KR102154036B1 - 방전램프 점등제어장치 및 램프전류 공급방법 - Google Patents

Abstract

전원의 정격출력을 크게 하는 일 없이 램프가 안정상태일 때에도 정전류제어를 가능하게 한다. 방전램프 점등제어장치는 방전램프의 기동후의 램프전압 변화값이 일정값 미만이 되는 램프안정상태에 있어서 램프전압이 상승하면 정전류제어를 수행하기 위한 전류지령값을 변경한다. 이 변경은 방전램프의 기동시의 제1 전류지령값으로부터 소정값만큼 작은 제2 전류지령값으로의 변경이다. 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다. 그 후에도 램프전압이 상승할 때마다 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하고, 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다.

Description

방전램프 점등제어장치 및 램프전류 공급방법

본 발명은 크세논램프 등의 방전램프의 점등제어장치 및 램프전류 공급방법에 관한 것이다.

크세논램프 등의 방전램프는 관내에 양극, 음극의 2개의 전극이 있고, 기동후에 이그나이터 등에서 브레이크다운이 일어나면 전극간에 아크방전이 생긴다. 램프의 밝기는 이 아크방전에 의한 램프전류의 크기에 비례하고, 램프전압은 전극간 거리나 방전램프내의 가스상태에 의해 정해진다.

한편, 방전램프 점등제어장치에서는 방전램프의 밝기를 일정하게 유지하기 위해 램프전류에 대한 정전류제어를 수행한다. 또한, 이 제어장치에서는 전원부의 출력전력이 정격을 넘지 않도록 전력제한값(리미터)을 설정하여 정전력제어도 수행하도록 하고 있다.

예를 들어 선행기술인 특허문헌 1에서는 램프전압이 낮은 기동시에는 정전류제어를 수행하고, 그 후 램프전압이 일정 이상으로 상승하여 정격전력에 도달하면 정전력제어를 수행하고 있다.

방전램프를 기동하면 초기상태에서는 램프내의 가스상태가 불안정하기 때문에 램프전압이 상승하고, 램프전압의 상승변화값이 점점 작아져 간다. 그 후 램프내의 상태가 안정되면 램프전압도 안정된다. 이때 램프내의 가스상태나 아크상태는 안정상태를 유지하고 있다. 그러나 그런데도 아크의 경로가 변동하는 등의 현상이 생기고, 그에 수반하여 램프전압의 약간의 상승이 생긴다. 램프를 점등초기부터 계속해서 정전류제어한 경우, 어느 정도 램프전압이 상승한 상태에서 램프전압의 상승치가 크면 전원부의 출력전력이 커져서 정격을 넘게 된다.

그래서 선행기술에 나타나는 점등제어장치에서는 방전램프의 기동후에 램프전압이 상승하여 정격전력에 도달하면 제어모드를 정전류제어모드로부터 정전력제어모드로 전환한다.

정전력제어모드에서는 전원부의 출력전력이 정격을 넘는 일이 없기 때문에 램프나 전원부에 대한 부담이 과도해지는 일은 없다.

일본 특허공개 2005-32711호 공보

그러나 상기와 같은 정전류제어와 정전력제어를 수행하는 종래의 방전램프 점등제어장치는 이하의 문제가 있다.

정전력제어모드에서는 램프내의 가스상태나 아크상태의 변화에 기인하여 램프전압이 상승하면 제어회로는 전원부의 출력전력(램프전력)이 전력제한값(리미터값)을 넘지 않도록 램프전류를 저하시킨다. 이때 램프전류가 저하되기 때문에 램프의 밝기도 그에 따라 변화한다. 이 변화가 주기적 혹은 비주기적으로 생기면 그것이 소위 플리커현상으로서 느껴지게 된다. 램프점등초기부터 얼마 동안은 램프전압의 변화가 크고 플리커현상의 주기가 길어 그동안의 명멸이 크다. 그래서 이 기간에서는 어느 정도 램프전압이 안정되고 나서 램프가 사용된다. 램프전압이 안정되어도 매우 주기가 짧은 플리커현상은 발생하지만 사람의 육안으로 감지할 수 없게 되므로 문제가 되지 않는다. 그러나 육안으로 감지할 수 있는 정도의 주기의 플리커현상이 발생하면 깜박거림으로서 인식된다. 이 깜박거림은 눈 피로의 원인이 되거나 촬영의 백라이트로서 램프를 사용했을 때에 간섭무늬를 일으키는 원인이 된다.

