KR101529860B1

KR101529860B1 - 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기 및 그 전류 피드백 제어 방법

Info

Publication number: KR101529860B1
Application number: KR1020140014809A
Authority: KR
Inventors: 백태복; 박귀순
Original assignee: (주) 포코
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-06-19

Abstract

디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기 및 그 전류 피드백 제어 방법이 제시된다. 상용 전원 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부; 상기 변환된 직류 전류를 평활하여 형광등의 방전 개시 전압보다 소정 전압 범위 이내의 높은 전압의 직류로 변환하여 형광등의 입력단을 통해 공급하는 직류 전기 안정부; 상기 형광등의 입력단 및 출력단에 각각 연결되어 상기 형광등을 예열하는 필라멘트 연결부; 상기 형광등의 출력단에 연결되어 온/오프(on/off) 동작을 수행하는 주 스위치; 상기 형광등의 출력단을 통해 출력되는 전류를 측정하기 위한 전기 저항기; 상기 전기 저항기의 저항 및 전압값을 이용하여 전류를 측정하고, 상기 형광등의 초기 점등시 상기 측정된 전류에 따라 상기 필라멘트 연결부를 제어하여 상기 형광등을 예열하고, 상기 측정된 전류의 양이 일정하게 유지하도록 상기 주 스위치의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 전류 제어부를 구성한다. 상기와 같은 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기 및 그 전류 피드백 제어 방법에 의하면, 형광등의 흑화 현상을 방지하고 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 오래된 형광등도 그 밝기를 최초의 밝기와 동일하게 피드백 제어하여 유지할 수 있으며, 또한 디밍 제어 기능을 부가하여 형광등의 밝기를 임의로 조절할 수 있다.

Description

디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기 및 그 전류 피드백 제어 방법{DIMMABLE BALLAST STABILIZER FOR FLUORESCENT LIGHT OF CURRENT FEEDBACK CONTROL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 형광등(자외선 살균등 포함)용 안정기에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기 및 그 전류 피드백 제어 방법과 디밍(dimming) 제어에 관한 것이다.

형광등(이하 자외선 살균등 포함)은 방전에 의해 필라멘트(filament)에서 발생되는 전자가 형광등 내벽의 도료와 자외선 살균등의 경우 가스 및 수은에 부딪쳐 빛으로 변환되는 구조이다. 등록특허공보 10-0320060는 과전압을 보호하기 위한 안정기 회로가 예시되어 있다.

형광등 현재 방식의 안정기는 초기 점등시에 고전압에 의해 구동되는데, 고전압에 의해 필라멘트의 손실이 지속적으로 발생한다. 필라멘트의 구성 물질이 고전압 충격에 의해 떨어져 나와 형광등의 내벽에 묻게 되면 형광등이 검게 변하는 흑화 현상이 발생한다.

이는 형광등의 수명을 단축시키는 주된 원인이 되고 있다.

형광등의 밝기는 필라멘트를 관통하는 전류의 양에 의해 결정되는데, 형광등의 안정기는 형광등에 이용되는 안정기(ballast stabilizer)는 형광등에 지나치게 많은 전류가 흐르는 것을 방지하여 형광등이 파열되는 것을 방지하는 기능도 수행한다. 이러한 종래의 안정기는 과전류를 방지하는 것이 주기능이다. 한편, 형광등의 필라멘트가 손상됨에 따라 필라멘트를 관통하는 전류의 양도 점차 줄게 되고, 나온 물질이 형광등 안쪽 벽에 묻게(흑화)된다.

더군다나 안정기가 과전류를 방지하는 것을 기본 기능으로 구현하다보니까 디밍 기능을 쉽게 넣을 수 없는 단점을 가지고 있고 설령 디밍 기능을 부가하더라도 형광등의 밝기 조절 범위가 좁고 낮은 밝기 영역에서 쉽게 꺼지게 된다.

즉, 새 형광등과 오래된 형광등이 밝기가 달라지며 어두워지는 것은 이와 같은 필라멘트의 손상에 따른 전류의 양의 변화에 기인한다. 그러나, 종래의 형광등이나 종래의 안정기는 최초 설정된 형광등의 정격 전류로 동작하도록 설정될 뿐, 점차 줄어드는 전류의 양을 보상하거나 보전하는 기능이 전혀 구비되어 있지 않은 실정이다.

