KR19990072308A - 방전램프용점등제어장치및이에사용할수있는ｈ브리지회로 - Google Patents

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Abstract

종래의 방전램프용 방전제어장치에서는, 방전램프(4)에 인가하는 전압을 H브리지회로보다도 상류측에서 계측한 경우에는, 방전램프(4)에 실제로 인가되는 전압이 불안정해지지 않도록 H브리지회로에 사용하는 제1∼제4 트랜지스터 11∼14로서 동일내압, 동일종류의 것을 사용해야만 하였다.
H브리지회로에 사용하는 제1∼제4트랜지스터 11∼14로서 내압이 다른 것을 사용하면서도, 온저항을 갖추고 있다.
또, 계측한 램프전압에 따른 스위칭소자(9)의 제어를 사용하는 제1∼제4 트랜지스터 11∼14에 따라 전환한다.

Description

방전램프용 점등제어장치 및 이에 사용할 수 있는 Ｈ 브리지회로{DEVICE FOR CONTROLLING LIGHTING OF DISCHARGE LAMP AND H-BRIDGE CIRCUIT FOR USE IN SUCH A DEVICE}
본 발명은, 절연파괴에 따른 방전에 의해 발광하는 방전램프를 점등시키기 위해 이용되는 방전램프용 점등제어장치에 관해, 상세하게는 자동차등의 차량용 헤드라이트에서 방전램프를 사용하는 경우에 적합하게 이용할 수가 있는 방전램프용 점등제어장치 및 여기에 사용가능한 H브리지회로에 관한 것이다.
종래 이와같은 차량용 헤드라이트로는 할로겐화 가스를 전극관에 봉입한 소위 할로겐램프를 이용하는 것이 일반적이었다.
이 할로겐램프는 필라멘트 전구등에 비해 효율좋고 높은 광속을 발할 수 있다는 이점을 갖고 있다.
그리고, 근년 이 할로겐 램프 대신에 더욱 높은 광속을 정전력으로 구동할 수 있는 고전압 나트륨램프, 메탈할라이드램프 등 종래는 가로등으로서 이용되어온 방전램프를 차량용 헤드라이트로 이용하는 것이 시도되고 있다.
도 5는 일본국 특개평 4-26002호 공보에 개시된 종래의 방전램프 점등제어장치 및 그 주변회로를 표시하는 블록도이다.
도면에서, 1은 차량에 탑재된 배터리등의 직류전원, 2는 이 직류전원 1의 전원전압을 승압해서 소정의 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터, 3은 이 소정의 전압을 교류전압으로 변환하는 DC/AC 인버터, 4는 방전램프, 5는 DC/AC 인버터(3)과 방전램프(4)사이에 설치되어 방전램프(4)에의 전압투입개시시에는 DC/AC 인버터(3)으로부터의 AC전압을 다시 승압시켜 초고전압을 발생하는 이그나이터회로, 6은 DC/DC컨버터(2)를 제어해서 일정의 전력을 방전램프(4)에 공급하는 제어회로이다.
또, 8은 1차측 코일에 직류전원(1)이 접속되는 동시에 2차측 코일에 방전램프(4)가 접속되고, 1차측 코일에 인가된 전압보다도 높은 전압을 2차측 코일에 발생하는 트랜스, 9는 트랜스(8)의 1차측 코일과 직류전원(1)사이에 직렬로 접속된 스위칭소자, 10은 트랜스(8)의 2차측 코일에 발생하는 직류전압을 램프전압으로서 계측하는 전압계로서의 저항, 11∼14는 트랜스(8)와 이그나이터(5)사이에 배치되어 H 브리지회로를 구성하는 트랜지스터, 22는 이들 4개의 트랜지스터를 온/오프제어하는 스위칭제어회로이다.
다음 동작에 대해 설명한다.
방전램프(4)가 점등하고 있지 않은 상태에서는 방전램프(4)의 2개의 전극은 절연상태에 있다.
이 상태에서, 방전램프(4)내에 아크방전을 생성하는 점등준비처리가 개시되면 DC/DC 컨버터(2)의 트랜스(8)의 2차측에는 400V 정도의 고전압이 출력되도록 제어회로(6)가 동작한다.
또, 스위칭 제어회로(22)는 그 전압이 그대로 이그나이터회로(5)에 출력되도록 H 브리지회로를 제어하고, 이 이그나이터회로(5)는 그 전압을 다시금 20KV 정도까지 승압한다.