이상의 현상을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같이 된다.

도 1은 방전램프의 구조와 아크를 나타낸다. 도 2는 정전류제어와 정전력제어를 수행하는 방전램프 점등제어장치의 전압전류특성도를 나타낸다. 도 3은 램프내가 안정상태에 있을 때에 정전류제어를 한 경우의 램프전류변화(우측 파형)와, 마찬가지의 안정상태에서 정전력제어를 한 경우의 램프전류변화(좌측 파형)를 나타낸다.

도 1에 있어서 방전램프는 관내에 양극(+)과 음극(-)이 대향 배치되어 있다. 안정상태에서는 아크전류는 A의 경로로 흐르고 있지만, 램프내의 상태가 변동하면 B의 경로로 변화하는 경우가 있다. B의 경로는 전류경로가 길어지기 때문에 램프전압이 커진다. 정전력제어시에서는 A로부터 B로의 변화가 수10ms간에 일어나면 이하의 설명과 같이 플리커현상이 일어난다.

도 2는 램프의 전력제한값(리미터)이 Wlimit로 설정되어 있는 경우의 특성을 나타내고 있다. 점등초기는 램프전압이 상승해 가고, 그동안 정전류제어가 수행된다(도 2의 a점). 도 2의 b점에서 램프전력이 정격에 도달하면, 그 이후에 전압이 상승하면 정전력제어가 된다. 정전류제어이면 램프내의 가스상태나 아크상태가 변동하여 램프전압이 상승해서 동작점이 도면의 c점으로 천이하려고 한다. 그러나 정전력제어에서는 c점은 전력제한값(리미터)을 넘게 되기 때문에 실제로는 동작점은 정전력특성곡선상의 d점이 된다.

이러한 현상이 육안으로 검지할 수 있는 수10ms마다 일어나면 램프전류가 주기적으로 변동하기 때문에 이것이 플리커현상으로서 육안으로 관측되게 된다. 이러한 플리커현상은 램프전압의 안정상태 초기에 관측되는 경우가 많다.

도 3은 램프안정상태에서 시간축레인지를 확대했을 때의 전압·전류변화를 나타내고 있다. 도면의 상측은 전압변화, 하측은 전류변화를 나타낸다. 또한, 도면의 좌측은 램프안정상태에서 정전력제어를 한 경우의 전압·전류변화를 나타내고 있다(직류성분을 제외함). 동도 좌측의 정전력제어시에서는 P1에서 아크전류경로가 A→B로 되고(도 1 참조), 램프전압 상승에 의해 램프전류가 저하되고(도 2의 d점), 이에 의해 플리커현상이 관측된다. 한편, 램프안정상태에서 정전력제어가 아니라 정전류제어를 계속한 경우의 전압·전류변화는 도 3의 우측에 나타난다. P2에서 아크전류경로가 A→B가 되고(도 1 참조), 램프전압이 상승해도 전류가 일정해지도록 제어되기 때문에 전류변화는 없다. 이 때문에 플리커현상은 생기지 않는다. 이와 같이 안정상태가 되어도 정전류제어이면 플리커현상을 방지할 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 정전류제어에서는 전원의 출력이 커지고, 램프에 대한 부담도 커져 출력이 정격을 넘으면 램프를 파손한다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전원의 정격출력을 크게 하는 일 없이 램프가 안정상태일 때에도 정전류제어를 가능하게 하는 방전램프 점등제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 방전램프 점등제어장치는 방전램프에 램프전류를 공급하는 인버터회로와, 상기 램프전류의 정전류제어를 수행하고, 상기 정전류제어를 수행하기 위한 전류지령값을 상기 인버터회로에 출력하는 제어회로를 구비하고, 상기 제어회로는 상기 방전램프를 기동하여 상기 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만이 된 안정상태에서 상기 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행한다.

