KR20000032438A

KR20000032438A - 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트

Info

Publication number: KR20000032438A
Application number: KR1019980048891A
Authority: KR
Inventors: 김태승
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1998-11-14
Filing date: 1998-11-14
Publication date: 2000-06-15

Abstract

본 발명은 고압 방전 램프용 발라스트(Ballast)에 관한 것으로, 특히 램프의 밝기 조절을 자동으로 수행하는 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 램프 주변의 밝기 상태 즉, 램프 주변의 조도를 감지하여 감지한 조도에 따른 직류 전압과 램프로 공급되는 직류 전압과의 오차값을 검출하고, 검출된 오차값에 대응하는 주파수를 제공하고, 주파수에 따라 램프에 공급되는 전류를 조절하므로써 램프의 밝기를 조절하도록 구성된다.

따라서, 본 발명은 램프의 밝기를 사용자가 일일이 조작할 필요없이 자동으로 조절되는 효과가 있다.

Description

램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트

고압 방전 램프는 투사형 텔레비젼이나 OHP(overhead projector) 등에 주로 이용되는 것으로서, 이러한 고압 방전 램프에는 불안정하게 인가되는 전압 또는 전류를 안정적으로 인가시키기 위한 발라스트가 채용된다. 이 때, 발라스트 즉, 안정기는 방전관등에서 관내에서 이온화하여 생기는 전자가 다른 원자 또는 분자를 이온화하고, 이것이 누적적으로 진행하여 장치가 고장까지 이어지지 않도록 적당한 이온화 작용으로 억제하기 위하여 방전로를 포함하는 회로에 사용하는 저항 또는 리액턴스로 이루어진다.

이러한 고압 방전 램프에 있어서 램프의 밝기 조절은 실내의 조도 즉, 밝기 상태에 따라 사용자가 임의적으로 조절하도록 되어있다.

도 1은 직류 전압 공급 방식을 채택한 고압 방전 램프용 발라스트에 있어서 램프의 밝기 조절 장치의 구성을 나타낸 블록도로서, 전원 공급부(100), 역율개선부(110), 부스트업(Boost -up)부(120), 정류부(130), 점등부(140), 램프(150), 램프 밝기 조절 수단(160), 제어부(170) 및 가변 저항 조절부(180)로 구성된다.

이 때, 램프 밝기 조절 수단(160)는 포토 커플러(161), 스위칭 구동부(162), 스위칭부(163), 전류 조절부(164)로 구성된다.

전원 공급부(100)는 사용자의 램프 구동 스위치의 조작에 의한 스위칭 온신호가 제공되면 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 부스트업부(120)로 제공한다.

부스트업부(120)는 전원 공급부(100)에서 제공되는 직류 전압을 일정 전압 즉, 램프(150)의 초기 점등에 필요한 일정 전압으로 증폭시켜 정류부(130)로 제공하고, 정류부(130)는 부스트업부(120)에서 제공되는 직류 전압중 리플 성분을 제거하여 완전 정류시켜 점등부(140)로 제공한다.

점등부(140)는 정류부(130)에서 제공되는 정류된 일정 전압 즉, 램프(150)의 초기 점등 전압에 의하여 구동되어 램프(150)가 점등될 수 있는 고압을 발생하여 램프(150)에 제공한다.

이 때, 역률(power factor) 개선부(110)는 입력되는 전압이 소실됨이 없이 램프(150)에 공급되도록 소비 전력을 최소화한다. 역률 개선부(110)는 전원 공급부(100)에서 제공되는 전류와 정류부(130)에서 제공되는 전압에 따라 역률를 개선하여 전원 공급부(100)에서 공급되는 전압이 램프(150)에 그대로 공급될 수 있도록 한다.

한편, 제어부(170)는 정류부(130)로부터 피드백(feed back)되어 직류 전압이 제공되면 제공되는 직류 전압에 해당하는 주파수를 포토 커플러(photo coupler)(161)로 제공한다.

포토 커플러(161)는 제어부(170)에서 제공되는 주파수를 스위칭 구동부(162)로 제공한다. 즉, 포토 커플러(161)는 포토 다이오드(photo diode)와 포토 트랜지스터(photo transister)로 구성되어 포토 다이오드는 입력되는 신호를 광신호로 변환하여 포토 트랜지스터로 송신하고 포토 트랜지스터는 포토 다이오드측에서 송신되는 광신호를 전기 신호로 복원하여 스위칭 구동부(162)로 제공한다.

즉, 제어부(170)는 정류부(130) 출력단에서 피드백되어 검출되는 직류 전압에 대응하는 주파수를 포토 커플러(161)로 제공하는 바, 후술하는 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 가변 저항 조절부(180)에서 제공되는 직류 전압과 피드백되어 제공되는 직류 전압의 차만큼에 해당하는 주파수를 포토 커플러(161)로 제공하고, 포토 커플러(161)는 제어부(170)에서 제공되는 주파수를 스위칭부(163)로 출력하도록 하여 제어부(170)에서 스위칭부(163)로 직접 주파수가 출력되는 것을 방지하는 절연 기능을 수행한다.