그리고, 이같은 고전압이 인가됨으로써, 방전램프(4)의 전극간에는 절연파괴에 따른 아크방전이 생성되고 발광을 개시한다.
이런 절연파괴가 생기면, 이그나이터회로(5)는 동작을 정지하는 한쪽에서 DC/AC인버터(3)가 스위칭동작을 개시한다.
또, 상기 절연파괴에 따라 트랜스(8)의 2차측에 생성되는 전압은 방전램프(4)의 정격전압에 따른 전압까지 저하하고, 제어회로(6)은 일정한 전력을 방전램프(4)에 공급하도록 그 제어를 전환한다.
따라서, 방전램프(4)에는 일정한 전력에 제어된 교류전압이 인가되고, 이에 따라 발광을 계속한다.
또, 일정한 전력으로 방전램프(4)를 점등제어시키는 것은, 방전램프(4)의 특성상 방전램프(4)의 장수명을 기대할 수가 있기 때문이다.
종래의 방전램프용 점등제어장치 및 이에 사용할 수 있는 H 브리지회로는 이상과 같이 구성되어 있으므로, H 브리지회로에 사용하는 4개의 트랜지스터(11∼14)에는 모두 400V 정도의 고내압특성을 갖는 트랜지스터를 사용하였었다.
이 때문에, 방열등도 고려하면 트랜지스터의 점유공간이 커지고, H 브리지회로 및 방전램프용 점등제어장치의 소형화를 방해하는 등의 문제가 있었다.
특히, 제어회로 6은 저항 10을 사용해서 트랜스(8)의 2차측 코일에 발생하는 직류전압을 계측해서 계측된 직류전압에 따라 DC/DC 컨버터(2)를 제어하고 있으므로, H 브리지회로에 사용하는 4개의 트랜지스터(11∼14)의 특성이 준비되어 있지 않으면, H브리지에의 입력전압을 일정하게 유지하도록 제어해도, H 브리지에서 출력되는 전압은 불안정해 지는 염려가 발생하므로, 4개의 트랜지스터로서 400V 정도의 고내압 특성을 갖는 동일특성의 대형 트랜지스터를 사용하였었다.
또, 방전램프 4는 거기에 인가되는 전압이 불안정하게 되면, 불안정한 점등상태가 되어, 일정한 광량으로 안정해서 점등할 수가 없게된다는 등의 문제도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 소형화된 H 브리지회로와 이같은 H 브리지회로를 갖고있고, 방전램프를 안정되게 점등시킬 수 있는 방전램프용 점등제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 청구항 1에 관한 방전램프용 점등제어장치는 방전램프에 고전압을 인가해서 상기 방전램프내에 방전을 일으킨후, 상기 방전램프에 교류전압을 인가해 그 점등을 제어하는 장치로, 방전램프용 제어장치 1차측 코일에 직류전원이 접속되는 동시에 2차측 코일에 상기 방전램프가 접속되어있고, 상기 1차측 코일에 인가된 직류전압보다도 높은 교류전압을 상기 2차측 코일에 발생하는 트랜스와, 상기 트랜스의 상기 1차측 코일과 상기 직류전원과의 사이에 직렬로 접속된 스위칭소자와, 상기 트랜스와 상기 방전램프와의 사이에 접속되고, 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 구비하고 있고, 상기 트랜스의 상기 2차측 코일에 발생한 교류전압으로부터 생성된 직류전압을 극성이 소정의 간격으로 교체되는 교류전압으로 변환하는 H 브리지회로를 상기 제1의 페어의 트랜지스터는 상기 제2의 페어의 트랜지스터 보다 우수한 내압특성을 갖고있고, 이들 4개의 트랜지스터의 온저항치는 차이가 무시할 수 있을 정도로 정리되어있는 H 브리지회로와, 상기 H 브리지회로에 입력되는 직류전압을 계측하는 전압계측수단과, 상기 방전램프에 고전압을 인가해서 상기 방전램프내의 가스에 방전을 일으킬 때는 상기 제1의 페어의 트랜지스터만을 온시켜 상기 방전램프에 공급되는 전력이 안정되도록 계측된 상기 직류전압에 따라 상기 스위칭소자를 온/오프제어하고 또, 상기 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호로 온시켜서, 교류전압을 상기 방전램프에 공급하는 제어수단을 구비한 것이다.
