 회로는,
    제 1, 제 2, 및 제 3 단자들(432,434,436)을 가진 제 1 전자 스위치(430) ― 상기 제 1 단자(432)는 상기 마이크로제어기(420)의 상기 출력부(424)에 결합되고, 상기 제 3 단자(436)는 상기 기준 노드(412)에 결합됨 ―; 및
    상기 제 1 접속부(402)와 상기 제 1 전자 스위치(430)의 상기 제 2 단자(434) 사이에 결합된 제 1 캐패시터(414);
    를 포함하는,
    안정기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 스위치(430)는 N 채널 전계 효과 트랜지스터이고, 상기 제 1 단자(432)는 게이트 단자이고, 상기 제 2 단자(434)는 드레인 단자이고, 상기 제 3 단자(436)는 소스 단자인,
    안정기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 필터 회로는,
    상기 제 1 캐패시터(414)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 입력부(422) 사이에 결합된 제 1 저항기(416); 및
    상기 마이크로제어기(420)의 상기 입력부(422)와 상기 기준 노드(412) 사이에 결합된 제 2 캐패시터(418);
    를 포함하는,
    안정기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 분로 회로는,
    제 1, 제 2, 및 제 3 단자들(442,444,446)을 가진 제 2 전자 스위치(440) ― 상기 제 2 단자(444)는 상기 제 2 접속부(404)에 결합되고 상기 제 3 단자(446)는 상기 기준 노드(412)에 결합됨 ―; 및
    상기 제 2 전자 스위치(440)의 상기 제 1 단자(442)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 출력부(424) 사이에 결합된 제 2 저항기(448);
    를 포함하는,
    안정기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 전자 스위치(440)는 NPN 타입 바이폴라 접합 트랜지스터이고, 상기 제 1 단자(442)는 베이스 단자이고, 상기 제 2 단자(444)는 컬렉터 단자이고, 상기 제 3 단자(446)는 이미터 단자인,
    안정기.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 마이크로제어기는,
    제 1 샘플링 기간 동안 상기 전압 신호에서 발생하는 제 1 사이클 수를 나타내는 제 1 펄스 수를 카운트하고,
    제 2 샘플링 기간 동안 상기 전압 신호에서 발생하는 제 2 사이클 수를 나타내는 제 2 펄스 수를 카운트하고 ― 상기 제 1 및 제 2 샘플링 기간들은 실질적으로 동일한 샘플링 지속 기간을 가짐 ―;
    상기 제 1 펄스 수와 상기 제 2 펄스 수를 비교하도록 동작하고 ― 만약 상기 제 1 펄스 수 및 상기 제 2 펄스 수가 미리 결정된 차이 한도보다 더 많이 다르면 램프 결함 상태가 발생된 것으로 간주됨 ―;
    상기 시동 기간 동안, 상기 마이크로제어기의 상기 출력부에서의 제어 전압을 상기 제 1 및 제 2 전자 스위치들을 작동시키기에 불충분한 제 1 레벨로 설정하고, 그리고 상기 시동 기간의 지속 기간 동안 상기 제어 전압을 상기 제 1 레벨로 유지하고;
    상기 시동 기간의 완료 후,
    만약 램프 결함 상태가 나타나지 않으면, 상기 제어 전압을 상기 제 1 레벨로 유지하고, 그리고
    만약 램프 결함 상태가 나타나면, 상기 마이크로제어기의 상기 출력부에서의 상기 제어 전압을 상기 제 1 및 제 2 전자 스위치들을 작동시키기에 충분한 제 2 레벨로 설정하고, 그리고 상기 중단 기간의 지속 기간 동안 상기 제어 전압을 상기 제 2 레벨로 유지하고; 그리고
    상기 중단 기간의 완료 후, 상기 마이크로제어기의 상기 출력부에서의 상기 제어 전압을 상기 제 1 레벨로 설정하고, 그리고 상기 시동 기간의 지속 기간 동안 상기 제어 전압을 상기 제 1 레벨로 유지하도록 동작하는,
    안정기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어 전압의 상기 제 1 레벨은 상기 기준 노드에 대하여 약 0 볼트로 설정되고,
    상기 제어 전압의 상기 제 2 레벨은 상기 기준 노드에 대하여 약 +5 볼트로 설정되는,
    안정기.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 마이크로제어기는, 미리 결정된 수의 시동 기간들이 연속적으로 제공된 후 잔존하는 램프 결함 상태에 응답하여, 상기 중단 기간을 제 1 지속 기간으로부터 제 2 지속 기간으로 증가시키고, 그리고 적어도 램프 결함 상태가 더 이상 나타나지 않는 시간까지 상기 중단 기간을 상기 제 2 지속 기간에서 유지하도록 추가로 동작하는,
    안정기.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 DC 전압 공급 회로는,
    상기 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 제 1 노드(452), 및 제 2 노드(454)에 결합된 정류기 회로(450) ― 상기 제 1 노드(452)는 상기 마이크로제어기(420)의 상기 DC 공급 입력부(426) 및 상기 제 5 접속부(410)에 결합됨 ―;
    상기 제 1 및 제 2 노드들(452,454) 사이에 결합된 제 3 캐패시터(456);