이와 같이, 형광등은 초기 점등시 고전압에 의해 필라멘트가 손상됨에 따라 그 수명이 점차 줄어들게 되는 문제점이 있으며, 필라멘트 물질의 손상에 의해 점차 전류의 양도 변하여 그 밝기가 어두워지는 문제점이 발생한다.

이에, 초기 점등 시의 급작스런 고전압으로 구동을 하지 않으면서 필라멘트의 손상을 방지하여 형광등의 수명을 연장하고 그 밝기를 일정하게 유지할 수 있는 방안이 강구될 필요와 함께 형광등의 낮은 밝기에서도 쉽게 꺼지지 않는 디밍 기능이 필요하다.

대한민국특허청 등록특허공보 10-0320060

본 발명의 목적은 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 디밍이 가능한 형광등용 안정기의 전류 피드백 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기는, 상용 전원 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부; 상기 변환된 직류 전류를 평활하여 형광등의 방전 개시 전압보다 소정 전압 범위 이내 높은 전압의 직류로 변환하여 형광등의 입력단을 통해 공급하는 직류 전기 안정부; 상기 형광등의 입력단 및 출력단에 각각 연결되어 상기 형광등을 예열하는 필라멘트 연결부; 상기 형광등의 출력단에 연결되어 온/오프(on/off) 동작을 수행하는 주 스위치; 상기 형광등의 출력단을 통해 출력되는 전류를 측정하기 위한 전기 저항기; 상기 전기 저항기의 저항 및 전압값을 이용하여 전류를 측정하고, 상기 형광등의 초기 점등시 상기 측정된 전류에 따라 상기 필라멘트 연결부를 제어하여 상기 형광등을 예열하고, 상기 측정된 전류의 양이 일정하게 유지하도록 상기 주 스위치의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 전류 제어부를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 전류 제어부는, 상기 전기 저항기를 통해 측정되는 전류의 양이 미리 설정된 상기 형광등의 정격 전류로 유지되도록 상기 주 스위치의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 전류 제어부는, 상기 필라멘트 연결부를 제어하여 상기 형광등의 점등 시 100 밀리세컨드(millisecond) 내지 900 밀리세컨드(millisecond) 내의 미리 정해진 시구간 상에서 상기 형광등의 필라멘트를 예열하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 전기 저항기는, 상기 주 스위치 및 접지에 각각 직렬 연결되도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 주 스위치는, 베이스 또는 게이트 단자가 상기 전류 제어부(160)에 연결되고, 컬렉터 또는 드레인 단자가 상기 형광등(300)의 출력단(302)에 연결되며 이미터 또는 소스 단자가 상기 전기 저항기(150)에 연결되는 트랜지스터(transistor) 또는 FET(field effect transistor)로 구성될 수 있다.

그리고 상기 형광등의 입력단 및 출력단에 각각 병렬 연결되어 상기 형광등의 필라멘트를 보호하는 한 쌍의 커패시터(capacitor)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

한편, 전류 제어부가 상기 형광등의 정격 전류 범위 내 소정의 전류로 상기 주 스위치의 온/오프 동작을 제어하여 상기 형광등의 밝기를 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 생성하여 상기 전류 제어부로 제공하는 디밍 제어부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 디밍이 가능한 형광등용 안정기의 전류 피드백 제어 방법은, 정류부가 상용 전원 전류를 직류 전류로 정류하는 단계; 직류 전기 안정부가 상기 변환된 직류 전류를 평활하여 형광등의 방전 개시 전압보다 소정 전압 범위 이내 높은 전압의 직류로 변환하여 형광등의 입력단을 통해 공급하는 단계; 상기 형광등의 입력단 및 출력단에 각각 연결된 필라멘트 연결부가 상기 형광등의 초기 점등시 전류 제어부의 제어에 따라 상기 형광등을 예열하는 단계; 상기 전류 제어부가 상기 형광등의 출력단을 통해 출력되는 전류에 의해 형성되는 전기 저항기의 전압을 측정하는 단계; 상기 전류 제어부가 상기 측정된 전기 저항기의 전압 및 상기 전기 저항기의 저항을 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 전류 제어부가 상기 측정된 전류의 양이 일정하게 유지되도록 상기 형광등의 출력단에 연결된 주 스위치의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 전류 제어부가 상기 측정된 전류의 양이 일정하게 유지되도록 상기 형광등의 출력단에 연결된 주 스위치의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 단계는, 상기 전기 저항기를 통해 측정되는 전류의 양이 미리 설정된 상기 형광등의 정격 전류로 유지되도록 상기 주 스위치의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 형광등의 입력단 및 출력단에 각각 연결된 필라멘트 연결부가 상기 형광등의 초기 점등시 전류 제어부의 제어에 따라 상기 형광등을 예열하는 단계는, 상기 필라멘트 연결부가 상기 형광등의 점등 시 100 밀리세컨드(millisecond) 내지 900 밀리세컨드(millisecond) 내의 미리 정해진 시구간 상에서 상기 형광등의 필라멘트를 예열하도록 구성될 수 있다.