본 발명의 청구항 2에 관한 방전램프용 점등제어장치는 방전램프에 고전압을 인가해서 상기 방전램프내에 방전을 일으킨후, 상기 방전램프에 교류전압을 인가해서 그 점등을 제어하는 장치로서, 1차측 코일에 직류전원이 접속되는 동시에 2차측 코일에 상기 방전램프가 접속되어있고, 상기 1차측 코일에 인가된 직류전압보다도 높은 교류전압을 상기 2차측 코일에 발생하는 트랜스와, 상기 트랜스의 상기 1차측코일과 상기 직류전원사이에 접속된 스위칭소자와, 상기 트랜스와 상기 방전램프와의 사이에 접속되고, 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 구비하고 있고, 상기 트랜스의 상기 2차후 코일에 발생한 교류전압에서 생성된 직류전압을 극성이 소정의 간격으로 전환되는 교류전압으로 변환하는 H 브리지회로로서 상기 제1의 페어의 트랜지스터는 상기 제2의 페어의 트랜지스터보다 우수한 내압특성을 갖고있는 H브리지회로와 상기 H브리지회로에 입력되는 직류전압을 계측하는 전압계측수단과, 상기 방전램프에 고전압을 인가해서 상기 방전램프내의 가스에 방전을 일으킬때는 상기 제1의 페어의 트랜지스터만을 온시키고, 교류전압이 상기 방전램프에 인가되는 때에 온하는 상기 제1 또는 상기 제2의 페어의 트랜지스터의 온저항치를 추정해서 상기 방전램프에 공급되는 전력이 안정되도록 계측된 상기 직류전압 및 추정된 상기 온저항치에 따라 상기 스위칭소자를 온/오프제어하고, 또 상기 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호로 온시켜서 교류전압을 상기 방전램프에 공급하는 제어수단을 구비한 것이다.
본 발명의 청구항 3에 관한 H 브리지회로는, 전압치가 다른 2종류이상의 직류전압이 입력되는 동시에 인가된 직류전압을 교류전압으로 변환할 수 있는 회로로서, 제1 및 제2의 페어의 스위칭소자로서, 상기 제1의 페어의 스위칭소자는 상기 제2의 페어의 스위칭소자보다 우수한 내압특성을 갖고있는 제1 및 제2의 페어의 스위칭소자와 고직류전압이 입력될때에는 상기 제1의 페어의 스위칭소자만을 온시키는 제어신호를 수신하고, 저직류전압이 입력되어 이 저직류전압을 교류전압으로 변환할때에는, 상기 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호로 온시키는 제어신호를 수신하는 적어도 하나의 제어단자를 구비한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 방전램프용 점등제어장치 및 그 주변회로를 표시하는 블록도
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 불휘발성 메모리에 기억되는 트랜지스터의 온저항 특성의 예를 표시하는 온저항 특성도
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 중앙처리장치의 점등제어동작을 표시하는 점등시 플로차트
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 일련의 점등제어에서 방전램프의 공급되는 전압파형을 표시하는 파형도
도 5는 종래의 방전램프용 점등제어장치 및 그 주변회로를 표시하는 블록도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
4: 방전램프6: 제어회로(제어수단)
8: 트랜스9: 스위칭소자
10: 전압계측저항(전압계측수단)11: 제1트랜지스터(H 브리지회로)
12: 제2트랜지스터(H 브리지회로)13: 제3트랜지스터(H 브리지회로)
14: 제4트랜지스터(H 브리지회로)
이하, 본 발명의 실시의 한 형태를 설명한다.
실시의 형태 1
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 방전램프용 점등제어장치 및 그 주변회로를 표시하는 블록도이다.
도면에서, 1은 차량에 탑재된 배터리등의 직류전원, 2는 이 직류전원(1)의 전원전압을 승압해서 소정의 전력을 출력하는 PC/DC 컨버터, 3은 이 전압을 교류전압으로 변환하는 DC/Ac 인버터, 4는 방전램프, 5는 DC/AC 인버터(3)와 방전램프(4)사이에 배치되어 방전램프(4)에의 전압 투입개시시에 DC/DC 컨버터(2)로부터의 고전압을 다시 승압해서, 초고전압을 발생하는 이그나이터회로, 6은 DC/DC 컨버터(2)를 제어해서 일정한 전력을 방전램프(4)에 공급하는 제어회로(제어수단), 7은 직류전원(1)과 DC/DC 컨버터(2)사이에 배치된 헤드램프 점등스위치이다.
DC/AC 인버터(3)는 H 브리지회로를 갖고있고, H 브리지회로는 제어회로(6)에 의해 제어되는 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14) 및 제2의 페어의 트랜지스터(12),(13)으로 구성된다.