    상기 제 2 노드(454)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 접지 입력부(428) 사이에 결합된 제 3 저항기(458);
    상기 마이크로제어기(420)의 상기 DC 공급 입력부(426)와 접지 입력부(428) 사이에 결합된 전압 조절기(460); 및
    상기 제 5 접속부(410)와 상기 기준 노드(412) 사이에 결합된 제 4 캐패시터(470);
    를 포함하는,
    안정기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 AC-DC 컨버터는 전파 정류기(110)(full-wave rectifier) 및 부스트 컨버터(120,130,140,150,160)를 포함하고, 상기 부스트 컨버터는 일차 권선(130) 및 상기 일차 권선에 자기적으로 결합된 보조 권선(132)을 가진 부스트 인덕터를 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로의 상기 제 3 및 제 4 접속부들(406,408)은 상기 부스트 인덕터의 상기 보조 권선(132)에 결합되는,
    안정기.
  26. 적어도 하나의 가스 방전 램프에 전력을 인가하기 위한 안정기로서,
    자가 발진 타입 인버터;
    상기 인버터에 결합된 출력 회로 ― 상기 출력 회로는 적어도 하나의 가스 방전 램프를 포함하는 램프 부하에 결합하도록 구성된 출력 접속부들을 포함함 ―; 및
    상기 인버터에 결합된 램프 결함 보호 회로를 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로는:
    (a) 램프 결함 상태를 나타내는 상기 인버터 내의 전기 신호의 기본 주파수를 모니터하도록 동작하고 ― 상기 램프 결함 상태은 상기 전기 신호의 상기 기본 주파수가 미리 결정된 변화 임계값을 초과하는 변화를 나타낼 때 발생된 것으로 간주되고, 상기 램프 결함 보호 회로는,
    (ⅰ) 적어도 제 1 샘플링 기간(T1) 및 제 2 샘플링 기간(T2)을 제공하고 ― 상기 제 2 샘플링 기간은 상기 제 1 샘플링 기간의 완료 후 어느 정도의 시점에서 시작함 ―;
    (ⅱ) 상기 제 1 샘플링 기간(T1) 동안 상기 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 나타내는 제 1 펄스 수(N1)를 측정하고;
    (ⅲ) 상기 제 2 샘플링 기간(T2) 동안 상기 전기 신호에서 발생하는 사이클들의 수를 나타내는 제 2 펄스 수(N2)를 측정하고; 그리고
    (ⅳ) 상기 제 1 펄스 수(N1)와 상기 제 2 펄스 수(N2)를 비교함으로써, 상기 전기 신호의 상기 기본 주파수를 모니터하고, 만약 상기 제 1 펄스 수(N1) 및 상기 제 2 펄스 수(N2)가 미리 결정된 차이 한도보다 더 많이 다르면 램프 결함 상태가 발생된 것으로 간주됨 ―;
    (b) 램프 결함 상태의 발생과 무관하게 상기 인버터가 인에이블되고 램프 시동을 시도하는 시동 기간을 제공하고;
    (c) 상기 시동 기간의 완료 후 램프 결함 상태의 발생에 응답하여:
    (ⅰ) 상기 인버터를 디스에이블하고 중단 기간 동안 상기 인버터를 디스에이블되게 유지하고; 및
    (ⅱ) 상기 중단 기간의 완료 후, 시동 기간을 다시 제공하여 램프 결함 상태의 발생에 무관하게 상기 인버터가 인에이블되고 램프 시동을 시도하도록 동작하는,
    안정기.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는,
    상기 안정기로부터 램프의 연결 해제;
    적어도 하나의 램프가 실질적으로 정상적인 방식으로 동작하는 것의 실패; 및
    상기 램프 부하에서의 아크 상태(arcing condition);
    중 적어도 하나에 응답하여 상기 인버터를 디스에이블하도록 동작하는,
    안정기.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 램프 결함 보호 회로는,
    (a) 연속적인 샘플링 기간들 사이에 데드 기간을 제공하고 ― 상기 데드 기간은 미리 결정된 데드 시간을 가짐 ―; 및
    (b) 미리 결정된 수의 시동 기간들이 연속적으로 제공된 후 잔존하는 램프 결함 상태에 응답하여, 상기 중단 기간을 제 1 지속 기간으로부터 제 2 지속 기간으로 증가시키고, 그리고 적어도 램프 결함 상태가 더 이상 나타나지 않는 시간까지 상기 중단 기간을 상기 제 2 지속 기간에서 유지하도록 추가로 동작하는,
    안정기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 변화 임계값은 약 몇백 헤르쯔 정도이고,
    샘플링 지속 기간은 약 10 밀리초 정도이고,
    상기 미리 결정된 데드 시간은 약 10 마이크로초 정도이고,
    상기 제 1 지속 기간은 약 1 초 정도이고,
    상기 제 2 지속 기간은 적어도 약 몇 초 정도이고,
    상기 시동 기간들의 미리 결정된 수는 약 10 회 정도인,
    안정기.
  30. 적어도 하나의 가스 방전 램프에 전력을 인가하기 위한 안정기로서,
    AC 공급 전압(60)을 수신하기 위한 입력부(102,104) 및 DC 레일 전압을 제공하기 위한 출력부(106,108)를 가진 AC-DC 컨버터(100);
    상기 AC-DC 컨버터의 상기 출력부에 결합된 전류 공급 자가 발진 브리지 타입 인버터(200) ― 상기 인버터는 (ⅰ) 제 1 및 제 2 인버터 트랜지스터들(220,240); (ⅱ) 상기 제 1 인버터 트랜지스터에 결합된 제 1 베이스 구동 회로(230,236,324); (ⅲ) 상기 제 2 인버터 트랜지스터에 결합된 제 2 베이스 구동 회로(250,256,326); (ⅳ) 인버터 접지(50); 및 (ⅴ) 상기 AC-DC 컨버터, 상기 제 2 인버터 트랜지스터, 및 상기 인버터 접지에 결합된 인버터 시동 회로(270)를 포함함 ―;
