KR20010013768A - 형광램프의 조광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속적인 조광을 가능하게 하고 광출력의 변동을 없앨 수 있고, 특히 저온시의 안정점등이 가능하게 되는 형광램프의 조광장치를 제공하는 것으로서, 형광램프의 방전전압을 검출하는 램프전압검출회로를 구비하고, 제어부에 의해, 고주파전원의 출력주파수를 조광신호에 따른 조광주파수에서 이 조광주파수보다 높은 주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어해서 형광램프로의 전류를 주기적으로 낮은 전류로 변화시킴과 동시에, 고주파전원의 출력주파수가 조광주파수보다 높은 주파수일 때 램프전압 검출회로의 검출전압에 따라서 조광하한 설정값을 설정하는 것에 의해 고주파전원의 출력주파수를 조광하한 설정값에 따른 상한주파수 이하로 제어한다.

Description

형광램프의 조광장치{DIMMER FOR FLUORESCENT LAMPS}

도 23은 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성6-333692호에 개시된 것과 마찬가지인 종래 형광램프의 조광장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 23에 있어서, (1)은 고주파전원, (2)는 코일, (3)은 형광램프(이하 간단히 램프라 한다), (4)는 고주파전원(1)의 제어부, (5)는 조광신호이다.

도 23에 도시한 장치에 있어서, 제어부(4)는 입력되는 조광신호(5)에 대응해서 고주파전원(1)의 주파수를 제어한다. 고주파전원(1)은 코일(2)를 거쳐서 램프(3)에 접속되어 있기 때문에, 고주파전원(1)의 주파수에 의해 코일(2)의 임피던스가 변화되고, 이것에 부수해서 램프(3)에 흐르는 고주파전류가 변화된다. 즉, 고주파전원(1)의 주파수가 높아지면 램프(3)에 흐르는 전류가 작아지고 램프(3)은 조광(調光)상태로 된다.

램프(3)의 조광도는 대략 램프(3)에 흐르는 전류와 비례하기 때문에, 제어부(4)는 입력된 조광신호(5)에 따라서 고주파전원(1)의 주파수를 제어하여 램프(3)을 조광한다. 편의상, 임의의 특정 조광도를 나타내는 조광신호(5)의 경우에 고주파전원(1)에서 출력되는 주파수를 조광주파수, 이 때의 조광도를 설정조광도(%표시)라고 한다.

도 24는 설정조광도에 대한 고주파전원(1)의 출력주파수의 1예를 도시한 그래프로서, 제어부(4)는 예를 들면 설정조광도가 100%인 경우에는 주파수가 50KHz, 설정조광도가 25%인 경우에는 주파수가 80KHz로 되도록 고주파전원(1)을 제어한다.

이 제어상태에서의 램프(3)으로부터의 광출력을 도 25의 그래프로 도시한다. 도 25에 있어서, 0℃, 10℃ 및 25℃는 램프(3)의 분위기온도를 나타내고, 동일한 설정조광도에 있어서도 램프분위기에 의해 광출력이 다르다. 이것은 램프(3)의 특성에 기인하는 것으로서, 램프(3)의 임피던스에 온도특성을 갖기 때문이다. 예를 들면 설정조광도가 100%인 경우에 25℃에서는 광출력이 L1, 10℃에서는 광출력이 L2, 0℃에서는 광출력이 L3으로 되어 L1＞L2＞L3의 관계로 된다.

또, 램프(3)의 분위기온도가 25℃일 때는 설정조광도에 대해 광출력이 연속적으로 변화되지만, 램프(3)의 분위기온도가 10℃ 및 0℃일 때는 설정조광도를 작게 하면 광출력이 급격히 변화해서 불연속적인 점이 나타난다.

램프(3)의 분위기온도가 0℃일 때는 설정조광도40%(35∼45% 사이) 근방에 있어서 광출력이 A점에서 B점으로 변화하고, B점에 있어서는 광출력이 매우 작아진다는 것을 알 수 있다. 또, 램프(3)의 분위기온도가 10℃일 때는 설정조광도30% 근방에서 마찬가지 현상이 발생한다.