상기 제어회로는 방전램프가 안정상태가 되면 전류지령값을 내려 정전류제어가 가능해지도록 제어한다. 이에 의해 안정상태에서 램프전압이 상승했을 때에 램프전류가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

바람직한 실시형태에서는 상기 제어회로는 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘었을 때에는 상기 출력전력이 정전력이 되는 정전력제어를 수행하고, 상기 정전력제어를 수행하기 위한 전력지령값을 상기 인버터회로에 출력한다.

본 발명의 한층 더 바람직한 다른 실시형태에서는 상기 제어회로는 상기 방전램프를 기동하여 램프전압이 안정될 때까지 다음 제어를 이하의 순서로 수행한다.

(1) 상기 방전램프의 기동후의 제1 상태에서는 소정의 제1 전류지령값에 의해 상기 정전류제어를 수행한다.

(2) 상기 제1 상태후, 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘는 제2 상태가 된 단계에서 상기 정전력제어를 수행한다.

(3) 상기 제2 상태후, 상기 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만이 되는 제3 상태가 된 단계에서, 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘었을 때에 상기 제1 전류지령값보다 작은 값의 제2 전류지령값에 의해 상기 정전류제어를 수행한다.

(4) 상기 제3 상태에서 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘을 때마다 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행한다.

(5) 상기 제3 상태후, 상기 램프전압이 안정되는 제4 상태가 되면 그 직전에 변경된 상기 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다.

방전램프를 기동하면 램프전압이 상승하기 시작하고, 사용자에 의해 미리 설정되어 있는 소정의 제1 전류지령값에 기초한 정전류제어가 수행된다(제1 상태). 그 후, 출력전력이 전력리미터값에 도달하면 정전력제어를 수행한다(제2 상태). 그 후, 정전력제어중에 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만인 램프안정상태가 된다(제3 상태). 이 램프안정상태의 초기에서는 도 1에 나타내는 바와 같은 아크전류경로의 변동에 의해 램프전압이 ΔV만큼 상승하여 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘었을 때에 전류지령값을 지금까지의 제1 전류지령값으로부터 소정값만큼 작은 제2 전류지령값으로 변경한다. 그리고 이 제2 전류지령값으로 정전류제어를 수행한다. 그 후에도 램프전압이 ΔV만큼 상승하여 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘을 때마다 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경해간다. 제3 상태후, 램프전압이 안정되는 제4 상태가 되면 그 직전에 변경된 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다.

이상의 제어를 수행함으로써 제3 상태에서는 램프전압 상승에 따라 제2 전류지령값을 조금씩 작게 해 가고, 계속해서 정전류제어를 수행한다. 또한, 제4 상태에서도 정전류제어를 수행한다. 이에 의해 제3 상태 이후는 종래와 같은 정전력제어가 아니라 정전류제어가 수행되게 된다. 그리고 아크의 동요에 의해 램프전압이 변동해도 플리커현상이 발생하지 않는다.

또한, 제3 상태 이후, 전류지령값을 내리기 때문에 전원용량을 크게 하지 않아도 된다. 또한, 램프에 대한 공급전력도 커지는 일은 없기 때문에 램프수명을 저하시키는 일도 없다.

더 바람직한 실시형태에서는 제어회로는 상기 제3 상태에 있어서 전류지령값의 변경을 소정 시간에 걸쳐 서서히 실행한다.

전류지령값의 변경을 소정 시간에 걸쳐 서서히 수행함으로써 지령값의 변화가 급격한 것으로 되지 않기 때문에 플리커의 발생이 더 억제된다.

