KR101848633B1 - 전자식 램프 안정기 회로 - Google Patents

전자식 램프 안정기 회로 Download PDF

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Abstract

전자식 안정기 회로가 개시된다. 상기 전자식 안정기 회로는 제1공진주파수를 가지며 램프를 구동하기 위한 공진회로; 및 상기 공진회로에 연결되는 전압 제한회로를 포함하는 안정기 구동회로를 포함한다

Description

전자식 램프 안정기 회로{ELECTRICAL BALLAST CIRCUIT FOR LAMPS}
본 발명은 고압방전 램프 또는 형광 램프 안정기 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안정기 회로에 의하여 동작되는 램프의 전력, 전류 및 전압 제한 특성에 관한 것이다.
본 발명은 미국 가출원 번호 61/257,194의 우선권 주장을 통해서 청구하고, 본 발명의 내용은 전체적으로 상기 문헌의 내용으로 통합된다.
본 발명은 고압방전 램프 또는 형광 램프 안정기 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안정기 회로에 의하여 동작되는 램프의 전력, 전류 및 전압 제한 특성에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 램프가 동작하는 경우 안정기 구동회로의 점등 전압을 제한할 수 있고, 전압레벨에 따라 공진회로의 파라미터들을 변화시키는 캐패시터와 같은 회로의 소자를 스위칭하기 위하여 배리스터를 사용하며, 어느 정도의 전압레벨에 도달하는 경우 배리스터는 공진회로와 연결된 회로를 도통시킴으로써 스위칭 기능을 수행할 수 있고, 공진회로의 공진 주파수를 변경시켜 램프 전압이 최대값에 고정되도록 할 수 있고, 회로내 전류 조건을 감지하는 저항이 결여되어 있어 안정기 회로에서의 전력 소비 및 열발생을 감소시킬 수 있는 전자식 안정기 회로를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 제1공진주파수를 가지며 램프를 구동하기 위한 공진회로; 및 상기 공진회로에 연결되는 전압 제한회로를 포함하는 안정기 구동회로를 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로를 제공한다.
상기 제1공진주파수는 상기 램프 전압이 문턱전압을 초과하는 경우 제2공진주파수로 변경됨으로써 상기 램프 전압이 상기 문턱전압에 고정될 수 있다.
상기 공진회로는 실행 캐패시터와 직렬로 연결되는 제1인덕터와 상기 램프의 양단에 연결되는 점등 캐패시터를 포함하며, 상기 전압 제한회로는 상기 실행 캐패시터의 양단에 연결될 수 있다.
상기 전압 제한회로는 제1배리스터, 점등전압을 충전하는 하이사이드 캐패시터, 상기 실행 캐패시터의 상단과 공통전압단 사이에 직렬연결되는 제1다이오드; 제2배리스터, 점등전압을 충전하는 로우사이드 캐패시터, 상기 실행 캐패시터의 하단과 상기 공통전압단 사이에 직렬연결되는 제2다이오드를 포함하며, 상기 제1다이오드는 제1방향으로 도통되도록 배열되며, 상기 제2다이오드는 상기 제1방향과 반대 방향으로 도통되도록 배열될 수 있다.
상기 전압 제한회로는 상기 점등전압을 충전하는 하이사이드 캐패시터와 상기 제1다이오드 사이에 위치한 제1지점과 상기 점등전압을 충전하는 로우사이드 캐패시터와 상기 제2다이오드 사이에 위치한 제2지점을 브리징(bridging)할 수 있다.
상기 공통전압단은 한 쌍의 버스라인에 연결되는 제1 캐패시터 및 제2캐패시터를 포함하는 전압분배기에 의하여 형성될 수 있다.
상기 안정기 회로는 전류 컨디션을 감지하기 위한 임의의 저항이 결여되어 있어 전력 소모 및 열발생을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 적어도 하나 이상의 구동신호를 생성하는 안정기 제어회로; 전압에 대응하여 전류 감지 신호를 출력하는 역률 교정 회로; 상기 전류 감지 신호를 수신하여 상기 역률 감지 회로에 젼력 교정 피드백 신호를 제공하고, 상기 안정기 제어회로를 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 신호를 출력하는 제어 및 증폭회로; 상기 안정기 제어회로로부터 상기 적어도 하나 이상의 구동신호를 수신하는 안정기 구동회로를 포함하며, 상기 안정기 구동회로는, 램프에 연결 가능한 공진회로; 상기 공진회로의 동작을 조절하기 위한 전압 제한회로; 상기 제어 및 증폭회로에 신호를 출력하여 상기 제어 및 증폭회로를 통하여 상기 안정기 제어회로를 간접적으로 제어하는 과전류 감지회로를 포함하는 전자식 안정기 회로를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 전원공급회로; 상기 전압공급회로에 연결되며, PFC 집적회로 및 전압분배기를 포함하는 역률 제어회로를 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로를 제공한다.
상기 전압분배기는 제1버스 분배저항 및 제2버스 분배저항을 포함할 수 있다.
상기 제1버스 분배저항 및 제2버스분배저항 사이에 위치한 노드를 더 포함할 수 있다.
상기 제1버스 분배저항은 제1 주버스선(+단자 주 버스선) 및 상기 노드 사이에 위치할 수 있다.
상기 제2버스 분배저항은 제2주버스선(-단자 주 버스선) 및 상기 노드 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 실행 비교기; 상기 실행 비교기에 연결되는 점등 발진기(Oscillator); 상기 실행 비교기와 상기 점등 발진기에 연결되는 안정기 활성화 로직 회로를 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로를 제공한다.
상기 실행 비교기에 연결되는 조광기 시간 지연회로를 더 포함할 수 있다.
PLC(power limit characterization)회로를 더 포함하며, 상기 PLC회로는 제1 PLC증폭기, 제1 PLC 적분기, 제2 PLC증폭기 및 제2 PLC제한기를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 조광기 컨버터 전압 레귤레이터; 상기 조광기 컨버터 전압 레귤레이터에 연결되는 전압-사용률 컨버터(voltage-to-duty-cycle converter); 상기 전압-사용률 컨버터에 연결되는 제1광아이솔레이터; 상기 전압-사용률 컨버터에 연결되는 제2광아이솔레이터를 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로를 제공한다.
상기 조광기 컨버터 전압 레귤레이터와 상기 전압-사용률 컨버터 사이에 배치되는 조광기 션트저항을 더 포함할 수 있다.
상기 제1광아이솔레이터와 상기 제2광아이솔레이터는 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1광아이솔레이터의 캐소드단은 상기 제2광아이솔레이터의 어노드단에 연결될 수 있다.
제1 활성화 트랜지스터 및 제2활성화 트랜지스터를 포함하는 광아이솔레이터 활성화 인버터회로를 더 포함하며, 상기 제1활성화 트랜지스터는 상기 제1광아이솔레이터에 연결되며, 상기 제2활성화 트랜지스터는 상기 제2광아이솔레이터에 연결될 수 있다.
