KR19990046642A

KR19990046642A - 형광등점등방법및조광방법

Info

Publication number: KR19990046642A
Application number: KR1019990012475A
Authority: KR
Inventors: 최성우
Original assignee: 최성우
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 1999-07-05

Abstract

본 발명은 입력전원의 위상제어를 통해 형광등의 점등실패를 방지하고, 형광등으로 인가되는 전력량을 결정하여 원하는 밝기로 조절할 수 있는 형광등 점등방법 및 조광방법에 관한 것으로서, 외부로부터 형광등의 점등신호가 입력되는지를 판단하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 점등신호가 입력되는 것으로 판단되는 경우에 필라멘트의 예열을 수행하고 외부로부터 입력되는 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 검출하는 제2 과정; 및 상기 제2 과정에서 검출한 제로 포인트를 기준으로 소정시간 경과된 후 스위치를 온(on) 시켜 형광등으로 전원이 인가되도록 하는 제3 과정;을 포함하여 점등이 이루어지고, 형광등이 점등되어 있는 상태에서 외부로부터 형광등의 조광신호가 입력되는지를 판단하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 점등신호가 입력되는 것으로 판단되는 경우에 외부로부터 입력되는 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 검출하는 제2 과정; 및 상기 제1 과정에서 입력된 조광신호에서 결정된 광량에 따라 상기 제2 과정에서 검출한 제로 포인트를 기준으로 소정시간 경과된 후 스위치를 온(on) 시켜 형광등으로 전원이 인가되도록 하는 제3 과정;을 포함하여 조광이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

형광등 점등방법 및 조광방법 { fluorescent light on/off method &intensity of radiation control method }

본 발명은 형광등 점등방법 및 조광방법에 관한 것으로서 특히, 광고용 간판과 같이 다수의 형광등을 사용하는 시스템에서 사용자가 동작신호를 입력시킨 순간에 원하는 모든 형광등의 점등이 이루어질 수 있도록 하고, 전력량 제어에 따라 원하는 밝기로 조절할 수 있도록 하는 형광등 점등방법 및 조광방법에 관한 것이다.

최근의 조명은 지금까지의 백열전등에 대신하여 거의 형광등이 사용되고 있다. 형광등은 전류의 열작용을 이용하여 고온의 심선으로부터 방전이 발생하도록 하여 빛을 내는데, 백열전등에 비해서 자연광에 가깝고 낮은 소비전력을 갖기 때문에 경제적이며 능률이 좋다는 점에서 보급이 계속적으로 늘어나고 있다.

상기와 같은 형광등은 그 이용분야가 점점 넓어져 광고용으로 사용되기도 하는데, 다수의 형광등이 원하는 형태로 배치되어 각각 개별적으로 점멸 제어됨으로써 원하는 광고기능을 수행하게 된다.

그런데, 상기의 형광등은 점등을 개시하는데 방전을 일으킬 수 있을 정도의 높은 고전압이 필요하게 되는데, 순간적으로 고전압을 발생시킬 수 있는 안정기가 구비된다.

도 1은 일반적으로 사용되고 있는 형광등 점등회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 사용자가 스위치(SW)를 투입하면 교류전원의 양(+)의 반주기에서 입력전원(e) → 스위치(SW) → 안정기의 제1 코일(T1) → 제1 필라멘트(f1) → 제1 다이오드(D1) → 트라이악(SSS) → 안정기의 제2 코일(T2) → 제2 필라멘트(f2) → 입력전원(e)의 루우프를 통해 필라멘트의 예열이 이루어진다. 이때, 필라멘트의 예열전류는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 파형을 나타낸다.

그후, 교류전원의 음(-)의 반주기에서 입력전원(e)에 고압펄스가 중첩된 전압이 인가되는데, 고압펄스 즉, 램프 점등펄스가 발생되는 메카니즘을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이때, 상기 트라이악(SSS)으로 인가되는 전압의 파형은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은데, 필라멘트 전류는 안정기의 인덕턴스 때문에 입력전원(e) 보다 늦어져 t3에서 상기 트라이악(SSS)이 오프(off)로 된다. 또한, 입력전원(e)이 음(-)의 반주기로 옮겨지는 t2에서 t3의 기간은 트라이악(SSS)이 온(on)이기 때문에 제1 콘덴서(C1)에는 도 2의 (c)에 도시된 바와 같은 전압이 인가된다.

그후, 필라멘트 전류가 제로(zero)가 되고, 트라이악(SSS)이 오프(off)가 되면 제1 콘덴서(C1)는 제1 저항(R1)을 통해 방전한다. 이때, 제2 다이오드(D2)에는 입력전원(e)과 제1 콘덴서(C1) 전압의 차전압이 인가되고, 이 전압이 트라이악(SSS)의 브레이크 오버전압(V_BO)을 넘으면 상기 트라이악(SSS)이 턴온되고, 상기 제1 콘덴서(C1)에 입력전원(e) → 제2 필라멘트(f2) → 안정기의 제2 코일(T2) → 트라이악(SSS) → 제2 다이오드(D2) → 제1 콘덴서(C1) → 입력전원(e)의 루우프를 통해 충전전류가 흐르게 된다.