방전램프가 안정상태가 된 이후에도 정전류제어가 유지되기 때문에 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전원용량을 크게 하지 않아도 되기 때문에 전원부의 대형화를 방지할 수 있고, 또한 램프수명을 저하시키는 일이 없다.

도 1은 방전램프의 구조와 아크를 나타내는 도면,
도 2는 정전류제어와 정전력제어를 수행하는 방전램프 점등제어장치의 전압전류특성도,
도 3은 램프내가 안정상태에 있을 때에 정전류제어를 한 경우의 램프전류변화(우측 파형)와, 마찬가지의 안정상태에서 정전력제어를 한 경우의 램프전류변화(좌측 파형)를 나타내는 도면,
도 4는 방전램프 점등제어장치의 블록도,
도 5는 메인제어회로의 블록도,
도 6은 종래의 방전램프 점등제어장치에 있어서 램프전압 등의 시간경과를 나타내는 도면,
도 7은 본 실시형태의 방전램프 점등제어장치에 있어서 램프전압 등의 시간경과를 나타내는 도면,
도 8은 도 6 및 도 7의 일부 확대도,
도 9는 방전램프 점등제어장치의 동작을 나타내는 플로우차트,
도 10은 방전램프 점등제어장치의 동작을 나타내는 플로우차트,
도 11은 방전램프 점등제어장치의 동작을 나타내는 플로우차트,
도 12는 정의도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태의 방전램프 점등제어장치의 블록도이다.

방전램프 점등제어장치는 상용전원입력단자(1)에 입력되는 교류전압을 정류하는 제1 정류회로(2)와, 제1 정류회로(2)의 정류출력의 전류파형을 바꿈으로써, 그 역률을 개선하는 PFC회로(역률개선회로)(3)와, PFC회로(3)의 제어를 수행하는 PFC제어회로(4)와, 스위칭회로(5)와, 스위칭회로(5)의 출력의 전압변환을 수행하는 변압기(6)와, 변압출력을 정류하는 제2 정류회로(7)와, 제2 정류회로(7)의 정류출력에 기동고압펄스를 중첩시키는 고압트랜스(8) 및 시동회로(9)와, 출력전류(램프전류)를 검출하는 램프전류검출기(10)와, 램프전류 및 램프전압에 기초하여 정전류제어나 정전력제어를 수행하는 스위칭회로(5)에 대하여 제어용 PWM신호를 공급하는 메인제어회로(11)를 구비한다. 크세논램프 등의 방전램프(12)는 고압트랜스(8)의 출력측에 접속된다.

도 5는 상기 메인제어회로(11)의 블록도이다.

메인제어회로(11)는 검출된 램프전류(I)와 전류지령값의 차분 및 램프전력과 전력지령값의 차분을 PWM발생회로(110)내의 에러앰프에 입력한다. PWM발생회로(110)는 램프전류(I)와 전류지령값의 차분이 제로가 되도록 정전류제어를 수행한다. 또한, PWM발생회로(110)는 램프전력이 전력리미터값, 즉 전력지령값을 넘으려고 한 경우에 램프전력과 전력지령값의 차분이 제로가 되도록 출력전류를 감소시키는 정전력제어를 수행한다.

정전류제어와 정전력제어에서는 모두 PWM 제어를 수행한다. 메인제어회로(11)는 후술하는 플로우차트에 나타내는 제어를 수행하는 제어부(111)도 구비하고 있다. 또한, 메인제어회로(11) 대신에 연산처리나 램프전류와 램프전압의 변환테이블을 이용하여 PWM 제어를 수행하도록 해도 된다.