상기 제1광아이솔레이터와 조광기 주파수 조절 적분기사이에 배치되는 조광기 주파수 조절레벨 제한기; 상기 제2광아이솔레이와 조광기 버스 교정 적분기사이에 배치되는 조광기 버스 교정레벨 제한기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 과전류 감지회로; 상기 과전류 감지회로에 연결되는 안정기 제어 집적회로; 상기 안정기 제어 집적회로에 연결되는 안정기 구동회로를 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로를 제공한다.
상기 과전류 감지회로는 적분회로와 연결되는 과전류 감지 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 적분회로는 적분 캐패시터와 직렬 연결되는 적분 저항을 포함할 수 있다.
감지 저항과 직렬 연결되는 감지 다이오드를 더 포함할 수 있다.
상기 안정기 제어 집적회로는, 안정기 제어회로 스윕설정 TC캐패시터에 연결되는 복수개의 파라미터 핀, 안정기 제어회로 스윕 설정 TC저항, 안정기 제어회로 동작주파수 설정 캐패시터 및 안정기 제어회로 동작주파수 설정저항을 포함할 수 있다.
상기 안정기 제어 집적회로는, 에미터 리드선을 포함하며 콜랙터 저항에 연결되는 안정기 제어회로 스위칭 트랜지스터, 고압측 안정기 제어회로 Vcc스위치 분배저항 및 저압측 안정기 제어회로 Vcc 스위치 분배저항을 더 포함할 수 있다.
본 발명인 전자식 램프 안정기 회로는 램프가 동작하는 경우 안정기 구동회로의 점등 전압을 제한할 수 있고, 전압레벨에 따라 공진회로의 파라미터들을 변화시키는 캐패시터와 같은 회로의 소자를 스위칭하기 위하여 배리스터를 사용하며, 어느 정도의 전압레벨에 도달하는 경우 배리스터는 공진회로와 연결된 회로를 도통시킴으로써 스위칭 기능을 수행할 수 있고, 공진회로의 공진 주파수를 변경시켜 램프 전압이 최대값에 고정되도록 할 수 있고, 회로내 전류 조건을 감지하는 저항이 결여되어 있어 안정기 회로에서의 전력 소비 및 열발생을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 안정기의 블록선도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PFC의 블록선도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 및 증폭회로의 블록선도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조광기 시간 지연 스위치와 결합하는 조광기 인터페이스 및 보조회로의 조합회로에 대한 블록선도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 과전류 감지회로, 안정기 구동회로, 안정기 제어회로 및 안정기 온/오프 스위치에 대한 블록선도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 안정기 구동회로 및 전압 제한기 회로에 대한 블록선도,
도 7은 도 1의 전자식 안정기의 일실시예에 따른 EMI필터 및 브릿지 정류회로의 회로도,
도 8은 도 1의 전자식 안정기의 일실시예에 따른 PFC의 회로도,
도 9는 도 1의 전자식 안정기의 일실시예에 따른 제어 및 증폭회로의 회로도,
도 10은 도 1의 전자식 안정기의 일실시예에 따른 전압 레귤레이터의 회로도,
도 11은 도 1의 전자식 안정기의 일실시예에 따른 안정기 제어회로 및 구동회로의 회로도,
도 12는 도 1의 전자식 안정기의 일실시예에 따른 조광기 회로 및 전류제한 감지회로의 회로도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 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, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 안정기(100)의 블록선도이다.
안정기(100)는 예를들면, 135[V]와 320[W]의 정격을 갖는 M132/M154와 같은 고압방전(HID) 램프(602)를 구동하기 위한 것이다. 상기 램프(602)는 주차장, 창고 와 같이 넓은 지역을 조명하기에 적합하다. 안정기(100)는 208[Vac], 240[Vac] 또는 277[Vac]의 정격의 전압소스에 연결될 수 있다. 안정기(100)는 3 내지 4[KV]의 피크를 갖는 점등전압을 제공하고, 약 100[KHz] 주파수에서 동작한다. 상기 언급한 정격 수치는 램프 제조사의 상세 스펙과 권장 스펙등에 따라 본 발명의 목적에서 벗어나지 않는 한도에서 다양하게 변경될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
안정기(100)는 EMI(electromagnetic interference filter)필터와 브리지 정류회로("Power Supply")(110), 역률 제어회로(120), VCC레귤레이터(130), 안정기 구동회로(140), 제어 및 증폭회로(150), 과전류 감지회로(160), 안정기 제어회로(170) 및 조광기회로("a dimmer circuit")(180)를 포함하며, 추가적인 구성 및 기능을 포함할 수 있다.
안정기(100)는 램프(120)와 같은 부하에 흐르는 전류를 통제할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 안정기(100)는 전자식 안정기로서 리액터 안정기의 전력량 곡선에 따라 전압을 시뮬레이팅 한다. 안정기(100)는 램프의 점등 전압 및 전류(strike voltage and current)를 제한한다.
EMI필터와 브릿지 정류회로(110)는 전원(110)으로 동작하여 안정기(100) 및 램프에 전력을 공급한다. 전원(110)은 제1, 제2 전원 입력부(112a, 112b) 및 접지선(114)을 포함한다. 전원(110)은 필터링 및 정류된 사인파를 전선(118a, 118b)을 통하여 출력한다. EMI필터 및 브릿지 정류회로(110)는 전선(118a, 118b)사이에 연결된 입력 캐패시터(116)를 통해서 역률 제어회로(120)(PFC, Power Factor Controller)와 연결된다.
PFC(120)는 제어 및 증폭회로(150)로부터 피드백 신호(152)를 수신한다. PFC(120)는 피드백 신호(152)에 따라 주 버스선(132a)의 전압을 조절한다. PFC(120)는 안정기회로(100)의 타구성에서 사용하기 위한 전류 감지 신호(158)를 출력한다. 상기 신호(152, 158)의 생성은 이하에서 상세하게 설명하기로 한다. 리액턴스가 포함된 안정기는 일반적으로 낮은 역률을 가지므로, PFC(120)는 최대한의 유효부하를 전원(110)에 공급하고, IEC61000-3-2의 규격을 충족하며, 효율을 개선하기 위하여 역률을 100%에 근접하도록 유지하는 기능을 수행한다. PFC(120)는 안정기(100) 전압이 리액턴스를 갖는 안정기의 전력 특성에 근사할 수 있도록 전력 제한 특성 기능을 갖는다. PFC(120)의 신호 도달처는 안정기 구동회로(140)의 바이어스 신호를 제공하는 안정기 제어회로(170)이다.
안정기 구동회로(140)는 램프(602)를 구동하는 공진회로(620)에 적정 주파수의 전원을 공급한다. 안정기 구동회로(140)는 리드선(144a, 144b)을 통하여 램프 점등전압 제한회로(a lamp strike voltage limiter circuit)(610)에 연결되며, 램프 점등전압 제한회로(610) 는 리드선(144a, 144b)을 통하여 램프에 공급되는 점등전압을 제한함으로써 램프의 수명을 연장한다.