8은 1차측 코일에 직류전원(1)이 접속되는 동시에 2차측 코일에 방전램프(4)가 접속되고, 1차측 코일에 인가된 전압보다도 높은 전압을 2차측코일에 발생하는 트랜스, 9는 1차측코일과 직류전원(1)사이에 직렬로 접속되어서 제어회로(6)에 의해 온/오프제어되는 스위칭소자, 10은 방전램프의 상태에 따라, 2차측 코일에 발생하는 전압을 램프전압으로해서 계측하는 전압계측저항(전압계측수단), 15는 2차측 코일에서 방전램프에 공급되는 램프전류를 계측하는 전류계측저항이다.
16은 전압계측저항(10)에 의해 계측된 아날로그 램프전압을 디지털램프 전압데이터로 변환하는 전압 AD 컨버터, 17은 전류계측저항(15)에 의해 계측된 아날로그 램프전류를 디지털램프 전류데이터로 변환하는 전류 AD 컨버터, 18은 이들 2개의 디지털데이터에 따라 스위칭소자(9)의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어신호를 출력하는 중앙처리장치, 19는 스위칭제어신호의 레벨에 따른 주기 및 DUTY를 갖는 펄스신호를 출력하는 펄스발생회로, 20은 중앙처리장치(18)로부터 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14)에 공급되는 브리지 제어신호를 방전시켜서 제2의 페어의 트랜지스터(12),(13)에의 반전브리지 제어신호를 출력하는 인버터, 21은 H 브리지회로의 주변온도를 계측하는 온도계측소자, 18a는 중앙처리장치(18)내에 설치되어있고, 트랜지스터(11)∼(14)의 온저항특성을 표시하는 온저항 테이블을 기억하는 불휘발성 메모리이다.
도 2는 불휘발성 메모리(18a)에 기억되는 트랜지스터의 온저항 특성의 예를 표시하는 온저항 특성도이다.
도면에서, 횡축은 트랜지스터의 온도, 종축은 온저항치이고, 실선의 특성은 트랜지스터의 종류에 있어서의 대표적인 특성곡선이고, 파선의 특성은 트랜지스터의 종류에서의 최대의 곡선이다.
이와같이, 각 트랜지스터는 내압과 종류등을 특정해도 흐트러짐이 생기나, 이 실시의 형태 1에서는 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14)에는 400V 내압의 같은 종류의 트랜지스터를 사용하는 한편에서, 제2의 페어의 트랜지스터(12),(13)에는 100V 내압의 동일종류의 트랜지스터를 사용하고, 또 이를 트랜지스터의 사용 온도범위에서는 이들 2종류의 트랜지스터의 온저항의 대표치의 차가 수백 m Ω 정도의 차에 드는 종류를 선택하고 있다.
또, 동일 온도상태에서 사용되는 경우, 제1 및 제2의 페어의 4개의 트랜지스터의 온저항치는 차이가 무시할 수 있을 정도로 갖추어져 있다.
또, 불휘발성 메모리(18a)에는 한쪽의 종류의 트랜지스터의 대표치 특성을 테이블 형식에 기억시키고 있다.
또, 트랜지스터의 온저항 특성은 다른 형식으로 기억시켜도 된다.
다음 동작에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 중앙처리장치(18)의 점등제어동작을 표시하는 점등시 플로차트이다.
헤드램프 점등스위치(7)의 조작에 의해 플로차트는 개시된다.
도면에서, ST1은 방전램프(4)에 대해 20KV의 전압을 인가해서 방전램프(4)에서 아크방전을 발생시키기 위한 제어를 점등 준비처리스텝, ST2는 방전램프(4)의 각 전극에서 이온이 발생하기 쉽도록 전극을 활성화 하는 전극활성 처리스텝, ST3은 아크방전에 의해 형성된 전류로를 사용해서 방전램프를 계속 점등하는 점등처리스텝이다.
각 처리스텝에서의 각부의 동작에 대해 설명한다.
점등준비처리스텝 ST1에서는 중앙처리장치(18)에서 소정의 스위칭 제어신호를 출력하고, 이에따라 펄스발생회로(19)로부터 소정의 펄스신호가 출력된다.
이때, 방전램프는 절연파괴가 생겨있지 않으므로, 트랜스의 2차측 코일의 양단은 오픈상태가 되어있고, 12∼24V의 전원전압은 트랜스(8)에 의해 400V 정도까지 승압된다.