본 실시형태에서는 방전램프(12)의 기동후에 제1 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행하고(제1 상태), 램프전압(V)이 상승하여 제1 전류지령값과 램프전압(V)으로부터 산출한 출력전력이 소정의 전력리미터값, 예를 들어 정격전력을 넘으면 정전력제어로 이행한다(제2 상태). 정전력제어에 있어서 램프전압(V)의 상승변화값이 서서히 작아지고, 램프전압(V)이 안정되는 램프안정상태로 이행하면 램프전압의 변동을 감시한다(제3 상태). 제3 상태에 들어가면 램프안정상태의 초기에는 램프전압(V)이 조금 오르는 기간이 존재한다. 이때 램프전압이 상승하여 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘었을 때에 전류지령값을 제1 전류지령값으로부터 소정값만큼 작은 제2 전류지령값으로 변경한다. 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다. 또한, 그 후에도 램프전압이 상승하여 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘을 때마다 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하고, 변경후의 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다.

제3 상태후, 램프전압이 완전하게 안정되는 제4 상태가 되면 그 직전에 변경된 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다.

이에 의해 제3 상태가 되고 나서는 그 이후 마지막에 설정된 제2 전류지령값에 의한 정전류제어가 유지된다.

본 실시형태의 방전램프 점등제어장치와 종래의 방전램프 점등제어장치의 동작을 도 6, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 종래의 방전램프 점등제어장치에 있어서 램프전압 등의 시간경과를 나타내고 있다. 도 7은 본 실시형태의 방전램프 점등제어장치에 있어서 램프전압 등의 시간경과를 나타내고 있다. 도 8은 도 6, 도 7의 일부의 시간축과 전압축의 확대도를 나타내고 있다.

도 6에 있어서 위로부터 램프전압, 램프전류, 램프전력의 시간변화를 나타낸다. 또한, 종래의 방전램프 점등제어장치에서는 제2 전류지령값을 사용하지 않는다.

종래의 방전램프 점등제어장치에서는 도 6에 나타내는 바와 같이 이하의 동작이 된다.

t0에서 방전램프(12)가 기동되면 미리 설정된 정격전류에 대응하는 제1 전류지령값에 의해 정전류제어가 수행된다(제1 상태). 미리 설정된 정격전류로 기동한 점등초기(A)부터 램프전압이 상승해 간다. 정격전력(Wlimit)에 도달하여 정전력리미터가 작동하는 t1이 되면 정전류제어로부터 일정한 전력지령값에 의한 정전력제어로 전환된다.

t1부터는 정전력제어가 수행된다. 즉, 램프전압의 상승에 따라 램프전류가 감소하도록 제어된다(제2 상태).

t2에서 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만이 되는 제3 상태로 이행해도 정전력제어가 수행된다. 램프전압이 완전하게 안정되는 t3 이후의 제4 상태가 되어도 정전력제어가 수행된다. 이상의 제어의 동작특성도는 도 2에 나타낸 바와 같고, t3 이후는 램프전압의 변동에 따라 램프전류도 계속해서 변동한다.

본 실시형태의 방전램프 점등제어장치에서는 도 7에 나타내는 바와 같이 이하의 동작이 된다.

도 7에 있어서 t0에서 방전램프(12)가 기동된 후, t1까지의 제1 상태와 그 후의 제2 상태까지는 도 6과 동일하다. 즉, t0에서 방전램프(12)가 기동되면 미리 설정된 정격전류에 대응하는 제1 전류지령값에 의해 정전류제어가 수행된다(제1 상태). 미리 설정된 정격전류로 기동한 점등초기(A)부터 램프전압이 상승해 간다. 정전력리미터가 작동하는 t1이 되면 정전류제어로부터 일정한 전력지령값에 의한 정전력제어로 전환된다.

t1부터는 정전력제어가 수행된다. 도 6과 마찬가지로 램프전압의 상승에 따라 램프전류가 감소하도록 제어된다(제2 상태).

t0-t2까지는 도 6의 경과와 동일하다.

t2에서 램프전압 상승변화값이 일정값 미만이 되는 램프안정상태의 초기인 제3 상태가 된 단계에서, 램프전압의 상승에 의해 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘었을 때에 제1 전류지령값을 더 작은 값의 제2 전류지령값으로 변경한다. 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다. 또한, 램프전압의 상승에 의해 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘을 때마다 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하고, 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다.