    상기 인버터에 결합된 출력 회로(300) ― 상기 출력 회로는 적어도 하나의 가스 방전 램프(72,74,76,78)를 포함하는 램프 부하(70)에 결합하도록 구성된 출력 접속부들(302,304,306,308,310)을 포함함 ―; 및
    상기 인버터에 결합된 램프 결함 보호 회로(400);
    를 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로는:
    상기 제 2 인버터 트랜지스터 및 상기 제 2 베이스 구동 회로에 결합된 제 1 접속부(402), 상기 인버터 시동 회로에 결합된 제 2 접속부(404), 상기 AC-DC 컨버터에 결합된 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 및 상기 인버터 접지에 결합된 제 5 접속부(410)를 포함하는 복수의 접속부들;
    입력부(422), 출력부(424), DC 공급 입력부(426), 및 접지 입력부(428)를 가지는 마이크로제어기(420) ― 상기 DC 공급 입력부(426)는 상기 제 5 접속부(410)에 결합되고 상기 접지 입력부(428)는 기준 노드(412)에 결합됨 ―;
    상기 제 1 접속부(402)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 입력부(422) 사이에 결합된 필터 회로(416,418);
    상기 제 1 접속부(402), 상기 마이크로제어기(420)의 상기 출력부(424), 및 상기 기준 노드(412)에 결합된 제 1 분로 회로(414,430);
    상기 제 2 접속부(404), 상기 마이크로제어기(420)의 상기 출력부(424), 및 상기 기준 노드(412)에 결합된 제 2 분로 회로(440,448); 및
    상기 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 상기 마이크로제어기(420)의 상기 DC 공급 입력부(426), 상기 제 5 접속부(410), 및 상기 기준 노드(412)에 결합된 DC 전압 공급 회로(450,456,458,460,470);
    를 포함하는,
    안정기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 분로 회로는,
    제 1, 제 2 및 제 3 단자들(432,434,436)을 가진 제 1 전자 스위치(430) ― 상기 제 1 단자(432)는 상기 마이크로제어기(420)의 상기 출력부(424)에 결합되고, 상기 제 3 단자(436)는 상기 기준 노드(412)에 결합됨 ―; 및
    상기 제 1 접속부(402)와 상기 제 1 전자 스위치(430)의 상기 제 2 단자(434) 사이에 결합된 제 1 캐패시터(414)를 포함하고;
    상기 필터 회로는,
    상기 제 1 캐패시터(414)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 입력부(422) 사이에 결합된 제 1 저항기(416); 및
    상기 마이크로제어기(420)의 상기 입력부(422)와 상기 기준 노드(412) 사이에 결합된 제 2 캐패시터(418)를 포함하고,
    상기 제 2 분로 회로는,
    제 1, 제 2, 제 3 단자들(442,444,446)을 가진 제 2 전자 스위치(440) ― 상기 제 2 단자(444)는 상기 제 2 접속부(404)에 결합되고 상기 제 3 단자(446)는 상기 기준 노드(412)에 결합됨 ―; 및
    상기 제 2 전자 스위치(440)의 상기 제 1 단자(442)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 출력부(424) 사이에 결합된 제 2 저항기(448);
    를 포함하는,
    안정기.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 DC 전압 공급 회로는,
    상기 제 3 및 제 4 접속부들(406,408), 제 1 노드(452), 및 제 2 노드(454)에 결합된 정류기 회로(450) ― 상기 제 1 노드(452)는 상기 마이크로제어기(420)의 상기 DC 공급 입력부(426) 및 상기 제 5 접속부(410)에 결합됨 ―;
    상기 제 1 및 제 2 노드들(452,454) 사이에 결합된 제 3 캐패시터(456);
    상기 제 2 노드(454)와 상기 마이크로제어기(420)의 상기 접지 입력부(428) 사이에 결합된 제 3 저항기(458);
    상기 마이크로제어기(420)의 상기 DC 공급 입력부(426)와 접지 입력부(428) 사이에 결합된 전압 조절기(460); 및
    상기 제 5 접속부(410)와 상기 기준 노드(412) 사이에 결합된 제 4 캐패시터(470);
    를 포함하고,
    상기 AC-DC 컨버터는 전파 정류기(110) 및 부스트 컨버터(120,130,140,150,160)를 포함하고, 상기 부스트 컨버터는 일차 권선(130) 및 상기 일차 권선에 자기적으로 결합된 보조 권선(132)을 가진 부스트 인덕터를 포함하고,
    상기 램프 결함 보호 회로의 상기 제 3 및 제 4 접속부들(406,408)은 상기 부스트 인덕터의 상기 보조 권선(132)에 결합되는,
    안정기.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7459867B1 (en) * 2007-05-11 2008-12-02 Osram Sylvania Inc. Program start ballast