VCC레귤레이터(130) 주 버스선(132a)으로부터 전원을 공급받으며 다른 구성들과 연결된 VCC버스선(134)을 통하여 제1전압을 출력한다. VCC레귤레이터(130)는 절연된 전원 신호(VCC-ISO)(138)를 출력하는 절연트랜스(T100)를 포함한다. VCC버스선(134)은 주 버스선(132a, 132b)에 의하여 전원을 공급받는다. 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)는 주 버스선(132a, 132b)에 연결된다. 따라서, 주 버스선(132a, 132b)의 전압은 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)의 전압과 일치하게 된다. 이에 따라, 램프(602)로 흐르는 전류는 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)의 전압이 문턱값 이하로 떨어지는 경우 공급이 중단된다. 또한, 램프의 물리적 특성에 따라 램프(602)를 지속시키기 위한 최소 구동 전압이 존재하므로, VCC레귤레이터(130)는 램프 유지 전압 레벨 이하에서 주 버스선(132a, 132b)으로부터 Vcc전압을 생성할 수 있다. VCC레귤레이터(130)는 '대기-지속-회로(last-circuit-standing)'로 간주될 수 있다. Vcc가 공급되지 않는 상태에서의 지연(lag)은 정전을 동반하는 전력선 장애를 유발한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 VCC레귤레이터(130)는 60Hz, 8싸이클(8cycles of 60Hz)로 램프(602)를 동작하며, 단 램프(602)가 꺼지지 않은 상태에서는 제어회로에 적용되는 Vcc전압을 통하여 복구 가능한 상태를 유지하도록 한다. VCC레귤레이터(130)는 안정기가 동작하는 동안에는 다른 기능을 수행한다. VCC레귤레이터(130)는 예를들면, VCC레귤레이터(130)가 190[VAC]이하의 최소전압보다 낮은 전력선 전압 레벨로 동작되는 것을 방지하기 위하여 시작-바이어스(start-up bias)핀에 연결된 금속산화물배리스터(MOV, Metal Oxide Varistor)(미도시)를 포함한다.
안정기 제어회로(170)는 역방향 전류를 감지하고, 보다 정교한 전류 제어를 통하여 램프의 통전 절차를 리셋시킴으로써 향상된 성능을 제공하는 과전류 감지회로(160)와 연결된다. 과전류 감지회로(160)는 VCC버스선(134)과 안정기 구동회로(140)의 Vcc-안정기 드라이버 전압(Voltage Vcc-ballast driver)에 연결된다. 과전류 감지센서(160)는 하나 또는 그 이상의 전압값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 제어 및 증폭회로(150)에 과전류 신호(162)를 출력한다.
제어 및 증폭회로(150)는 과전류 감지회로(160)로부터 과전류 신호(162)를 수신하고, 조광기시간 지연스위치(186)로부터 조광기버스선 교정 신호(188)를 수신하며, 역률 제어회로(120)로부터 PFC전류감지신호(158)을 수신한다. 제어 및 증폭회로(150)는 수신된 신호에 대응하여 역률 제어회로(120)에 전원교정 피드백 신호(152)를 출력하며, 조광기시간 지연스위치(186)에 조광기지연 제어신호를 출력한다. 또한 제어 및 증폭회로(150)는 안정기 제어회로(170)에 공급되는 VCC전압을 제어하기 위한 안정기 제어회로 온/오프 신호(154)를 안정기 온/오프 스위치(168)에 출력한다.
조광기회로(180)는 조광기 전압 신호(182a, 182b)를 수신하고, 제어 및 증폭회로(150)에 조광기 버스선 교정신호(188)를 생성하여 주고, 안정기 제어회로(170)에 조광기 주파수 조정신호(174)를 생성하여 하여 주기 위한 정보를 출력한다.
안정기 온/오프 스위치(168)는 제어 및 증폭회로(150)으로부터 안정기 제어회로 온/오프신호(154)를 수신한다. 안정기 온/오프 스위치(168)는 안정기 제어회로 온/오프신호(154)에 따라 선택적으로 VCC버스선(134)을 안정기 제어회로(170)에 연결하여 준다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PFC의 블록선도이다. NCP1650과 같이 온세미컨덕터(ON semiconductor)에 사용되는 PFC집적회로("PFC IC")(210)는 PFC회로(120)의 중심적인 역할을 한다. PFC회로(120)의 요구치를 조절하는 최대전력은 벌크캐패시터(128a, 128b)의 효율적인 충전을 위해 바이패스 정류기(D8)에 의하여 감소된다. 바이패스 정류기(420)가 바이패스 경로를 제공함에 따라 PFC회로(120)는 안정기 구동회로(140)에 필요한 동력전압을 제공하지 않아도 된다. PFC회로(120)는 최대 통전개시 전류가 필요하지 않는 경우 부하범위 약 50 내지 100% 전력 이상의 효율적인 동작이 가능하다.
고전력선(118a)은 인덕터(L1)및 부스트 정류다이오드(D2)를 포함하는PFC 바이패스선(122)을 통하여 회로(100)의 주버스선(132a)을 구성하도록 연결된다. 저전력선(118b)은 PFC IC의 전류 감지 센서 핀(226)에 직접적으로 연결되며, 주버스선(132b)은 PFC IC의 그라운드 핀(GND)에 연결된다.
PFC 전류감지 저항(206)은 PFC IC의 Iavg핀과 그라운드핀(GND)으로 분기된다. PFC전류감지 저항(206)의 양단전압은 PFC(210)에 사용되며, Iavg핀의 말단값에 영향을 미친다. PFC 전류감지 저항(206)은 회로내에서 기능을 수행하기 위하여 열손실을 최소화하고, 경제성을 극대화시킬 수 있도록 하는 최소저항값을 갖는다. Iavg핀에서 PFC IC(210)은 PFC전류 감지신호(158)를 출력한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. PFC Iavg 저항(208)의 일단은 PFC IC의 Iavg 핀에 연결되고, 타단은 주 버스선(132b)의 그라운드에 연결된다. Iavg핀의 전압 레벨은 PFC IC(210)의 증폭 이득에 따라 변한다.
+단자 주 버스선(132a)과 -단자 주 버스선(132b)는 상단의 제1버스 분배 저항 (124)와 하단의 제2버스 분배 저항(126)를 통하여 연결된다. 전력 교정 피드백 신호(152)는 두 개의 버스 분배 저항(124, 126)의 접점 노드의 입력이 되며, 상기 접점 노드는 PFC IC(210)의 피드백/분기 핀(FB_SD)(125)에 연결된다. 상기 전력 교정 피드백 신호(152)의 생성에 관해서는 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 및 증폭회로(150)의 블록선도이다. 도1 및 도3에서 보는 바와 같이, 제어 및 증폭회로(150)는 PFC 전류감지신호(158), 조광기 버스선 교정 피드백신호(188) 및 과전류 피드백신호(162)를 수신한다. 제어 및 증폭회로(150)는 PFC IC(210)에 입력되기 위한 전력 교정 피드백 신호(152)와 안정기 제어회로 온/오프신호(154), 조광기 지연 제어신호(156)을 출력한다.
제어 및 증폭회로(150)는 증폭기능을 수행하며 램프(602)의 고장여부를 판단하고, 램프(602)가 정상상태에 있는지를 판단하는 실행비교기(310)를 포함한다. 실행비교기(310)는 PFC 전류감지신호(158)를 제1입력으로하고, 실행비교기 기준전압(314)을 제2입력으로 한다. 실행비교기 기준전압(314)은 예비전력레벨 이상과 램프(602)구동레벨 이하의 레벨에서의 문턱값 세트를 의미한다. 실행비교기(310)는 두 개의 입력신호에 대응하여 실행현황신호(319)를 출력한다.