한편, 디밍 제어부가 상기 형광등의 밝기를 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 생성하여 상기 전류 제어부로 제공하는 단계; 상기 전류 제어부가 상기 제공된 디밍 제어 신호에 따라 상기 형광등의 정격 전류 범위 내 소정의 전류로 상기 주 스위치의 온/오프 동작을 제어하여 상기 형광등의 밝기를 조절하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기 및 그 전류 피드백 제어 방법에 의하면, 형광등의 초기 점등시 필라멘트를 수백 밀리세컨드 동안 형광등의 방전 개시 전압에 맞게 직류 전기로 예열하여 고전압에 의해 필라멘트가 손상되는 것을 방지함으로써, 형광등 내벽의 흑화 현상을 줄일 수 있는 효과가 있다. 이에, 형광등의 수명이 연장될 수 있다.

또한, 시간이 지남에 따라 필라멘트를 관통하는 전류의 양이 초기 설정된 정격 전류의 양보다 줄어드는지 모니터링하고, 초기 정격 전류가 관통하도록 피드백 제어함으로써, 시간이 지남에 따라 밝기가 줄어드는 것을 방지하고 일정한 밝기로 유지시키는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 형광등의 흑화 현상을 방지하고 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 오래된 형광등도 그 밝기를 최초의 밝기와 동일하게 피드백 제어하여 유지할 수 있다.

또한 디밍 기능을 추가하여 낮은 밝기에서도 잘 꺼지지를 않고 그 밝기의 조정 범위도 현저하게 넓게 만들 수가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍이 가능한 형광등용 안정기의 전류 피드백 제어 방법의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기의 세부 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(이하, '형광등용 안정기'라 함)(100)는 정류부(110), 직류 전기 안정부(120), 필라멘트(filament) 연결부(130), 주 스위치(140), 전기 저항기(150), 전류 제어부(160), 커패시터(capacitor)(170) 및 디밍(dimming) 제어부(180)를 포함하도록 구성될 수 있다.

형광등용 안정기(100)는 필라멘트에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 것뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 필라멘트가 손상되어 전류의 양이 줄어드는 것을 방지하여 형광등(300)이 일정한 밝기로 동작하도록 제어한다. 또한 디밍 제어부(180)를 부가하여 형광등의 밝기를 임의로 조정할 수 있다.

형광등용 안정기(100)는 필라멘트의 전류를 측정하고 그 전류가 형광등(300)의 정격 전류가 되도록 피드백 제어하는 것으로 구성된다.

한편, 형광등용 안정기(100)는 초기 점등시 고전압으로 인해 필라멘트가 손상되는 것을 방지하기 위해 형광등(300)의 방전 개시 전압에 맞는 직류 전기로 초기 점등시 수백 밀리세컨드 동안 필라멘트를 예열하여 손상을 줄이도록 구성된다. 이에, 형광등(300)의 내벽에 필라멘트에서 떨어져 나온 물질이 달라붙어 검게 변하는 흑화 현상을 줄일 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

정류부(110)는 상용 전원(100)의 전류를 직류 전류로 정류하도록 구성된다. 전파 정류하도록 구성되는 것이 바람직하다.

직류 전기 안정부(120)는 정류부(110)에서 변환된 형광등(300)의 방전 개시 전압에 맞도록 평활하거나 맥류의 형태를 유지하도록 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 직류 전기 안정부(120)는 형광등(300)의 방전 개시 전압보다 약간 더 높은 즉 소정 전압 범위 이내 높은 전압의 적류 전류를 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다. 방전 개시 전압보다 약간 높은 경우에는 형광등(300)의 수명 연장에 유리하기 때문이다. 다만, 방전 개시 전압보다 너무 높은 경우에는 오히려 형광등(300)의 수명 연장에 불리하다. 이 방전개시 전압보다 30% 이내의 높은 전압을 유지하는 것이 바람직하다.