또, 중앙처리장치(18)는 이 제어와 함께 디지털전압데이터에 의해 트랜스(8)가 소정의 전압을 발생하고 있는지의 여부를 감시하고 있다.
또, 중앙처리장치(18)는 이 스텝 ST1이 실행되고 있는 동안은 H 브리지회로의 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14)를 온하도록 브리지 제어신호를 출력한다.
그리고, 점등준비처리스텝 ST1의 개시초기에는, 이그나이터회로(15)는 상기 400V의 고전압에 따라 동작하고, 이 고전압을 20KV의 초고전압까지 승압해서 절연상태에 있는 방전램프(4)에 공급한다.
방전램프(4)의 2개의 전극에는 20KV의 전압이 인가되면, 방전관내의 가스에 의한 절연은 파괴되고, 전극간에 이온의 이동이 개시된다.
이 이온의 이동과 가스에 의해 방전램프(4)는 발광을 개시한다.
그리고, 이 절연파괴에 의해 방전램프(4)는 소정의 전류가 흐르는 부하저항이 되는 동시에 이그나이터회로(5)는 동작을 종료한다.
또, 트랜스(8)의 2차측 코일에는, 절연파괴가 생긴 방전램프(4)에 의해 발생하는 전압이 생성되어있다.
전극활성 처리스텝 ST2에서는 중앙처리장치(18)은, 방전램프(4)가 여기되어 비교적 긴시간이 경과한후에, H 브리지회로의 제2의 페어의 트랜지스터(12)및(13)을 동작시키도록 브리지제어신호의 상태를 전환하고 다시 그 상태를 비교적 긴시간 유지한다.
이로써, 각 전극은 활성화되어 이온을 발생하기 쉬운 상태가 된다.
점등처리스텝 ST3에서는, 중앙처리장치(18)는 방전램프(4)에 그 정격전력이 공급되도록 스위칭 제어신호의 레벨을 변경해서 방전램프에 흐르는 전류를 제어하는 동시에 제1의 페어의 트랜지스터 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호로 온시키도록 브리지 제어신호의 레벨을 소정의 시간마다 전환시킨다.
이결과, 방전램프(4)에는 소정의 일정전력이 계속 공급되고, 장기에 걸처 안정하게 발광할 수가 있다.
또, 이 스텝 ST3는 헤드램프 점등스위치(7)가 오프될때까지 계속된다.
여기서, 이 점등처리스텝 ST3에서 계측된 램프전압에 따른 중앙처리장치(18)의 동작에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
중앙처리장치(18)는 우선, 온도계측소자(21)가 계측한 온도에 따라 불휘발성 메모리(18a)에 테이블을 참조하고, 계측된 온도에 대응하는 온 저항치를 테이블에서 검색함으로써 H 브리지회로를 구성하는 4개의 트랜지스터(11∼14)의 온 저항치 R를 추정한다.
다음에, 온 저항치 R, 디지털전압데이터 VL 및 디지털 전류데이터 IL에 따라, 아래에 표시하는 식(1)을 이용해서 방전램프(4)에 실제로 인가되어 있는 전압 VS를 예측한다.
VS = VL - 2 x (R x IL) …(1)
중앙처리장치(18)는 다음에 예측인가전압 VS와 디지털전류데이터 IL에 따라, DC/AC 인버터(3)가 출력하는 교류전압의 파고치가 일정하고, 방전램프(4)에 인가되는 전력이 소정의 전력이 되도록 스위칭 제어신호의 레벨을 변경한다.
이로써, 방전램프(4)는 안정해서 발광한다.
또, 도 4는 일련의 점등제어처리 ST1∼ST3에서 방전램프(4)에 공급되는 전압파형을 표시하는 파형도이다.
도 4에 표시한 바와같이, 점등준비 처리기간에서는 20KV의 초고전압이 인가되고, 전극활성 처리기간에서는 방전램프(4)에 의해 생성되는 비교적 낮은 전압이 비교적 긴시간 각 전극에 공급되고, 점등처리기간에서는, H 브리지회로에 의해 생성되는 정격전압을 갖는 교류전압이 공급되고 있다.
또, 이와같이 교류전력을 공급해서 방전램프(4)를 동작시키는 것은, 직류전압에 따른 전력공급에서는 방전램프(4)의 한쪽의 전극만이 활성화되어 그곳에서 방출되는 이온의 량이 비교적 짧은 기간에 감소해 버리기 때문이다.