US8310160B1 (en) 2009-03-17 2012-11-13 Universal Lighting Technologies, Inc. Anti-arcing circuit for current-fed parallel resonant inverter
US8299727B1 (en) 2009-05-12 2012-10-30 Universal Lighting Technologies, Inc. Anti-arcing protection circuit for an electronic ballast
US8004198B2 (en) * 2009-05-28 2011-08-23 Osram Sylvania Inc. Resetting an electronic ballast in the event of fault
US8482213B1 (en) 2009-06-29 2013-07-09 Panasonic Corporation Electronic ballast with pulse detection circuit for lamp end of life and output short protection
JP2012533841A (ja) * 2009-07-16 2012-12-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電子安定器及び始動方法
CN102914734B (zh) 2011-08-04 2015-04-08 台达电子企业管理（上海）有限公司 气体放电灯寿终检测电路及其所适用的安定器
US8947020B1 (en) 2011-11-17 2015-02-03 Universal Lighting Technologies, Inc. End of life control for parallel lamp ballast
DE102012204118A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Tridonic Gmbh & Co. Kg Betrieb von Leuchtmitteln
US9373964B2 (en) 2012-05-16 2016-06-21 General Electric Company Optimized control of a power converter in response to load conditions
CN103702496A (zh) * 2012-09-28 2014-04-02 通用电气公司 用于电压馈电镇流器的寿命结束保护
US8729817B2 (en) * 2012-10-23 2014-05-20 Osram Sylvania Inc. Latching circuit for ballast
US9906013B2 (en) 2014-03-25 2018-02-27 Appalachian Lighting Systems, Inc. Over voltage disconnect
CN107994798B (zh) * 2018-01-11 2024-03-12 福州大学 一种含在线故障诊断的双向双buck逆变器及其工作方法
CN111120380B (zh) * 2019-12-09 2022-03-22 新华三技术有限公司合肥分公司 一种启动风扇的方法、装置、电子设备及介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050046357A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Thomas Stack Multiple failure detection shutdown protection circuit for an electronic ballast
US20050269970A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-08 Hyeon-Yong Jang Display device and driving device of light source for display device

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4563719A (en) * 1982-08-30 1986-01-07 Nilssen Ole K Ballasts with built-in ground-fault protection
US4488199A (en) 1982-09-27 1984-12-11 General Electric Company Protection circuit for capacitive ballast
US6037722A (en) 1994-09-30 2000-03-14 Pacific Scientific Dimmable ballast apparatus and method for controlling power delivered to a fluorescent lamp
US5872429A (en) 1995-03-31 1999-02-16 Philips Electronics North America Corporation Coded communication system and method for controlling an electric lamp
US5650694A (en) 1995-03-31 1997-07-22 Philips Electronics North America Corporation Lamp controller with lamp status detection and safety circuitry
US5619105A (en) 1995-08-17 1997-04-08 Valmont Industries, Inc. Arc detection and cut-out circuit
US5751120A (en) 1995-08-18 1998-05-12 Siemens Stromberg-Carlson DC operated electronic ballast for fluorescent light