제3 상태의 확대도를 나타내는 도 8에 있어서 실선은 본 실시형태의 변화를 나타내고, 파선은 도 6의 종래의 방전램프 점등제어장치의 변화를 나타낸다.

도 8에 나타내는 바와 같이 종래의 방전램프 점등제어장치에서는 t2-t3의 제3 상태에 있어서 램프전압의 상승에 수반하여 정전력제어에 의해 램프전류가 파선으로 나타내는 바와 같이 변동한다. 본 실시형태의 방전램프 점등제어장치에서는 t2-t3의 제3 상태에 있어서 램프전압의 상승에 수반하여 실선으로 나타내는 바와 같이 전류지령값이 변경되면서 정전류제어된다. 즉, 램프전압의 상승에 의해 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘었을 때에 제1 전류지령값을 더 작은 값의 제2 전류지령값으로 변경한다. 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다. 또한, 램프전압의 상승에 의해 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘을 때마다 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하고, 이 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행한다. 도 8의 가장 아래의 경과도에서 나타나는 바와 같이 제2 전류지령값은 램프전압의 상승에 따라 더 작은 값으로 계단상으로 변경되어 간다. 또한, 그 위의 램프전력도(경과도)에 나타나는 바와 같이 램프전력은 항상 정격전력 미만이 되어 있기 때문에 정전력제어가 수행되지 않는다. 이러한 제어에 의해 t2-t3의 제3 상태의 기간에서는 계단상의 각 구간에서 램프전류의 정전류화가 수행되기 때문에 플리커의 발생을 방지할 수 있다.

또한, t3 이후의 제4 상태에서는 램프전압이 완전하게 안정상태가 되기 때문에 t3 직전에 변경된 제2 전류지령값에 의해 정전류제어가 수행된다. 이 t3 이후에서도 정전류제어가 수행되고 있기 때문에 플리커의 발생은 없다.

이상과 같이 본 실시형태의 방전램프 점등제어장치에서는 램프전압의 상승 변화가 완만해지는 t3부터 램프전압이 안정되는 t4 이후의 기간에서는 램프전압의 상승에 따라 정전력제어가 수행되지 않도록 전류지령값을 내리면서 정전류제어를 수행한다.

이 때문에 도 3의 우측에 나타내는 바와 같이 플리커의 발생을 방지할 수 있다.

다음에 상기 제어내용에 대하여 도 9 내지 도 12를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 9 내지 도 11은 제어부(111)(도 5 참조)에 의한 제어동작을 나타내는 플로우차트이다. 도 12는 플로우차트의 정의표이다.

도 9는 방전램프(12)의 기동타이밍(t0)부터 제3 상태가 시작되는 t2(도 7, 도 8 참조)까지의 제어동작(패턴 1)을 나타낸다. 도 10은 t2부터 제t3까지의 제어동작(패턴 2)을 나타낸다. 도 11은 t3부터의 제어동작(패턴 3)을 나타낸다.

방전램프(12)가 기동되면 도 9의 ST1에서 사용자에 의해 정전력리미터(Wlimit)와 제1 전류지령값(Iref1)이 설정된다. 그 후, 제1 상태가 되어 제1 전류지령값(Iref1)에 의해 정전류제어가 수행된다(ST2). 그 후, 출력전력이 정전력리미터(Wlimit)를 넘으면(Iref1＞Wlimit/Vdet(n)) 제2 상태가 되어 ST3→ST4로 진행되고, 정전력리미터(Wlimit)에 의해 정전력제어가 수행된다.

t2가 되어 램프전압 상승변화값이 일정값 미만이 되는 제3 상태가 되면(ST5) 도 10의 제어동작(패턴 2)으로 이행한다.