이상과 같이, 이 실시의 형태 1에 의하면, H 브리지회로가 내압특성이 우수한 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14)와 내압특성이 제1의 페어보다 뒤떨어지는 제2의 페어의 트랜지스터(12),(13)으로 구성되어 있으므로, 방전램프(4)내에서 아크방전을 일으키기 때문에 방전램프내의 가스를 여기시킬때에는 400V의 고압특성을 갖는 트랜지스터(11)및(14)를 온시켜서 방전램프에 소정의 높은 전압을 인가시킬 수가 있다.
H 브리지회로에 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터 11∼14를 사용함으로써, 또 H 브리지회로의 소형화를 도모할 수가 있다.
이는 아크방전을 야기하기위해 방전램프내의 가스를 여기할때에 사용하지 않는 100V 내압특성의 제2의 페어의 트랜지스터(12)및(13)의 점유공간을 작게할 수가 있기 때문이다.
또, 제어회로(6)가, 계측한 온도에 대응하는 트랜지스터의 온저항치 R를 얻어, 방전램프에 실제로 인가되어 있는 전압 VS를 예측홰, 이와 디지털전류데이터에 따라 스위칭소자(9)의 온/오프제어를 해서 방전램프(4)에의 출력을 안정화하고 있으므로, H 브리지회로를 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터로 구성하고 있음에도 불구하고, 방전램프(4)를 안정해서 발광시킬 수가 있다.
실시의 형태 2
상기 실시의 형태 1과 같이, 실시의 형태 2에 의한 방전램프 점등제어장치는, 400V 내압의 동일종류의 트랜지스터(11),(14)의 제1의 페어와, 100V 내압의 동일종류의 트랜지스터(12),(13)의 제2의 페어로 된 H 브리지회로를 포함하는 DC/AC 인버터(3)를 갖고 있으나, 이 실시의 형태(2)의 H브리지회로는 이 2개의 페어의 트랜지스터의 대표적인 온저항치에는 무시할 수 없는 차가 있으므로 상기 실시의 형태 1의 것과는 다르다.
방전램프(4)에는 실제로 인가되는 교류전압을 정확하게 예측하기 위해, 이 실시의 형태 2의 중앙처리장치(18)는 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14)의 온저항 특성을 표시하는 제1의 온저항테이블과 제2의 페어의 트랜지스터(12),(13)의 온저항특성을 포함하는 제2의 온저항테이블을 저장한 불휘발성메모리(18a)를 갖고있고, 방전램프에 실제로 인가되는 교류전압 VS를 예측할때에 제1의 온저항 테이블이나 제2의 온저항 테이블을 브리지 제어신호의 레벨에 따라 참조한다.
기타의 구성은 제1의 실시의 형태에 의한 것과 같다.
중앙처리장치(18)는, 제1의 페어의 트랜지스터(11)및(14)를 온하는 경우에는, 제1의 온저항 테이블에서 계측한 주위온도에 대응하는 온저항치 R1을 호출해, 제2의 페어의 트랜지스터(12)및(13)읠 온하는 경우에는 제2의 온저항테이블에서 계측한 주위온도에 대응하는 온저항치 R2를 호출하도록 제1 및 제2의 온저항 테이블간은 전환한다.
중앙처리장치(18)는 아래에 표시하는 식(2)를 사용해서, 방전램프(4)에 실제로 인가되는 교류전압 VS를 추정한다.
VS = VL - 2 x (R1 x IL) @ 브리지제어신호 = LOW
VS = VL - 2 x (R2 x IL) @ 브리지제어신호 = HIGH … (2)
상기 실시의 형태 1과 같이, 중앙처리장치(18)는 예측인가전압 VS와 디지털전류데이터 IL에 따라, DC/AC 인버터(3)가 출력하는 교류전압의 파고치가 일정해지고, 방전램프(4)에 인가되는 전력이 소정의 전력이 되도록 스위칭제어신호의 레벨을 변경한다.
이로써, 방전램프(4)는 안정해서 발광한다.
이상과 같이, 이 실시의 형태 2에 의하면 H 브리지회로가 내압특성이 우수한 제1의 페어의 트랜지스터(11),(14)와 내압특성이 제1의 페어보다 뒤떨어지는 제2의 페어의 트랜지스터(12),(13)으로 구성되어 있으므로, 방전램프(4)내에서 아크방전을 야기하기 위해 방전램프내의 가스를 여기시킬때에는 400V의 고내압특성을 갖는 트랜지스터(11)및(14)를 온시켜서 방전램프에 소정의 높은 전압을 인가시킬 수가 있다.