상기에서 안정기의 제2 코일(T2)의 펄스전류에 의하여 안정기의 제1 코일(T1)에 800 내지 1200V의 고압펄스가 발생하고, 형광램프에는 입력전원(e)과 상기의 고압의 램프 점등펄스가 중첩되어 도 2의 (d)에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 전압이 인가됨으로써 순간적인 고압의 전류에 의해 방전이 개시되고 점등이 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술의 점등동작에서는 사용자가 스위치를 온(on) 시키는 경우에 그 위치에 따라 점등의 성공여부가 결정된다. 예를 들면, 스위치가 온되는 위치에 따라 안정기와 콘덴서의 공진에 의한 역기전력이 약하여 램프 점등펄스가 발생되지 않음으로써 점등이 실패될 수 있다. 그에 따라 입력전원의 현재주기에서는 점등이 실패되고 다음의 주기에서 점등이 시도된다.

상기와 같은 경우는 가정용과 같이 하나의 형광등을 점등시키는 분야에서는 점등시기가 1초 이내에서 이루어지기 때문에 큰 문제점이 발생되지 않으나 다수의 형광등을 이용하는 광고용 간판의 경우는 빠른 시간 내에 점멸이 이루어져 원하는 글자 또는 문양을 표시하여야 하기 때문에 원하는 순간에 점등이 이루어지지 않으면 광고의 기능을 정확히 수행할 수 없게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입력전원의 위상제어를 통해 스위치가 온(on)되는 위치를 결정함으로써 점등실패 없이 다수의 형광등을 동시에 점등하는 경우에도 모든 형광등에 대하여 점등을 성공할 수 있도록 하는 형광등 점등방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 조광을 위한 여러 가지 모드를 프로그램으로 작성하여 입력전원의 위상제어를 수행함으로써 형광등으로 인가되는 전력량을 결정하여 원하는 밝기로 조절할 수 있는 형광등 조광방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 형광등 점등회로의 구성을 나타내는 회로도,

도 2는 도 1의 회로도에 의한 점등동작을 설명하기 위한 파형도,

도 3은 본 발명이 적용된 형광등 제어시스템의 구성을 나타내는 블록도,

도 4는 본 발명에 의한 점등동작 및 조광동작을 설명하기 위한 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 교류전원 공급부 20 : 형광램프

30 : 램프구동부 40 : 마이컴

50 : 제로포인트 검출부 60 : 예열부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 외부로부터 형광등의 점등신호가 입력되는지를 판단하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 점등신호가 입력되는 것으로 판단되는 경우에 필라멘트의 예열을 수행하고 외부로부터 입력되는 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 검출하는 제2 과정; 및 상기 제2 과정에서 검출한 제로 포인트를 기준으로 소정시간 경과된 후 스위치를 온(on) 시켜 형광등으로 전원이 인가되도록 하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 형광등 점등방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제3 과정에서는 제로 포인트를 기준으로 3700㎲ 지연시켜 교류전원 파형의 80°위치에서 스위치가 온(on) 되도록 하고, 연속적으로 3 내지 10회 수행되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따르면, 형광등이 점등되어 있는 상태에서 외부로부터 형광등의 조광신호가 입력되는지를 판단하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 점등신호가 입력되는 것으로 판단되는 경우에 외부로부터 입력되는 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 검출하는 제2 과정; 및 상기 제1 과정에서 입력된 조광신호에서 결정된 광량에 따라 상기 제2 과정에서 검출한 제로 포인트를 기준으로 소정시간 경과된 후 스위치를 온(on) 시켜 형광등으로 전원이 인가되도록 하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 형광등 조광방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제3 과정에서는 제로 포인트를 기준으로 0 내지 5000㎲ 지연시킴으로써 교류전원 파형의 0° 내지 108°위치에서 스위치가 온(on) 되도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명이 적용된 형광등 제어시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 참조번호 10은 형광램프를 동작시키기 위하여 60㎐의 주파수를 갖는 교류전원을 공급하는 교류전원 공급부를 나타내고, 20은 형광램프를 나타내고, 30은 상기 교류전원 공급부(10)의 전원을 인가받아 상기 형광램프(20)를 점등시키기 위한 고전압을 발생시키거나, 점등상태에서 외부의 조광신호에 따라 형광램프(20)의 밝기를 결정할 수 있도록 전력량을 제어하는 램프구동부를 나타내고, 40은 외부의 사용자에 의한 점등신호 또는 조광신호를 입력받아 내부에 저장된 프로그램에 따라 점등 또는 조광을 수행하도록 시스템 전체의 동작을 제어하는 마이컴을 나타내고, 50은 상기 교류전원 공급부(10)에서 출력되는 교류전원의 파형을 분석하여 제로포인트(zero point)를 검출하는 제로포인트 검출부를 나타내고, 60은 상기 마이컴(40)의 제어신호에 따라 상기 형광램프(20)의 필라멘트를 예열하는 예열부를 나타낸다.