직류 전기 안정부(120)는 형광등(300)의 입력단(301)을 통해 직류 전류를 공급하도록 구성될 수 있다.

필라멘트 연결부(130)는 형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)에 각각 연결되어 형광등(300)을 예열하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 입력단(301) 및 출력단(302)은 전류의 흐름에 따른 결정된다.

필라멘트 연결부(130)는 전류 제어부(140)의 제어에 따라 필라멘트를 예열하도록 구성될 수 있으며, 형광등(300)의 점등 시 100 밀리세컨드(millisecond) 내지 900 밀리세컨드(millisecond) 내의 미리 정해진 시구간 상에서 형광등(300)의 필라멘트를 예열하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 시구간은 전류 제어부(140)에 의해 변경될 수 있다.

주 스위치(150)는 형광등(300)의 출력단(302)에 연결되어 온/오프(on/off) 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로는 형광등(300)의 출력단(302)과 전기 저항기(150)에 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다.

주 스위치(150)는 트랜지스터(transistor)나 FET(field effect transistor)로 구성될 수 있으며, 전류 제어부(160)의 제어에 의해 온/오프 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.

주 스위치(150)의 베이스 또는 게이트 단자는 전류 제어부(160)에 연결되고, 컬렉터 또는 드레인 단자가 형광등(300)의 출력단(302)에 연결되며 이미터 또는 소스 단자가 전기 저항기(150)에 연결되도록 구성될 수 있다. 전류 제어부(160)에서 베이스 단자에 전압을 걸면 컬렉터 또는 드레인 단자와 이미터 또는 소스 단자 간에 전류가 흘러 형광등(300)의 출력단(302)과 전기 저항기(150) 간에 전류가 흐르게 된다. 마찬가지로 전류 제어부(160)에서 베이스 또는 게이트 단자에 전압을 걸지 않으면, 컬렉터 또는 드레인 단자와 이미터 또는 소스 단자 간에 전류가 차단되어 형광등(300)의 출력단(302)과 전기 저항기(150) 간에 전류가 흐르지 않게 된다.

전기 저항기(150)는 형광등(300)의 출력단(302)을 통해 출력되는 전류를 측정하기 위한 구성이다.

여기에서, 전기 저항기(150)는 주 스위치(150) 및 접지에 각각 직렬 연결되도록 구성될 수 있다.

전기 저항기(150)의 저항값은 미리 정해져 있으며, 전기 저항기(150)에 걸리는 전압을 측정하면, 옴의 법칙(Ohm law)에 의해 전기 저항기(150)를 통해 흐르는 전류를 알 수 있게 된다. 이러한 전류를 필라멘트를 관통하는 전류와 동일하다.

전류 제어부(160)는 전기 저항기(150)의 저항 및 전압값을 이용하여 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.

전류 제어부(160)는 형광등(300)의 초기 점등시 앞서 측정된 전류에 따라 필라멘트 연결부(130)를 제어하여 형광등(300)을 예열하도록 구성될 수 있다. 이때, 수백 밀리세컨드의 시구간동안 예열하는 것이 바람직하다.

전류 제어부(160)는 앞서 측정된 전류의 양이 일정하게 유지되도록 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성될 수 있다.

여기에서, 전류 제어부(160)는 전기 저항기(150)를 통해 측정되는 전류의 양이 미리 설정된 형광등(300)의 정격 전류로 유지되도록 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다. 전류의 양이 정격 전류보다 많으면 주 스위치(140)를 오프시켜 필라멘트를 흐르는 전류의 양이 줄어들도록 하여 일정하게 유지하고, 전류의 양이 정격 전류보다 적으면, 주 스위치(140)를 온시켜 필라멘트를 흐르는 전류의 양이 늘어나도록 하여 일정하게 유지하는 것으로 구성될 수 있다.

커패시터(170)는 형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)의 필라멘트에 각각 병렬 연결되며 필라멘트를 보호하도록 구성될 수 있다.

디밍 제어부(180)는 형광등(300)의 밝기를 조절하기 위한 디밍 제어 신호(전압 또는 전류)를 생성하여 전류 제어부(160)로 제공하도록 구성될 수 있다.

이때, 디밍 제어부(180)는 전류 제어부(160)가 형광등(300)의 정격 전류 범위 내 소정의 전류로 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 제어할 수 있도록 하기 위한 디밍 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 여기서, 디밍 제어는 형광등(300)의 정격 최대 전류를 넘지 않게 제어를 하며, 밝기 조절의 범위를 20~100%가 되도록 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍이 가능한 형광등용 안정기의 전류 피드백 제어 방법의 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 정류부(110)가 상용 전원(200)의 전류를 직류 전류로 정류한다(S101).