그리고, 포토 커플러(161)에 연결된 스위칭 구동부(162)는 스위칭부(163)를 구동시키기 위한 동작을 수행하는 바, 포토 커플러(161)에서 제공되는 주파수를 스위칭부(163)의 스위칭 온 동작에 따른 입력치로 제공될 수 있도록 스위칭부(163)의 입력치에 해당하는 이득값으로 조절하여 스위칭부(163)로 제공한다.

MOSFET로 구성되는 스위칭부(163)는 스위칭 구동부(162)로부터 이득값이 조절되어 제공되는 주파수에 따른 스위칭 온/오프 동작을 수행하여 그에 따른 주파수를 전류 조절부(164)로 제공한다.

전류 조절부(164)는 스위칭부(163)에서 제공되는 주파수에 대응하는 전류값을 램프(150)에 제공한다. 즉, 전류 조절부(164)는 스위칭부(163)에서 제공되는 주파수에 따른 임피던스값에 해당하도록 전류 조절을 수행한다, 이 때, 임피던스값 Z는 2πfL에 의해 결정되어 지는 바, 스위칭부(163)에서 제공되는 주파수가 높아지게 되면 그에 따른 임피던스값도 많아지게 되므로 램프(150)에 전류가 적게 흐르게 되어 램프(150)의 밝기가 어두워지게 된다. 또한, 스위칭부(163)에서 제공되는 주파수가 낮아지게 되면 즉, 스위칭부(163)의 온/오프 동작이 느리게되면 그에 따른 임피던스값이 적어지게 되므로 램프(150)에 흐르는 전류가 많게 되어 램프(150)의 밝기가 밝아지게 된다.

한편, 가변 저항 조절부(180)는 사용자에 의해 램프의 밝기 조절을 하기 위해 조작되어지는 스위치로서, 사용자의 램프 밝기 조절을 위한 스위치의 가변에 따른 가변 저항값에 대응하는 직류 전압값을 제어부(170)로 제공한다.

이 때, 제어부(170)는 상기한 바에서 언급하였듯이 정류부(130)에서 제공되는 직류 전압과 가변 저항 조절부(180)에서 제공되는 직류 전압의 오차만큼에 해당하는 주파수를 포토 커플러(161)로 제공한다.

그리고, 포토 커플러(161)는 상기한 바와 같은 동작을 수행하므로써, 램프의 밝기를 조절하게되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 램프 밝기 조절 장치는 사용자가 원하는 램프 밝기로 조절하기 위하여 고압 방전 램프에 부착된 가변적으로 조절할 수 있는 램프 밝기 조절 스위치를 일일이 조절하여야 하는 불편함이 있었다.

본 발명은 전술한 바를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실내의 조도 상태에 따라 램프의 밝기를 자동으로 조절하므로써, 사용자가 일일이 램프의 밝기를 조절할 필요가 없는 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 램프의 밝기를 자동으로 조절하는 고압 방전 램프용 발라스트의 밝기 자동 조절 장치에 있어서, 입력되는 교류 전압을 정류시켜 제공하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부에서 제공되는 전압을 일정 전압으로 증폭시키는 부스트업부; 상기 부스트업부에서 제공되는 전압의 리플 성분을 제거하여 제공하는 정류부; 상기 전원 공급부의 역률를 개선하는 역률 개선부; 상기 정류부에서 제공되는 일정 전압에 의하여 램프를 구동시키기 위한 고압을 발생하는 점등부; 상기 램프 주변의 조도를 감지하여 감지 결과에 해당하는 직류 전압을 제공하는 조도 감지 수단; 상기 조도 감지 수단에서 제공되는 직류 전압과 상기 정류부에서 피드백되어 제공되는 직류 전압의 오차값에 해당하는 주파수를 제공하는 제어부; 상기 제어부에서 제공되는 주파수에 따른 전류값으로 조절하여 램프의 밝기를 조절하는 램프 밝기 조절 수단을 포함하도록 구성된다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱명확하게 될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 램프 밝기 조절을 위한 발라스트의 구성을 나타낸 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트의 구성을 나타낸 블록도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 전원 공급부 110 : 역율개선부

120 : 부스트업부 130 : 정류부

140 : 점등부 150 : 램프

160 : 램프 밝기 조절 수단 161 : 제어부

162 : 포토 커플러 163 : 스위칭 구동부

164 : 스위칭부 165 : 전류 조절부

200 : 조도 감지 수단 210 : 조도 직류 변환부

220 : 조도 감지부

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

도 2는 본 발명에 따른 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트의 구성을 나타낸 블록도로서, 전원 공급부(100), 역률 개선부(110), 부스트업부(120), 정류부(130), 점등부(140), 램프(150), 램프 밝기 조절 수단(160), 조도 감지 수단(200)으로 구성되는 바, 도 1에 도시되어 있는 구성 부재와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일 부호로 설정하였다.