ST10에서 제2 전류지령값(Iref2(n))의 초기값을 제1 전류지령값(Iref1)의 값으로 한다. ST11에서 출력전력이 정전력리미터(Wlimit)를 넘으면(Iref2(n)＞Wlimit/Vdet(n)), 즉 램프전압(Vdet(n))이 상승하면 ST12 이하에서 제2 전류지령값(Iref2(n))을 더 작은 값으로 변경하는 제어를 수행한다. 이 보정은 ST13, ST14에서 소정 시간에 걸쳐 수행한다. 즉, ST13에서 정전력리미터(Wlimit)의 값을 그때의 램프전압(Vdet(n))으로 나눔으로써 전류값을 구하고, 이것을 제2 전류지령값(Iref2(n))으로서 갱신한다. 또한, 다음의 ST14에서 전회의 제2 전류지령값(Iref2(n-1))부터 금회의 제2 전류지령값(Iref2(n))(ST12에서 구한 제2 전류지령값(Iref2(n)))까지 보정주기(T2)의 기간에서 서서히 변화시킨다. 그 후, ST15에서 제2 전류지령값(Iref2(n))에 의한 정전류제어를 개시한다.

이상의 제어동작을 램프전압(Vdet(n))의 상승이 계속될 때까지(t2-t3의 기간) 수행한다.

또한, 도 12에 나타내는 바와 같이 스위칭회로(5)의 스위칭주기와, ST15에서의 정전류제어주기(T1)와, ST14에서의 제2 전류지령값(Iref2(n))의 보정주기(T2)의 관계는 이하와 같다.

스위칭주기＜＜T1＜＜T2

ST14에서 전회의 제2 전류지령값(Iref2(n-1))부터 금회 설정한 제2 전류지령값(Iref2(n))까지 보정주기(T2)의 기간에서 서서히 변화시키는 주기는 상기 식으로부터 제어주기보다 길다. 이 때문에 도 8의 램프전류도의 실선에 나타내는 바와 같이 램프전압이 서서히 안정되어 감에 따라 다음의 제2 전류지령값을 변경할 때까지의 시간이 서서히 길어지고 또한 제2 전류지령값의 변화도 작아지는 점에서 제2 전류지령값이 급격히 변동함에 따른 플리커 발생을 더 효과적으로 방지할 수 있다.

패턴 2의 제어동작에 있어서 ST16에서 램프전압(Vdet(n))이 안정된 것을 판정하면 t3 이후의 제4 상태가 되어 도 11의 ST20 이하의 제어동작(패턴 3)으로 이행한다.

ST20에서는 패턴 2에 있어서 마지막으로 갱신된 제2 전류지령값(Iref2(n))으로 정전류제어를 수행한다. 이 정전류제어를 수행하고 있는 동안 만일 램프내의 가스상태나 아크상태의 변화에 기인하여 램프전압이 상승해도 정전류제어되고 있기 때문에 플리커는 생기지 않는다.

ST21에서 램프전원이 오프되면 제어는 종료한다.

이상의 동작에 의해 t2 이후의 램프안정상태에서 램프전압의 상승이 생겨도 제2 전류지령값을 감소시킴으로써 정전류제어상태를 유지할 수 있다. 이 때문에 플리커를 방지할 수 있다. 또한, 램프전압이 안정되어 있는 상태에서 전원용량을 크게 하지 않아도 정전류제어를 유지할 수 있다. 이 때문에 전원부의 대형화를 방지할 수 있고, 또한 방전램프에는 정격 이상의 전력이 공급되지 않기 때문에 램프수명을 저하시키는 일이 없다.

상기 실시형태에서는 제1 상태부터 제4 상태까지 상세한 제어를 수행하지만, 본 발명은 안정상태에 있어서 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 정전류제어를 수행하는 것이다. 따라서, 예를 들어 상기 실시형태에서 나타나는 제3 상태에 있어서의 제어만이 수행되는 다른 실시형태도 본 발명에 포함된다.