또, H 브리지회로에 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터(11∼14)를 사용함으로써, 다시 H 브리지회로의 소형화를 도모할 수가 있다.
이는 아크방전을 야기시키기 위해 방전램프내의 가스를 여기할때에 사용하지 않는 100V 내압특성의 제2의 페어의 트랜지스터(12)및(13)의 점유공간을 작게할 수가 있기 때문이다.
또, 제어회로(6)가 계측한 온도에 대응하는 온되는 제1 또는 제2의 페어의 트랜지스터의 온저항치 R를 얻어 방전램프(4)에 실제로 인가되어있는 전압 VS를 예측하고, 이와 디지털전류데이터에 따라 스위칭소자(9)의 온/오프제어를 하고 방전램프(4)에의 출력을 안정화하고 있으므로, H 브리지회로를 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터로 구성하고 있음에도 불구하고 방전램프(4)를 안정해서 점등시킬 수가 있다.
상기한 실시의 형태에서는, 특히 H 브리지회로를 방전램프용 점등제어장치에 사용했을때에 대해 설명하였으나, 이런 H 브리지회로는 전압치가 다른 2종류 이상의 직류전압이 입력되는 동시에, 이 직류전압을 교류전압으로 변환하는 필요가 있는 DC/AC 인버터가 이용되는 장치에서도 사용할 수가 있다.
이런장치로는, 예를들면 방전램프용 점등제어장치외에 교류모터의 구동용회로등을 들수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면 H 브리지회로에는 다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터를 사용하고 있으므로 방전램프내의 가스를 여기해서 아크방전을 발생시킬 때에는 고내압특성을 갖는 트랜지스터를 사용해서 방전램프에 소정의 높은 전압을 인가시킬 수 있는 효과가 있다.
또, H 브리지회로에 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터를 사용하고 있으므로, 방전램프내의 가스를 여기해서 아크방전을 발생시킬 때에 사용하지 않는 트랜지스터에는 내압이 낮은 특성(예를들면 100V 정도의 내압특성)의 것을 사용해서 H 브리지호로의 소형화를 도모할 수가 있는 효과가 있다.
또, H 브리지회로에 서로다른 내압특성을 갖고 있으면서도 온저항이 구비된 4개의 트랜지스터를 사용하고 있으므로 4개의 트랜지스터의 내압특성이 다른데도 불구하고, 방전램프에 인가되는 전압을 안정시킬 수가 있고, 방전램프를 안정해서 발광시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, H 브리지회로에 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터를 사용하고 있으므로 방전램프내의 가스를 여기해서 아크방전을 발생시킬 때에는 고내압특성을 갖는 트랜지스터를 사용해서 방전램프에 소정의 높은 전압을 인가시킬 수 있는 효과가 있다.
또, H 브리지회로에 서로다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터를 사용하고 있으므로, 아크방전을 여기할때에 사용하지 않는 트랜지스터에는 내압이 낮은 특성(예를들면 100V정도의 내압특성)을 갖는 트랜지스터를 사용해서 H브리지회로의 소형화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또, 제어수단이 사용하는 트랜지스터의 온저항에 따라, 램프전압에 따른 스위칭소자의 온/오프제어를 전환해서 교류전압을 인가하므로, H 브리지회로에 서로 다른 내압특성을 갖는 4개의 트랜지스터를 사용하고 있음에도 불구하고, 방전램프에 이가되는 전압을 안정시킬 수가 있고, 방전램프를 안정시켜 발광할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 전압치가 다른 2종류 이상의 직류전압이 압력되는 동시에, 이 직류전압을 교류전압으로 변환할 수가 있는 H 브리지회로로서, 이 H 브리지회로는 내압특성이 다른 4개의 스위칭소자가 조합되어서 브리지가 병성되어있는 동시에, 직류전압의 전압치에 따라 4개의 스위칭소자중 2개의 스위칭소자를 선택해서 사용하므로, 4개의 스위칭소자에 같은 내압특성의 것을 사용했을때에 비해 방전램프용 점등제어장치나 교류모터의 구동용회로 등을 소형, 경량으로 형성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 4개의 스위칭소자에는 온저항이 같은 것을 사용함으로써 상기 효과를 얻으면서 또 출력하는 교류전압의 파고치를 준비할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 