US5777439A (en) 1996-03-07 1998-07-07 Osram Sylvania Inc. Detection and protection circuit for fluorescent lamps operating at failure mode
US5767631A (en) * 1996-12-20 1998-06-16 Motorola Inc. Power supply and electronic ballast with low-cost inverter bootstrap power source
US5770925A (en) 1997-05-30 1998-06-23 Motorola Inc. Electronic ballast with inverter protection and relamping circuits
US6222322B1 (en) 1997-09-08 2001-04-24 Q Technology Incorporated Ballast with lamp abnormal sensor and method therefor
US5883473A (en) 1997-12-03 1999-03-16 Motorola Inc. Electronic Ballast with inverter protection circuit
ATE213901T1 (de) 1997-12-23 2002-03-15 Tridonic Bauelemente Verfahren und vorrichtung zum erfassen des in einer gasentladungslampe auftretenden gleichrichteffekts
US5945788A (en) 1998-03-30 1999-08-31 Motorola Inc. Electronic ballast with inverter control circuit
US6292339B1 (en) 1999-03-23 2001-09-18 Douglas William Brooks Output protection for arc discharge lamp ballast
US6809483B2 (en) 2000-07-21 2004-10-26 Osram Sylvania Inc. Method and apparatus for arc detection and protection for electronic ballasts
US20020113559A1 (en) 2001-01-26 2002-08-22 Duong Ba Lam Electronic ballast
US6720739B2 (en) 2001-09-17 2004-04-13 Osram Sylvania, Inc. Ballast with protection circuit for quickly responding to electrical disturbances
US6784624B2 (en) * 2001-12-19 2004-08-31 Nicholas Buonocunto Electronic ballast system having emergency lighting provisions
US7656096B2 (en) * 2003-04-30 2010-02-02 International Rectifier Corporation Hybrid ballast control circuit in a simplified package
US7154232B2 (en) * 2003-06-24 2006-12-26 International Rectifier Corporation Ballast control IC with multi-function feedback sense
US7098605B2 (en) * 2004-01-15 2006-08-29 Fairchild Semiconductor Corporation Full digital dimming ballast for a fluorescent lamp
US7042161B1 (en) 2005-02-28 2006-05-09 Osram Sylvania, Inc. Ballast with arc protection circuit
US7102297B2 (en) 2005-03-31 2006-09-05 Osram Sylvania, Inc. Ballast with end-of-lamp-life protection circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050046357A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Thomas Stack Multiple failure detection shutdown protection circuit for an electronic ballast
US20050269970A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-08 Hyeon-Yong Jang Display device and driving device of light source for display device

Also Published As

Publication number Publication date
CN101518157B (zh) 2013-01-23
EP2062286A2 (en) 2009-05-27
US7312588B1 (en) 2007-12-25
WO2008033215A3 (en) 2008-08-07
KR20090057313A (ko) 2009-06-04
TW200822810A (en) 2008-05-16
WO2008033215A2 (en) 2008-03-20
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