이 때, 조도 감지 수단(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 조도 감지부(210), 조도 직류 변환부(220)로 구성된다.

다음은 본 발명에 따른 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트의 구체적인 동작을 설명하는 바, 도 1에 도시되어 있는 구성 부재에 대한 구체적인 설명은 도 1에서 설명하였으므로 생략한다.

전원 공급부(100)는 역률 개선부(100)의 제어에 따라 입력되는 교류 전압을 정류 시켜 부스트업부(120)로 제공한다.

그리고, 부스트업부(120)는 일정 전압으로 증폭시켜 정류부(130)로 제공하고, 정류부(130)는 일정 전압의 교류 성분을 제거하여 점등부(140)로 제공하면, 점등부(140)는 램프(150)가 구동할 수 있도록 고압을 발생한다.

이 때, 제어부(170)는 조도 감지 수단(200)에서 제공되는 직류 전압에 따른 주파수와 정류부(130)에서 제공되는 직류 전압과의 오차값을 검출하고 검출한 오차값에 해당하는 주파수를 램프 밝기 조절 수단(160)으로 제공하여 램프 밝기를 조절한다.

즉, 조도 감지 수단(200)의 조도 감지부(210)는 램프 주변의 조도를 일정시간 간격으로 감지하고 감지한 결과를 조도 직류 변환부(220)로 제공한다. 그리고, 조도 직류 변환부(220)는 조도 감지부(210)에서 제공되는 조도 감지 결과에 대응하는 직류 전압으로 변환하여 제어부(170)로 제공한다.

이 때, 조도 감지부(210)의 감지 동작은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자들은 용이하게 이해할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

다음, 제어부(170)는 조도 감지 수단(200)에서 제공되는 직류 전압과 정류부(130)에서 제공되는 직류 전압과의 오차를 검출한다. 즉, 정류부(130)에서 제공되는 직류 전압으로부터 현재 점등되어 있는 램프의 밝기 상태를 검출하여 조도 감지 수단(200)에서 제공되는 직류 전압과 비교하여 그 오차만큼을 보상할 수 있도록 그 오차값에 해당하는 주파수로 변환하여 램프의 밝기를 조절하는 것이다.

제어부(170)는 상기한 바와 같이 현재 램프의 밝기 상태를 검출하여 그에 따른 직류 전압과 조도 감지 수단(200)에 의해 현재 램프 주변의 조도 상태를 감지하여 그에 따른 직류 전압과 비교하여 그 오차값을 검출하고 검출된 오차값만큼 램프의 밝기를 조절하도록 검출된 오차값에 대응하는 주파수를 램프 밝기 조절 수단(160)으로 제공한다.

따라서, 램프 밝기 조절 수단(160)는 제어부(170)에서 제공되는 주파수에 따라 램프(150)에 공급되는 전류를 조절하여 램프의 밝기를 주변의 조도에 맞도록 조절한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 램프 밝기 조절 기능을 갖는 발라스트는 램프 주변의 조도 상태를 검출하여 검출 결과에 따른 램프 밝기로 자동 조절하므로써, 사용자가 일일이 램프의 밝기를 조절할 필요가 없다.

본 발명은 특정한 바람직한 실시예들에 대하여 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 사상및 범주를 벗어나지 않고도 다양한 수정및 변화, 생략이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims

램프의 밝기를 자동으로 조절하는 고압 방전 램프용 발라스트의 밝기 자동 조절 장치에 있어서,

입력되는 교류 전압을 정류시켜 제공하는 전원 공급부;

상기 전원 공급부에서 제공되는 전압을 일정 전압으로 증폭시키는 부스트업부;

상기 부스트업부에서 제공되는 전압의 리플 성분을 제거하여 제공하는 정류부;

상기 전원 공급부의 역률를 개선하는 역률 개선부;

상기 정류부에서 제공되는 일정 전압에 의하여 램프를 구동시키기 위한 고압을 발생하는 점등부;

상기 램프 주변의 조도를 감지하여 감지 결과에 해당하는 직류 전압을 제공하는 조도 감지 수단;

상기 조도 감지 수단에서 제공되는 직류 전압과 상기 정류부에서 피드백되어 제공되는 직류 전압의 오차값에 해당하는 주파수를 제공하는 제어부;

상기 제어부에서 제공되는 주파수에 따른 전류값으로 조절하여 램프의 밝기를 조절하는 램프 밝기 조절 수단을 포함하는 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트.
제 1 항에 있어서, 상기 조도 감지 수단은,

상기 램프 주변의 조도를 감지하여 제공하는 조도 감지부;

상기 조도 감지부에서 제공되는 조도에 대응하는 직류 전압값을 제공하는 조도 직류 변환부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 램프 밝기 자동 조절 기능을 갖는 발라스트.