실행현황신호(319)는 조광기지연 제어신호(156)를 출력하는 조광기시간 지연회로(350)에 사용된다. 또한, 실행현황신호(319)는 증폭기를 사용하여 점등신호(342)를 출력하는 점등 발진기(340)에 사용된다. 실행현황신호(319), 점등신호(342) 및 과전류 피드백신호(162)는 안정기 활성화 로직회로(360)에 사용된다. 안정기 활성화 로직회로(360)는 이에 대응하여 안정기 온/오프스위치(168)에 사용되고, 최종적으로 안정기 제어회로(170)를 제어하기 위한 안정기 온/오프신호(154)를 출력한다.
제어 및 증폭회로(150)는 전력교정 피드백신호(152)를 출력하는 전력제한특성(PLC, power limit characterization)회로를 포함한다. PLC회로는 제1PLC증폭기(320), 제1 PLC적분기(322), 제2 PLC증폭기(330) 및 제2 PLC제한기(332)를 포함한다. 제1 PLC증폭기(320)는 PFC전류감지신호(158)를 포함하는 제1입력과 조광기버스 교정 피드백신호(188)를 포함하는 제2입력을 수신한다.
제1 PLC증폭기(320)의 출력은 제1 PLC적분기(322)에 의하여 적분된다. 제1적분기(322)는 램프(602)의 동작 준비 과정에 사용되는 적분시간상수를 갖는다. 램프(602)는 동작 준비 과정동안 회로 임피던스의 변화와 램프(602)의 물리적 특성에 의해 일반적으로 받는 영향에 비해 버스선의 전압변화에 의해 받는 영향이 감소된다. 제2 PLC증폭기(330)는 제1 PLC적분기(322)의 출력을 제1입력으로, 조광기버스선 교정 피드백신호(188)를 제2입력으로 한다. 제2 PLC증폭기(330)의 출력은 제2 PLC 제한기(332)에 의하여 임계값으로 제한되며, 제2 PLC제한기(332)의 출력은 전력교정 피드백신호(152)로서 출력된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조광기 시간 지연 스위치(186)와 결합하는 조광기 인터페이스 및 보조회로(180)의 조합회로에 대한 블록선도이다. 조합회로(400)는 조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420), 전압-사용률 컨버터(410), 한 쌍의 광아이솔레이터(optoisokator)(440, 450) 및 각각 제1, 제2 활성화 트랜지스터(Q105, Q106)을 포함하는 광아이솔레이터 활성화 인버터 회로(460)로 구성된다. 조광기 인터페이스 및 보조회로(180)는 후술하게 될 제한회로(470, 480) 및 적분회로(472, 482)를 포함한다. 제1 및 제2 활성화 트랜지스터(Q105, Q106), 제한회로(470, 480), 및 적분회로(472, 482)는 전체적으로 도 1의 조광기 시간 지연 스위치(186)로서 동작한다.
조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420)는 VCC-ISO전력 신호(138)를 입력으로 받고, 하이, 로우 조광기 컨버터 VCC신호(420a, 420b)를 출력한다. 전압-사용률 컨버터(Voltage-to-duty cycle converter)(410)는 일반적으로 0 내지 10[v]의 값을 갖는 하이, 로우 조광기 입력신호(182a, 182b)를 각각 받는다. 조광기 션트 저항(184)은 하이 조광기 입력 신호(182a)와 하이 조광기 컨버터VCC 신호(420a)사이에 연결되어 조광기 신호가 없을 때 조광기의 고입력을 풀업(pull-up)상태로 유지한다.
전압-사용률 컨버터(410)는 LM2904와 같이 단일 패키지 형식으로 제공되는 노턴 타입의 OP앰프 한 쌍을 이용하여 구현될 수 있다. 제1 OP앰프는 "자유-구동(free-run)"모드로 동작하여 0 내지 10[V]의 수치범위내에서 톱니 파형을 형성한다. 제2 OP앰프는 비교기로서의 기능을 수행한다. 제2 OP앰프는 제1 OP앰프의 출력을 제1입력으로 하며, 하이 조광기 입력신호(182a)를 제2입력으로 한다. 이에 따라, 제2 OP앰프는 제1비교기와 하이 조광기 입력신호(182a)톱니파형 출력의 순간값을 비교하고, 이에 대응하여 조광기 컨버터 출력신호(414a, 414b)를 출력한다.
두 개의 광아이솔레이터(440, 450)는 4N35와 같은 단일 패키지 방식으로 구현될 수 있다. 광아이솔레이터(440, 450)의 내부 다이오드는 제1 광아이솔레이터(440)의 캐소드가 제2광아이솔레이터(450)의 어노드에 직렬 연결되어 동일 신호에 의해 구동되도록 할 수 있다. 이에 따라 도 4에서 보는 바와 같이 조광기 컨버터 출력신호(414a)는 제1 광아이솔레이터(440)의 어노드에 인가되는 반면, 조광기 컨버터 출력신호(414b)는 제2광아이솔레이터(450)의 캐소드에 인가된다.
활성화 트랜지스터(Q105, Q106)는 조광기 지연 제어신호(156)에 의하여 동시에 활성화되도록 구현된다. 활성화 트랜지스터(Q105, Q106)는 조광기 지연 제어신호(156)에 의하여 동시에 활성화 되는 경우 각각의 활성화 베이스 리드선(454, 444)를 통하여 광아이솔레이터(440, 450)의 출력을 활성화 시킨다.
제1광아이솔레이터(440)의 출력(442)은 조광기 주파수 조절 적분기(472)에 출력신호를 전달하는 조광기 주파수 조절 레벨 제한기(470)의 입력이 된다. 조광기 주파수 조절 적분기(472)는 제1광아이솔레이터(440)의 출력을 적분하여 조광기 주파수 조절 신호(174)를 생성한다.
제2광아이솔레이터(450)의 출력신호(452)는 조광기 버스 교정 적분기(482)에 출력을 전달하는 조광기 버스 교정 레벨 제한기(480)의 입력이 된다. 조광기 버스 교정 적분기(482)는 제2광아이솔레이터의 출력을 적분하여 조광기 버스 교정 신호(188)을 생성한다.
외부회로 절연 경계(an external circuit isolation barrier)(490)는 조합회로(400)의 일부 구성들 중에 전기적 절연을 강화하기 위하여 제공된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 과전류 감지회로(160), 안정기 구동회로(140), 안정기 제어회로(170) 및 안정기 온/오프 스위치(168)에 대한 블록선도이다.
안정기 제어회로(170)는 공지된 기술인FAN7544에 의해 구현될 수 있는 안정기 제어 집적회로(520)를 포함한다.
안정기 제어 집적회로(520)는 조광기 인터페이스회로에서 생성되는 조광기 주파수 조절 신호(174)를 제1입력으로 한다. 조광기 주파수 조절신호(174)는 안정기 제어 집적회로(520)의RT핀에 연결된다. 파라미터 핀(511)은 안정기 제어 집적회로(520)를 설정하기 위하여 연결된다. 파라미터 핀들은 안정기 제어회로 스윕 설정 TC캐패시터(512), 안정기 제어회로 스윕 설정 TC저항(pin RPH)(514), 안정기 제어회로 동작주파수 설정 캐패시터(516) 및 안정기 제어회로 동작주파수 설정저항(pin RT)(518)에 연결될 수 있다.