다음으로, 직류 전기 안정부(120)가 정류부(110)에서 변환된 직류 전류를 평활하여 형광등의 방전 개시 전압에 맞도록 평활 변환하여 형광등(300)의 입력단(301)을 통해 공급한다(S102). 좀 더 구체적으로는, 직류 전기 안정부(120)는 형광등(300)의 방전 개시 전압보다 약간 더 높은 즉 소정 전압 범위 이내 높은 전압의 적류 전류를 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다. 방전 개시 전압보다 약간 높은 경우에는 형광등(300)의 수명 연장에 유리하기 때문이다. 다만, 방전 개시 전압보다 너무 높은 경우에는 오히려 형광등(300)의 수명 연장에 불리하다. 이 방전개시 전압보다 30% 이내의 높은 전압을 유지하는 것이 바람직하다.

이때, 초기 점등인 경우에는(S103), 형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)에 각각 연결된 필라멘트 연결부(130)가 형광등(300)의 초기 점등시 전류 제어부(160)의 제어에 따라 형광등(300)을 예열한다(S104). 여기서, 필라멘트 연결부(130)가 형광등(300)의 점등 시 100 밀리세컨드(millisecond) 내지 900 밀리세컨드(millisecond) 내의 미리 정해진 시구간 상에서 형광등(300)의 필라멘트를 예열하도록 구성될 수 있다.

그리고 전류 제어부(160)가 형광등(300)의 출력단(302)을 통해 출력되는 전류에 의해 형성되는 전기 저항기(150)의 전압을 측정한다(S105).

다음으로, 전류 제어부(160)가 앞서 측정된 전기 저항기(150)의 전압 및 전기 저항기(150)의 저항을 이용하여 전류를 측정한다(S106).

이때, 측정된 전류가 미리 설정된 전류와 일치하지 않는 경우에는(S107), 전류 제어부(160)가 측정된 전류의 양이 일정하게 유지되도록 형광등(300)의 출력단(302)에 연결된 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어한다(S108).

여기에서, 전기 저항기(150)를 통해 측정되는 전류의 양이 미리 설정된 형광등(300)의 정격 전류로 유지되도록 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 디밍 제어를 하는 경우, 즉, 사용자의 조작에 의해 디밍 제어 명령이 있는 경우(S109)에는, 디밍 제어부(180)가 형광등(300)의 밝기를 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 생성하여 전류 제어부(160)로 제공한다(S110).

다음으로, 전류 제어부(160)가 디밍 제어 신호에 따라 형광등(300)의 정격 전류 범위 내 소정의 전류로 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 제어하여 형광등(300)의 밝기를 조절한다(S111). 여기서, 디밍 제어는 형광등(300)의 정격 최대 전류를 넘지 않게 제어를 하며, 밝기 조절의 범위를 20~100%가 되도록 구성할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 형광등용 안정기 110: 정류부
120: 직류 전기 안정부 130: 필라멘트 연결부
140: 주 스위치 150: 전기 저항기
160: 전류 제어부 170: 커패시터
180: 디밍 제어부
200: 상용 전원 300: 형광등
301: 입력단 302: 출력단