2개의 스위칭소자의 온저항에 따라 H 브리지회로가 출력하는 교류전압의 실제의 값을 예측해서, 이 예측치에 따라 H 브리지에 입력측에 인가되는 직류전압을 변화시켜 소망하는 전압치의 교류전압을 얻음으로써 스위칭소자의 선택폭에 제한을 주지않고 출력하는 교류전압의 파고치를 준비할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 방전램프에 고전압을 인가해서 상기 방전램프내에 방전을 일으킨후, 상기 방전램프에 교류전압을 인가해서 그 점등을 제어하는 방전램프용 점등제어장치에서, 1차측 코일에 직류전원이 접속되는 동시에 2차측코일에 상기 방전램프가 접속되어있고, 상기 1차측 코일에 인가된 직류전압보다도 높은 교류전압을 상기 2차측 코일에 발생하는 트랜스와, 상기 트랜스의 상기 1차측 코일과 상기 직류전원 사이에 직렬로 접속된 스우칭소지와, 상기 트랜스와 상기 방전램프와의 사이에 접속되고, 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 구비하고 있고, 상기 트랜스의 상기 2차측 코일에 발생한 교류전압으로부터 생성된 직류전압을 극성이 소정의 간격을 두고 교체되는 교류전압으로 변환하는 H 브리지회로로, 상기 제1의 페어의 트랜지스터는 상기 제2의 페어의 트랜지스터보다 우수한 내압특성을 갖고있고, 이들 4개의 트랜지스터의 온저항치는 차이가 무시할 수 있을 정도로 갖추어진 H 브리지회로와, 상기 H 브리지회로에 입력되는 직류전압을 계측하는 전압계측수단과 상기 방전램프에 고전압을 인가해서 상기 방전램프내의 가스에 방전을 일으킬때는, 상기 제1의 페어의 트랜지스터만을 온시켜 상기 방전램프에 공급되는 전력이 안정되도록 계측된 상기 직류전압에 따라 상기 스위칭소자를 온/오프제어하고 또, 상기 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호를 온시켜서 교류전압을 상기 방전램프에 공급하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전램프용 점등제어장치.
  2. 방전램프에 고저압을 인가해서 상기 방전램프내에 방전을 일으킨후, 상기 방전램프에 교류전압을 인가해서 그점등을 제어하는 방전램프용 점등제어장치에서, 1차측코일에 직류전원이 접속되는 동시에 2차측 코일에 상기 방전램프가 접속되어있고, 상기 1차측 코일에 인가된 직류전압보다도 높은 교류전압을 상기 2차측 코일에 발생하는 트랜스와,
    상기 트랜스의 상기 1차측 코일과 상기 직류전원 사이에 직열로 접속된 스위칭소자와, 상기 트랜스와 상기 방전램프사이에 접속되어 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 구비하고 있고, 상기 트랜스의 상기 2차측 코일에 발생한 교류전압으로부터 생성된 직류전압을 극성이 소정의 간격으로 전환되는 교류전압으로 변환하는 H 브리지회로로서, 상기 제1의 페어의 트랜지스터는 상기 제2의 페어의 트랜지스터보다 우수한 내압특성을 갖고있는 H 브리지회로와 상기 H 브리지회로에 입력된 직류전압을 계측하는 저압계측수단과, 상기 방전램프에 고전압을 인가해서, 상기 방전램프내의 가스에 방전을 일으킬때에는 상기 제1의 페어의 트랜지스터만 온시키고, 교류전압이 상기 방전램프에 인가될 때에 온되는 상기 제1 또는 상기 제2의 페어의 트랜지스터의 온저항치를 추정하고, 상기 방전램프에 공급되는 전력이 안정되도록 계측된 상기 직류전압 및 추정된 상기 온저항치에 따라 상기 스위칭소자를 온/오프제어하고, 또 상기 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호롤 온시켜서 교류전압을 상기 방전램프에 공급하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전램프용 점등제어장치.
  3. 전압치가 다른 2종류 이상의 직류전압이 입력되는 동시에, 인가된 직류전압을 교류전압으로 변환할 수 있는 H 브리지회로에서, 제1 및 제2의 페어의 스위칭소자로서, 상기 제1의 페어의 스위칭소자는 상기 제2의 페어의 스위칭소자보다 우수한 내압특성을 갖고있는 제1 및 제2의 페어의 스위칭소자와, 고직류전압이 입력될때는 상기 제1의 페어의 스위칭소자만을 온시키는 제어신호를 수신하고, 저직류전압이 입력되어 이 저직류전압을 교류전압으로 변환할때는 상기 제1 및 제2의 페어의 트랜지스터를 교호로 온시키는 제어신호를 수신하는 적어도 하나의 제어단자를 구비한 H 브리지회로.
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