안정기 제어 집적회로(520)는 안정기-VCC 제어기 전압(voltage VCC-ballast controller)(176)을 제공하기 위하여 VCC핀에 선별적으로 제공되는 공급전압 VCC를 제2입력으로 한다. 안정기- VCC 제어기 전압(176)은 안정기 온/오프 스위치(168)에 의하여 제어된다. 안정기 온/오프 스위치(168)는 안정기 제어회로 스위칭 트랜지스터(Q103)에 의해 구현된다. 트랜지스터(Q103)의 에미터 리드선(546)은 안정기-VCC 드라이버(164)전압에 연결된다. 안정기-VCC 제어기 전압(176)은 콜렉터 저항(R109)를 통하여 트랜지스터(Q103)의 콜랙터 리드선에 연결된다. 트랜지스터(Q103)는 고압측 안정기 제어회로 Vcc스위치 분배저항(545)을 통하여 안정기-VCC 드라이버 전압(164)에 연결된다. 안정기 제어회로 온/오프신호(154)는 저압측 안정기 제어회로 Vcc스위치 분배저항(548)을 통하여 트랜지스터(Q103)의 베이스 입력이 된다. 이에 따라, 제어 및 증폭회로(150)에서 출력되는 안정기 제어회로 온/오프신호(154)는 안정기 제어회로에 공급되는 VCC를 차단함으로써 안정기 제어 집적 회로(520)의 동작을 제어한다.
과전류 감지회로(160)는 VCC베이스 라인(539)을 통하여VCC버스선(134)에 연결되는 과전류 감지 트랜지스터(Q110)를 포함한다. 과전류 감지 트랜지스터(Q110)의 에미터는 감지전류 제한저항(536)을 통하여 안정기-VCC 드라이버 전압(164)에 연결되며, 감지보상 커패시터(538)는 VCC베이스 라인(539)과 에미터 사이에 연결된다. VCC버스선(134)와 안정기-VCC드라이버 전압 사이에 배치되는 감지 다이오드(532)는 감지저항(534)와 직렬로 연결된다. 트랜지스터(Q110)의 콜랙터는 감지 적분기 캐패시터(C129)와 직렬 연결된 감지 적분기 저항(535)을 포함하는 집적회로를 통하여 그라운드에 연결된다. VCC버스선(134, 164)에서의 전위차에 의해 파생되는 캐패시터 신호(537)는 감지 적분기 저항(535) 및 감지 적분기 캐패시터(C129)에 의하여 적분 연산된다. 감지 적분기 캐패시터(C129)의 양단 전압은 도 3에 언급된 제어 및 증폭회로(150)에 공급되는 과전류 신호(162)의 출력이 된다.
과전류 감지 회로(160)는 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)의 전압이 문턱값 이하로 떨어지는 경우 점등 순서를 초기화 한다. 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)는 안정기 구동회로(140)에 전원을 공급하는 버스선에 연결되며, 램프(602)가 점등되는 경우 램프(602)를 구동시키는데 필요한 추가 전력을 공급한다. 램프(602)가 작동되지 않는 경우, 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)는 문턱값 이하로 떨어진 버스선 전압값만큼 방전된다. 버스 필터 캐패시터 및 버스의 문턱 전압값은 램프 점등 여부를 나태내기 위한 전압 레벨이다. 과전류 감지회로(160)의 또 다른 특징은 전원 및/또는 버스 필터 캐패시터가 고장나서 정상적인 레벨에서의 손실이 야기된 경우 회로를 보호하고자 하는데 있다.
안정기 제어 집적회로(520)는 안정기 구동회로(140)의 안정기 구동 집적회로(580)에 전달되는 구동신호(172)를 출력한다. 안정기 구동회로(140)는 구동신호(172)을 수신하고 램프 전원 리드선(144a, 144b)를 통하여 램프(602)를 구동시킨다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6에서 하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 안정기 구동회로(140) 및 전압 제한기 회로에 대한 블록선도이다. 안정기 구동집적회로(580)는 안정기-VCC 드라이버 전압(164)으로부터 전원을 공급받으며 - 단자 주버스선(132b)에 연결된다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 안정기 구동집적회로는 안정기 제어회로, 더욱 상세하게는 안정기 제어칩(520)으로부터 구동신호(172)를 받게된다. 안정기 구동집적회로(580)는 전원 트랜지스터(Q100, Q101)의 게이트에 연결되어 신호를 출력한다. 트랜지스터(Q100)는 +단자 주버스선의 전원과 연결되고, 또 다른 트랜지스터(Q101)는 -단자 주버스선의 전원에 연결된다. 두 개의 트랜지스터(Q100, Q101)의 출력은 합쳐져서 공진회로 구동신호(650)를 생성한다. 이와는 달리 공진회로 반송신호(660)는 도 1에서 보는 바와 같이 버스필터 캐패시터(128a, 128b)의 접점 노드에서 생성된다.
다시 도 6을 참조하면, 안정기 구동회로(140)는 공진회로(620) 및 점등전압 제한회로(610)을 포함한다. 램프 점등시에 램프(602)에는 고전압이 발생하게 되는데 램프의 동작이 유지되도록 전압을 제한할 필요가 있다.
공진회로(620)는 안정기 구동집적회로(580) 및 램프(602)사이에 배치되는 LC회로에 의하여 구현된다. 공진회로(620)는 안정기 구동집적회로(580)의 주파수와 동일한 공진주파수를 갖는다. 안정기 구동집적회로(580)의 주파수와 공진회로(620)의 공진주파수를 매칭시킴으로써 램프(602)에 최대 전력을 전달할 수 있게 된다. 공진회로(620)는 LC회로 인덕터(622), LC회로 실행 캐패시터(624) 및 LC회로 점등 캐패시터(626)를 포함한다. LC회로 점등 캐패시터(626)는 램프(602)와 병렬 연결된다.
점등전압 제한회로(610)는 LC회로의 실행 캐패시터(624)에 연결되는 예비동작/실행 전압 하이 사이드 배리스터(이하 "제 1 배리스터")(612a), 점등전압 충전 하이사이드 캐패시터(이하 "제1캐패시터")(614a), 점등전압 제한 배리스터(이하"브릿지 배리스터")(618), 점등전압 충전 로우사이드 캐패시터(이하"제2캐패시터")(614b) 및 예비동작/실행 전압 로우 사이드 배리스터(이하 "제2배리스터)(612b)를 포함한다.
배리스터는 문턱값 이하의 전압에서 매우 높은 저항 특성을 나타내다 배리스터 양단 전압이 문턱값을 초과하게 되면 도전체가 된다. 이러한 특성을 높은 전압값을 가지는 회로에 적용하기 위하여 복수개의 배리스터를 직렬로 연결할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에서는 금속산화물배리스터(MOV)가 사용될 수 있다.