또한, 상기 실시형태에서는 제1 전류지령값과 램프전압(V)으로부터 산출한 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘는 예로서, 예를 들어 출력전력이 정격전력을 넘는 것으로 나타냈다. 그러나 소정의 전력리미터값으로서는 사용자가 지정하는 전력이어도 된다.

또한, 도 6에 있어서 t0에서 방전램프(12)가 기동되면 미리 설정된 정격전류에 대응하는 제1 전류지령값에 의해 정전류제어가 수행(제1 상태)되지만, 미리 설정된 정격전류는 사용자가 지정하는 전류여도 된다.

11: 메인제어회로
110: 에러앰프
111: 제어부

Claims (5)

1. 방전램프에 램프전류를 공급하는 인버터회로와,
   상기 램프전류의 정전류제어를 수행하고, 상기 정전류제어를 수행하기 위한 전류지령값을 상기 인버터회로에 출력하는 제어회로를 구비하고,
   상기 제어회로는 상기 방전램프를 기동하여 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만이 된 안정상태에서 상기 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행하는, 방전램프 점등제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어회로는 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘었을 때에는 상기 출력전력이 정전력이 되는 정전력제어를 수행하고, 상기 정전력제어를 수행하기 위한 전력지령값을 상기 인버터회로에 출력하며,
   상기 제어회로는 상기 안정상태에 있어서 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘었을 때에 상기 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행하는, 방전램프 점등제어장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어회로는, 상기 방전램프를 기동하여 램프전압이 안정될 때까지,
   (1) 상기 방전램프의 기동후의 제1 상태에서는 소정의 제1 전류지령값에 의해 상기 정전류제어를 수행하고,
   (2) 상기 제1 상태후, 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘는 제2 상태가 된 단계에서 상기 정전력제어를 수행하고,
   (3) 상기 제2 상태후, 상기 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만이 되는 제3 상태가 된 단계에서, 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘었을 때에 상기 전류지령값을 상기 제1 전류지령값으로부터 더 작은 값의 제2 전류지령값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행하고,
   (4) 상기 제3 상태에서 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘을 때마다 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행하고,
   (5) 상기 제3 상태후, 상기 램프전압이 안정되는 제4 상태가 되면 그 직전에 변경된 상기 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행하는 제어를 순서대로 수행하는, 방전램프 점등제어장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어회로는,
   상기 제3 상태에 있어서,
   상기 제1 전류지령값으로부터 더 작은 값의 제2 전류지령값으로 변경하는 동작과 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하는 동작을 소정 시간에 걸쳐 서서히 실행하는, 방전램프 점등제어장치.
5. 인버터회로에 의해 방전램프에 램프전류를 공급하는 램프전류 공급방법에 있어서,
   상기 방전램프의 기동후의 제1 상태에서는 소정의 제1 전류지령값에 의해 상기 램프전류의 정전류제어를 수행하고,
   상기 제1 상태후, 램프전압의 상승에 의해 출력전력이 소정의 전력리미터값을 넘은 제2 상태가 된 단계에서 상기 출력전력이 정전력이 되도록 정전력제어를 수행하고,
   상기 제2 상태후, 상기 램프전압의 상승변화값이 일정값 미만이 되는 제3 상태가 된 단계에서, 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘었을 때에 상기 제1 전류지령값보다 작은 값의 제2 전류지령값에 의해 상기 정전류제어를 수행하고,
   상기 제3 상태에서 상기 램프전압의 상승에 의해 상기 출력전력이 상기 전력리미터값을 넘을 때마다 상기 제2 전류지령값을 더 작은 값으로 변경하여 상기 정전류제어를 수행하고,
   상기 제3 상태후, 상기 램프전압이 안정되는 제4 상태가 되면 그 직전에 변경된 상기 제2 전류지령값에 의해 정전류제어를 수행하는, 램프전류 공급방법.

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