Claims

상용 전원 전류를 직류 전류로 정류하는 정류부(110);
변환된 직류 전류를 평활하여 형광등의 방전 개시 전압보다 소정 전압 범위 이내 높은 전압의 직류로 변환하여 형광등(300)의 입력단을 통해 공급하는 직류 전기 안정부(120);
상기 형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)에 각각 연결되어 상기 형광등(300)을 예열하는 필라멘트(filament) 연결부(130);
상기 형광등(300)의 출력단(302)에 연결되어 온/오프(on/off) 동작을 수행하는 주 스위치(140);
상기 형광등(300)의 출력단(302)을 통해 출력되는 전류를 측정하기 위한 전기 저항기(150);
상기 전기 저항기(150)의 저항 및 전압값을 이용하여 전류를 측정하고, 상기 형광등(300)의 초기 점등시 측정된 전류에 따라 상기 필라멘트 연결부(130)를 제어하여 상기 형광등(300)을 예열하고, 상기 측정된 전류의 양이 일정하게 유지하도록 상기 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 전류 제어부(160)를 포함하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
제1항에 있어서, 상기 전류 제어부(160)는,
상기 전기 저항기(150)를 통해 측정되는 전류의 양이 미리 설정된 상기 형광등(300)의 정격 전류로 유지되도록 상기 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
제1항에 있어서, 상기 전류 제어부(160)는,
상기 필라멘트 연결부(130)를 제어하여 상기 형광등(300)의 점등 시 100 밀리세컨드(millisecond) 내지 900 밀리세컨드(millisecond) 내의 미리 정해진 시구간 상에서 상기 형광등(300)의 필라멘트를 예열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
제1항에 있어서, 상기 전기 저항기(150)는,
상기 주 스위치(140) 및 접지에 각각 직렬 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
제1항에 있어서, 상기 주 스위치(140)는,
베이스 또는 게이트 단자가 상기 전류 제어부(160)에 연결되고, 컬렉터 또는 드레인 단자가 상기 형광등(300)의 출력단(302)에 연결되며 이미터 또는 소스 단자가 상기 전기 저항기(150)에 연결되는 트랜지스터(transistor) 또는 FET(field effect transistor)로 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
제1항에 있어서,
상기 형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)에 각각 병렬 연결되어 상기 형광등(300)의 필라멘트를 보호하는 한 쌍의 커패시터(capacitor)(170)를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
제1항에 있어서,
상기 전류 제어부(160)가 상기 형광등(300)의 정격 전류 범위 내 소정의 전류로 상기 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 제어하여 상기 형광등(300)의 밝기를 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 생성하여 상기 전류 제어부(160)로 제공하는 디밍 제어부(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 전류 피드백 제어 방식의 형광등용 안정기(100).
정류부(110)가 상용 전원 전류를 직류 전류로 정류하는 단계;
직류 전기 안정부(120)가 변환된 직류 전류를 평활하여 형광등의 방전 개시 전압보다 소정 전압 범위 이내의 높은 전압의 직류로 변환하여 형광등(300)의 입력단(301)을 통해 공급하는 단계;
형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)에 각각 연결된 필라멘트 연결부(130)가 상기 형광등(300)의 초기 점등시 전류 제어부(160)의 제어에 따라 상기 형광등(300)을 예열하는 단계;
상기 전류 제어부(160)가 상기 형광등(300)의 출력단(302)을 통해 출력되는 전류에 의해 형성되는 전기 저항기(150)의 전압을 측정하는 단계;
상기 전류 제어부(160)가 상기 측정된 전기 저항기(150)의 전압 및 상기 전기 저항기(150)의 저항을 이용하여 전류를 측정하는 단계;
상기 전류 제어부(160)가 측정된 전류의 양이 일정하게 유지되도록 상기 형광등(300)의 출력단(302)에 연결된 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 단계를 포함하는 디밍이 가능한 형광등용 안정기(100)의 전류 피드백 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 전류 제어부(160)가 측정된 전류의 양이 일정하게 유지되도록 상기 형광등(300)의 출력단(302)에 연결된 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하는 단계는,
상기 전기 저항기(150)를 통해 측정되는 전류의 양이 미리 설정된 상기 형광등(300)의 정격 전류로 유지되도록 상기 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 피드백 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 형광등용 안정기(100)의 전류 피드백 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 형광등(300)의 입력단(301) 및 출력단(302)에 각각 연결된 필라멘트 연결부(130)가 상기 형광등(300)의 초기 점등시 전류 제어부(160)의 제어에 따라 상기 형광등(300)을 예열하는 단계는,
상기 필라멘트 연결부(130)가 상기 형광등(300)의 점등 시 100 밀리세컨드(millisecond) 내지 900 밀리세컨드(millisecond) 내의 미리 정해진 시구간 상에서 상기 형광등(300)의 필라멘트를 예열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 형광등용 안정기(100)의 전류 피드백 제어 방법.
제8항에 있어서,
디밍 제어부(180)가 상기 형광등(300)의 밝기를 조절하기 위한 디밍 제어 신호를 생성하여 상기 전류 제어부(160)로 제공하는 단계;
상기 전류 제어부(160)가 상기 제공된 디밍 제어 신호에 따라 상기 형광등(300)의 정격 전류 범위 내 소정의 전류로 상기 주 스위치(140)의 온/오프 동작을 제어하여 상기 형광등(300)의 밝기를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디밍이 가능한 형광등용 안정기(100)의 전류 피드백 제어 방법.