브릿지 배리스터(906)와 제1, 제2 캐패시터(614a, 614b)간의 연결은 동위다이오드(corresponding diode)(616a, 616b)와의 연결을 제공한다. 동위다이오드(616a, 616b)는 제1 및 제2 캐패시터(614a, 614b)에 직류 전압이 충전될 수 있도록 한다. 제1 및 제2 배리스터는 점등전압 제한회로(610)가 구동레벨로 정상동작중인 램프에 간섭하는 것을 방지하기 위한 전압 임계값을 제공한다. 브릿지 배리스터(618)는 제1 및 제2캐패시터(614a, 614b)의 전압이 브릿지 배리스터(618)의 임계치에 다다르는 경우 도통하여 램프 점등전압을 제1 및 제2 배리스터(612a, 612b)와 브릿지 배리스터(618)의 정격 누적 전압으로 제한한다. 제한되는 전압 파형의 최대치는 LC회로 실행 캐패시터(624)에 전류가 흐르게 하기 위하여 브릿지 배리스터(618)의 전압값을 상회한다. 이 전류는 구동전류의 증가 없이 발생되는 공진전압의 증가를 방지한다. 따라서, 이러한 특성은 간접적으로 응용단계에서 안정기 구동회로의 전류 및 사이징(sizing) 조건을 제한하고, 빠른 스위칭 동작과 높은 효율의 보다 적은 NC(Normal Close)를 가지는 경제적인 구동 스위치 장치들의 사용을 가능하게 한다.
램프 점등이 발생하는 경우, 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)의 방전에 따른 지연에 의하여 램프 점등 전압은 과전류 신호가 생성되기 전에 생성된다. 안정기 구동회로의 주파수 스윕에 의하여 L/C공진회로를 통하여 발생되는 점등현상과 함께 점등전압 최대치에서의 유한한 지속시간은 L/C 'Q' 및 주파수 변화율(sweep rate)에 의하여 결정된다. 주 버스선의 버스 필터 캐패시터(128a, 128b)는 최대 주파수 변화에 요구되는 전하량에 크게 미치지 못하므로 과전류는 점등을 종료시키기 위한 소스가 된다. 이것은 또한 램프(602)의 오동작을 방지할 수 있다. 예를 들면, 제어불가능한 극한조건의 HID(High Intensity Lamp)는 지속적인 아크(arc)방전을 시도하는데, 캐패시터의 방전에 따른 지연에 의하여 이를 방지할 수 있다.
램프(602)가 방전되면, LC회로 점등 캐패시터(626)는 램프(602)의 저효율 임피던스에 의하여 션트된다. 예를 들면, 공진회로(610)의 공진주파수는 180Khz에서 75KHz로 변하고, 구동 주파수가 커브곡선의 상단 기울기에 있으므로 유도성 소자에 가까워진다. 램프(602)의 아크가 플라즈마로 변해감에 따라서 램프의 최대 요구전류는 형식적인 실행값에서 4A 에서 2.6A로 감소한다. 주어진 임피던스에 의하여 램프(602)는 빠른 시간안에 변하게 된다. 이에 따라서, 전력 및/또는 밝기 조절은 매우 느리게 진행된다. 또한, 조절 비율을 PFC 전력 이득 응답 특성 보다 적게 함으로써 안정성을 확보할 수 있다. 예를들면, PFC의 동적 전력 이득 주파수 특성은 5Hz rate로 설정되어 일반적인 램프를 지원할 수 있다.
앞서 본 바와 같이 램프(602)가 동작하는 경우 점등전압 제한회로(610)는 안정기 구동회로(140)의 점등 전압을 제한한다. 점등전압 제한회로(610)는 예를들면 전압레벨에 따라 공진회로의 파라미터들을 변화시키는 캐패시터와 같은 회로의 소자를 스위칭하기 위하여 배리스터를 사용한다. 어느 정도의 전압레벨에 도달하는 경우 배리스터는 공진회로(620)와 연결된 회로를 도통시킴으로써 스위칭 기능을 수행할 수 있다. 점등전압 제한회로(610)는 공진회로(620)의 공진 주파수를 변경시켜 램프(602) 전압이 최대값에 고정되도록 할 수 있다.
공지기술의 안정기 회로와는 상이한 점으로 도 6에서 본 바와 같이 공진회로(620)와 점등전압 제한회로(620)를 포함하는 안정기 구동회로(140)는 회로내 전류 조건을 감지하는 저항이 결여되어 있다. 이러한 저항의 부재로 인하여 안정기 회로에서의 전력 소비 및 열발생을 감소시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 안정기 회로
110: EMI(electromagnetic interference filter)필터와 브리지 정류회로
112a: 제1 전원 입력부
112b: 제2 전원 입력부
114: 접지부
120: 역률 제어회로
128a, 128b: 버스 필터 캐패시터
130: 전압 레귤레이터 회로
140: 안정기 구동회로
150: 제어 및 정류회로
160: 과전류 감지회로
168: 안정기 온/오프 스위치
170: 안정기 제어회로
180: 조광회로
200: 역률 제어회로
300: 제어 및 증폭회로
400: 조광기 인터페이스 및 보조회로의 조합회로
500: 안정기 제어 및 구동회로
600: 안정기 구동회로

Claims (28)

  1. 제1공진주파수를 가지며 램프(602)를 구동하기 위한 공진회로(620); 및
    상기 공진회로(620)에 연결되는 전압 제한회로(610)를 포함하는 안정기 구동회로(140)를 포함하며,
    상기 공진회로(620)는 실행 캐패시터(624)와 직렬로 연결되는 제1인덕터(622), 상기 실행 캐패시터(624)와 직렬 연결되는 점등 캐패시터(626), 그리고 상기 점등 캐패시터(626)에 병렬 연결되는 램프(602)를 포함하며,
    상기 전압 제한회로(610)는 상기 실행 캐패시터(624)에 병렬 연결되며,
    상기 전압 제한회로(610)는 제1배리스터(612a), 점등전압 충전 하이사이드 캐패시터(614a), 상기 실행 캐패시터(624)의 상단과 공통전압단(Cbus) 사이에 직렬연결되는 제1다이오드(616a);
    제2배리스터(612b), 점등전압 충전 로우사이드 캐패시터(614b), 상기 점등 캐패시터(626)의 하단과 상기 공통전압단(Cbus) 사이에 직렬연결되는 제2다이오드(616b)를 포함하며,
    상기 제1다이오드(616a)는 제1방향으로 도통되도록 배열되며, 상기 제2다이오드(616b)는 상기 제1방향과 반대 방향으로 도통되도록 배열되는 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1공진주파수는 상기 램프 전압이 문턱전압을 초과하는 경우 제2공진주파수로 변경되는 전자식 안정기 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안정기 구동회로(140)는 적어도 하나의 구동 신호(172)를 수신하고 이에 응답하여 각각의 전원 트랜지스터(Q100, Q101)를 통하여 선택적으로 +단자 주 버스선 또는 -단자 주 버스선(132a, 132b)을 상기 실행 캐패시터(624)와 상기 점등 캐패시터(626)에 직렬로 연결된 상기 제1인덕터(622)에 연결하는 안정기 구동 집적 회로(580);
    +단자 주 버스선 또는 -단자 주 버스선(132a, 132b) 사이에 직렬 연결되는 제1 및 제2버스 필터 캐패시터(128a, 128b);를 더 포함하며,
    상기 안정기 구동회로(140)는 상기 제1 및 제2버스 필터 캐패시터(128a, 128b) 사이의 노드에서 공진 회로 반송신호(660)를 생성하는 전자식 안정기 회로.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제한회로(610)는 상기 점등전압 충전 하이사이드 캐패시터(614a)와 상기 제1다이오드(616a) 사이에 위치한 제1지점과 상기 점등전압 충전 로우사이드 캐패시터(614b)와 상기 제2다이오드(616b) 사이에 위치한 제2지점을 브리징(bridging)하는 제3배리스터(618)를 더 포함하는 전자식 안정기 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공통전압단(Cbus)은 한 쌍의 버스라인(132a, 132b)에 병렬 연결되는 제1 캐패시터 및 제2캐패시터(128a, 128b)를 포함하는 전압분배기에 의하여 형성되는 전자식 안정기 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안정기 회로(140)는 전류 컨디션을 감지하기 위한 임의의 저항이 결여되어 있어 전력 소모 및 열발생을 감소시키는 전자식 안정기 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    적어도 하나 이상의 구동신호(172)를 생성하는 안정기 제어회로(170);
    전압에 대응하여 전류 감지 신호(158)를 출력하는 역률 교정 회로(120);
    상기 전류 감지 신호(158)를 수신하여 역률 교정 회로(120)에 젼력 교정 피드백 신호(152)를 제공하고, 상기 안정기 제어회로(170)를 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 신호를 출력하는 제어 및 증폭회로(150);
    상기 제어 및 증폭회로(150)에 신호(162)를 출력하여 상기 제어 및 증폭회로(150)를 통하여 상기 안정기 제어회로(170)를 간접적으로 제어하는 과전류 감지회로(160)를 더 포함하며
    상기 안정기 구동회로(140)는 상기 안정기 제어회로(170)로부터 적어도 하나의 구동 신호를 수신하는 전자식 안정기 회로.