상기와 같은 구성을 갖는 형광등 제어시스템에서의 점등 및 조광동작을 첨부한 도 4의 파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 출원인은 많은 실험결과 형광램프는 교류전원 파형의 80°위치에서 스위치가 온(on)되어 형광등으로 전원이 인가되는 경우에 점등의 성공확률이 최대가 된다는 것을 알 수 있었다. 또한, 조광시 형광램프로 인가되는 전력량이 40% 이하가 되는 경우에는 형광램프가 오프(off)되는 시간이 길어져서 깜빡거림이 육안으로 보이게 되는 것도 알 수 있었다.

결국, 본 발명의 점등방법은 교류전원 파형의 80°위치에서 스위치를 온(on)시킴으로써 다수의 형광램프(20)를 동시에 점등시키고자 하는 경우에 각각의 형광등에 대하여 점등실패를 방지하여 모든 형광램프(20)가 동일한 시간에 점등될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 조광방법은 스위치를 온(on)시키는 시기를 교류전원 파형의 0° 내지 108°의 범위(도 4의 빗금친 부분 A 참조)에서 임의로 설정할 수 있도록 함으로써 원하는 조광제어를 수행할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명을 다수의 형광등이 배치되는 광고용 간판에 적용한 경우, 상기 마이컴(40)은 외부로부터 점등신호가 입력되면 상기 예열부(60)를 통해 형광램프(20)의 필라멘트를 충분히 예열시킨다.

이때, 상기 제로포인트 검출부(50)를 통해 상기 교류전원 공급부(10)에서 출력되는 교류전원의 파형을 분석하여 제로포인트(zero point)를 검출하고, 상기 제로 포인트를 기준으로 하여 약 3700㎲ 지연시켜 교류전원 파형의 80°위치에서 상기 램프구동부(30)가 동작하도록 한다. 상기에 따라 점등시키고자 하는 모든 형광램프(20)가 점등된다.

상기 약 3700㎲ 지연시켜 교류전원 파형의 80°위치에서 상기 램프구동부(30)가 동작하도록 하는 과정을 연속적으로 3 내지 10 주기 동안 반복하여 수행시킴으로써 점등동작의 실패를 방지할 수 있다.

상기의 동작에 의해 형광램프가 점등되어 있는 상태에서 외부로부터 형광등의 조광신호가 입력되면, 상기 마이컴(40)은 상기 제로포인트 검출부(50)에서 검출된 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 기준으로 소정시간 경과된 후 램프구동부(30)가 동작되도록 함으로써 형광램프(20)의 밝기를 조정할 수 있다. 이때, 조광동작은 제로 포인트를 기준으로 0 내지 5000㎲ 지연시킴으로써 교류전원 파형의 0° 내지 108°위치에서 스위치가 온(on) 되도록 한다.

상기에서 마이컴(40)에는 조광동작을 위한 다수의 동작모드 프로그램이 저장되어 있어서, 사용자에 의해 모드가 결정되면 해당모드에 따라 형광램프(20)의 밝기가 수시로 변경되어 광고기능을 극대화 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은, 전술한 광고용 간판과 같은 실시예에 한정되지 않으며, 첨부한 특허청구범위 내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 이루어져 적용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 형광등 점등방법 및 조광방법은 점등동작시 점등실패를 방지할 수 있기 때문에 광고용 간판에 적용되는 경우 원하는 내용을 정확하게 전달할 수 있는 효과가 있으며, 프로그램에 따라 위상제어를 통해 전력량을 변경하여 조광동작을 수행하기 때문에 형광램프의 밝기를 수시로 변경하여 광고기능을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부로부터 형광등의 점등신호가 입력되는지를 판단하는 제1 과정;

상기 제1 과정에서 점등신호가 입력되는 것으로 판단되는 경우에 필라멘트의 예열을 수행하고 외부로부터 입력되는 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 검출하는 제2 과정; 및

상기 제2 과정에서 검출한 제로 포인트를 기준으로 소정시간 경과된 후 스위치를 온(on) 시켜 형광등으로 전원이 인가되도록 하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 형광등 점등방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제3 과정에서는 제로 포인트를 기준으로 3700㎲ 지연시켜 교류전원 파형의 80°위치에서 스위치가 온(on) 되도록 하고, 3 내지 10회 수행되는 것으로 특징으로 하는 형광등 점등방법.
형광등이 점등되어 있는 상태에서 외부로부터 형광등의 조광신호가 입력되는지를 판단하는 제1 과정;

상기 제1 과정에서 점등신호가 입력되는 것으로 판단되는 경우에 외부로부터 입력되는 교류전원의 제로 포인트(zero point)를 검출하는 제2 과정; 및

상기 제1 과정에서 입력된 조광신호에서 결정된 광량에 따라 상기 제2 과정에서 검출한 제로 포인트를 기준으로 소정시간 경과된 후 스위치를 온(on) 시켜 형광등으로 전원이 인가되도록 하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 형광등 조광방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제3 과정에서는 제로 포인트를 기준으로 0 내지 5000㎲ 지연시킴으로써 교류전원 파형의 0° 내지 108°위치에서 스위치가 온(on) 되도록 하는 것을 특징으로 하는 형광등 조광방법.