  9. 제1항에 있어서,
    전원공급회로(110);
    상기 전원공급회로(110)에 연결되며, PFC 집적회로(210) 및 전압분배기를 포함하는 역률 교정회로(120)를 더 포함하며,
    상기 전압분배기는 제1버스 분배저항(124) 및 제2버스 분배저항(126)을 포함하고,
    상기 제1버스 분배저항(124) 및 제2버스분배저항(126) 사이에 위치한 노드를 더 포함하며,
    상기 제1버스 분배저항(124)은 제1주버스선(132a) 및 상기 노드 사이에 위치하고,
    상기 제2버스 분배저항(126)은 제2주버스선(132b) 및 상기 노드 사이에 위치하는 전자식 안정기 회로.
  10. 제1항에 있어서,
    실행 비교기(310);
    상기 실행 비교기(310)에 연결되는 점등 발진기(Oscillator)(340);
    상기 실행 비교기(310)와 상기 점등 발진기(340)에 연결되는 안정기 활성화 로직 회로(360);
    상기 실행 비교기(310)에 연결되는 조광기 시간 지연회로(350);
    PLC(power limit characterization)회로(317)를 더 포함하며,
    상기 PLC회로(317)는 제1 PLC증폭기(320), 제1 PLC 적분기(322), 제2 PLC증폭기(330) 및 제2 PLC제한기(332)를 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  11. 제1항에 있어서,
    조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420);
    상기 조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420)에 연결되는 전압-사용률 컨버터(voltage-to-duty-cycle converter) (410);
    상기 전압-사용률 컨버터(410)에 연결되는 제1광아이솔레이터(440);
    상기 전압-사용률 컨버터(410)에 연결되는 제2광아이솔레이터(450)를 포함하며,
    상기 제1광아이솔레이터(440)와 상기 제2광아이솔레이터(450)는 직렬로 연결되고,
    상기 제1광아이솔레이터(440)의 캐소드단은 상기 제2광아이솔레이터(450)의 어노드단에 연결되는 전자식 안정기 회로.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420)와 상기 전압-사용률 컨버터(410) 사이에 배치되는 조광기 션트저항(184);
    제1 활성화 트랜지스터(Q105) 및 제2활성화 트랜지스터(Q106)를 포함하는 광아이솔레이터 활성화 인버터회로(460)를 더 포함하되,
    상기 제1활성화 트랜지스터(Q105)는 상기 제2광아이솔레이터(450)에 연결되며,
    상기 제2활성화 트랜지스터(Q106)는 상기 제1광아이솔레이터(440)에 연결되고,
    상기 제1광아이솔레이터(440)와 조광기 주파수 조절 적분기사이(472)에 배치되는 조광기 주파수 조절레벨 제한기(470);
    상기 제2광아이솔레이터(450)와 조광기 버스 교정 적분기(482)사이에 배치되는 조광기 버스 교정레벨 제한기(480)를 더 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  13. 제1항에 있어서,
    과전류 감지회로(160);
    상기 과전류 감지회로(160)와 상기 안정기 구동회로(140)에 연결되는 안정기 제어 집적회로(520)를 더 포함하며,
    상기 과전류 감지회로(160)는 적분회로와 연결되는 과전류 감지 트랜지스터(Q110)를 포함하며,
    상기 적분회로는 감지 적분기 캐패시터(C129)와 직렬 연결되는 적분 저항(535)을 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 안정기 제어 집적회로(520)는,
    안정기 제어회로 스윕설정 TC캐패시터(512)에 연결되는 복수개의 파라미터 핀(511), 안정기 제어회로 스윕 설정 TC저항(514), 안정기 제어회로 동작주파수 설정 캐패시터(516) 및 안정기 제어회로 동작주파수 설정저항(518) 및
    에미터 리드선(546)을 포함하며 콜랙터 저항(R109)에 연결되는 안정기 제어회로 스위칭 트랜지스터(Q103), 고압측 안정기 제어회로 Vcc스위치 분배저항(545) 및 저압측 안정기 제어회로 Vcc 스위치 분배저항(548)을 더 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  15. 적어도 하나 이상의 구동신호(172)를 생성하는 안정기 제어회로(170);
    전압에 대응하여 전류 감지 신호(158)를 출력하는 역률 교정 회로(120);
    상기 전류 감지 신호(158)를 수신하여 역률 교정 회로(120)에 전력 교정 피드백 신호(152)를 제공하고, 상기 안정기 제어회로(170)를 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 신호를 출력하는 제어 및 증폭회로(150);
    상기 안정기 제어회로(170)로부터 상기 적어도 하나 이상의 구동신호(172)를 수신하는 안정기 구동회로(140)를 포함하며,
    상기 안정기 구동회로(140)는,
    램프에 연결 가능한 공진회로(620);
    상기 공진회로의 동작을 조절하기 위한 전압 제한회로;
    상기 제어 및 증폭회로(150)에 신호를 출력하여 상기 제어 및 증폭회로(150)를 통하여 상기 안정기 제어회로(170)를 간접적으로 제어하는 과전류 감지회로(160)를 포함하며,
    상기 공진회로(620)는 실행 캐패시터(624)와 직렬로 연결되는 제1인덕터(622), 상기 실행 캐패시터(624)와 직렬 연결되는 점등 캐패시터(626)를 포함하며,
    상기 점등 캐패시터(626)는 상기 램프(602)에 병렬 연결되고,
    상기 전압 제한회로(610)는 상기 실행 캐패시터(624)에 병렬 연결되는 전자식 안정기 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전압 제한회로(610)는 제1배리스터(612a), 점등전압 충전 하이사이드 캐패시터(614a), 상기 실행 캐패시터(624)의 상단과 공통전압단(Cbus) 사이에 직렬연결되는 제1다이오드(616a);
    제2배리스터(612b), 점등전압 충전 로우사이드 캐패시터(614b), 상기 점등 캐패시터(626)의 하단과 상기 공통전압단(Cbus) 사이에 직렬연결되는 제2다이오드(616b)를 포함하며,
    상기 제1다이오드(616a)는 제1방향으로 도통되도록 배열되며, 상기 제2다이오드(616b)는 상기 제1방향과 반대 방향으로 도통되도록 배열되는 전자식 안정기 회로.
  17. 제15항에 있어서,
    실행 비교기(310);
    상기 실행 비교기(310)에 연결되는 점등 발진기(340);
    상기 실행 비교기(310)와 상기 점등 발진기(340)에 연결되는 안정기 활성화 로직회로(360);
    상기 실행 비교기(310)에 연결되는 조광기시간 지연회로(350); 및
    PLC(power limit characterization)회로(317)를 포함하며,
    상기 PLC회로(317)는 제1 PLC증폭기(320), 제1 PLC적분기(322), 제2 PLC증폭기(330) 및 제2 PLC증폭기(332)를 포함하는 전자식 안정기 회로.
  18. 제15항에 있어서,
    조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420);
    상기 조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420)에 연결되는 전압-사용률 컨버터(voltage-to-duty-cycle converter) (410);
    상기 전압-사용률 컨버터(410)에 연결되는 제1광아이솔레이터(440);
    상기 전압-사용률 컨버터(410)에 연결되는 제2광아이솔레이터(450)를 포함하며,
    상기 제1광아이솔레이터(440)와 상기 제2광아이솔레이터(450)는 직렬로 연결되고,
    상기 제1광아이솔레이터(440)의 캐소드단은 상기 제2광아이솔레이터(450)의 어노드단에 연결되는 전자식 안정기 회로.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 조광기 컨버터 전압 레귤레이터(420)와 상기 전압-사용률 컨버터(410) 사이에 배치되는 조광기 션트저항(184);
    제1 활성화 트랜지스터(Q105) 및 제2활성화 트랜지스터(Q106)를 포함하는 광아이솔레이터 활성화 인버터회로(460)를 더 포함하며,
    상기 제1활성화 트랜지스터(Q105)는 상기 제2광아이솔레이터(450)에 연결되고,
    상기 제2활성화 트랜지스터(Q106)는 상기 제1광아이솔레이터(440)에 연결되며,
    상기 제1광아이솔레이터(440)와 조광기 주파수 조절 적분기사이(472)에 배치되는 조광기 주파수 조절 레벨 제한기(470); 및
    상기 제2광아이솔레이터(450)와 조광기 버스 교정 적분기(482)사이에 배치되는 조광기 버스 교정레벨 제한기(480)를 더 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 과전류 감지회로(160)와 상기 안정기 구동회로(140)에 연결되는 안정기 제어 집적회로(520)를 더 포함하며,
    상기 과전류 감지회로(160)는 적분회로와 연결되는 과전류 감지 트랜지스터(Q110)를 포함하며,
    상기 적분회로는 감지 적분기 캐패시터(C129)와 직렬 연결되는 적분 저항(535)을 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 안정기 제어 집적회로(520)는,
    안정기 제어회로 스윕설정 TC캐패시터(512)에 연결되는 복수개의 파라미터 핀(511), 안정기 제어회로 스윕 설정 TC저항(514), 안정기 제어회로 동작주파수 설정 캐패시터(516) 및 안정기 제어회로 동작주파수 설정저항(518) 및
    에미터 리드선(546)을 포함하며 콜랙터 저항(R109)에 연결되는 안정기 제어회로 스위칭 트랜지스터(Q103), 고압측 안정기 제어회로 Vcc스위치 분배저항(545) 및 저압측 안정기 제어회로 Vcc 스위치 분배저항(548)을 더 포함하는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  22. 제1인덕터(622), 상기 제1인덕터(622)에 직렬 연결되는 실행 캐패시터(624)와 상기 실행 캐패시터(624)에 직렬 연결되는 점등 캐패시터(626)를 포함하며, 일단에서 공진회로 구동신호(650)에 의하여 구동되며 타단에서 공통전압단(Cbus)에 연결되는 공진회로(620);
    상기 실행 캐패시터(624)와 상기 점등 캐패시터(626)에 사이에 연결되는 제1리드선(144a), 그리고 상기 공통 전압단(Cbus)에 연결되는 제2리드선(144b);
    상기 실행 캐패시터(624)에 연결되는 제1 한 쌍의 리드선과 상기 공통 전압단(Cbus)에 연결되는 제2 한쌍의 리드선을 포함하는 전압 제한 회로(610)를 포함하며,
    상기 전압 제한회로(610)는 제1배리스터(612a), 점등전압 충전 하이사이드 캐패시터(614a), 상기 실행 캐패시터(624)의 상단과 상기 공통전압단(Cbus) 사이에 직렬연결되는 제1다이오드(616a);
    제2배리스터(612b), 점등전압 충전 로우사이드 캐패시터(614b), 상기 점등 캐패시터(626)의 하단과 상기 공통전압단(Cbus) 사이에 직렬연결되는 제2다이오드(616b)를 포함하며,
    상기 제1다이오드(616a)는 제1방향으로 도통되도록 배열되며, 상기 제2다이오드(616b)는 상기 제1방향과 반대 방향으로 도통되도록 배열되는 램프 점등 전압 제한을 위한 전자식 안정기 회로.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 공진 회로는 제1공진 주파수를 가지며,
    상기 제1공진 주파수는 상기 램프 전압이 문턱 전압을 초과하는 경우 제2공진주파수로 변경되어 상기 램프 전압이 상기 문턱전압에 고정되도록 하는 전자식 안정기 회로.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 공통전압단(Cbus)은 한 쌍의 버스라인(132a, 132b)에 병렬 연결되는 제1 캐패시터 및 제2캐패시터(128a, 128b)를 포함하는 전압분배기에 의하여 형성되는 전자식 안정기 회로.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 전압 제한회로(610)는 상기 점등전압 충전 하이사이드 캐패시터(614a)와 상기 제1다이오드(616a) 사이에 위치한 제1지점과 상기 점등전압 충전 로우사이드 캐패시터(614b)와 상기 제2다이오드(616b) 사이에 위치한 제2지점을 브리징(bridging)하는 제3배리스터(618)를 더 포함하는 전자식 안정기 회로.
  26. 삭제
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KR1020127014324A 2009-11-02 2010-11-02 전자식 램프 안정기 회로 KR101848633B1 (ko)

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