이것은 램프(3)의 분위기가 저온(10℃ 이하)인 경우, 임의의 조광도 이하에서는 상온에 비해 램프전압이 높아지고, 또 저조광도일수록 램프전압의 상승경향이 급격하게 되기 때문이다. 램프전압이 급격히 상승하면, 고주파전원(1)에서 코일(2)와 램프(3)에 흐르는 전류의 동작점이 불안정하게 되고 램프(3)에 흐르는 전류가 감소→램프(3)의 임피던스증가→램프(3)에 흐르는 전류가 감소와 같은 루프를 귀환하는 것에 의해 램프전류가 급격히 감소한다.

이 때, 램프(3)의 상태에 따라서는 광출력이 변동하는 경우도 있다. 상온(25℃)에서는 램프전압이 낮기 때문에, 동작점이 1개로 되어 코일(2)에 의해 램프전류가 안정하게 흐른다.

종래의 형광램프의 조광장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 램프(3)의 온도특성과 고주파전원(1)로부터의 회로조건에 의해, 램프주위 온도가 낮을 때 급격히 광출력이 저하해서 연속적인 조광이 불가능하거나 광출력이 변동한다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 연속적인 조광을 가능하게 하고 광출력의 변동(fluctuation)을 없앨 수 있는 형광램프의 조광장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 형광램프의 조광장치에 관한 것으로서, 특히 저온시의 안정점등에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 형광램프의 조광장치의 구성을 도시한 블럭도,

도 2는 실시예 1에서 사용하는 제어부의 동작흐름도,

도 3은 실시예 1에 있어서의 고주파전원(1)의 출력주파수의 파형도,

도 4는 실시예 1에 있어서의 형광램프(3)에 흐르는 램프전류의 파형도,

도 5는 실시예 1에 있어서의 25℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 6은 실시예 1에 있어서의 0℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 7은 실시예 1의 전개에서 사용되는 램프전압과 조광하한 설정값의 관계를 도시한 그래프,

도 8은 본 발명의 실시예 2에서 사용하는 제어부의 동작흐름도,

도 9는 실시예 2에 있어서의 고주파전원(1)의 출력주파수의 파형도,

도 10은 실시예 2에 있어서의 형광램프(3)에 흐르는 램프전류의 파형도,

도 11은 실시예 2에 있어서의 25℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 12는 실시예 2에 있어서의 0℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 13은 본 발명의 실시예 3에서 사용하는 제어부의 동작흐름도,

도 14는 실시예 3에 있어서의 25℃에 있어서의 고주파전원(1)의 출력주파수의 파형도,

도 15는 실시예 3에 있어서의 25℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 16은 실시예 3에 있어서의 0℃에 있어서의 고주파전원(1)의 출력주파수의 파형도,

도 17은 실시예 3에 있어서의 0℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 18은 본 발명의 실시예 4에서 사용하는 제어부의 동작흐름도,

도 19는 실시예 4에 있어서의 25℃에 있어서의 고주파전원(1)의 출력주파수의 파형도,

도 20은 실시예 4에 있어서의 25℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 21은 실시예 4에 있어서의 0℃에 있어서의 고주파전원(1)의 출력주파수의 파형도,

도 22는 실시예 4에 있어서의 0℃에 있어서의 형광램프(3)에 인가되는 램프전압의 파형도,

도 23은 종래의 형광램프의 조광장치의 구성을 도시한 블럭도,

도 24는 설정조광도에 대한 고주파전원의 출력주파수의 특성도,

도 25도는 설정조광도에 대한 광출력의 특성도.

발명의 개시

본 발명에 관한 형광램프의 조광장치는 형광램프, 상기 형광램프로 고주파전력을 공급하는 고주파전원, 입력되는 조광신호에 따라서 상기 고주파전원의 출력주파수를 제어하는 제어부 및 상기 고주파전원과 상기 형광램프 사이에 마련되고 상기 고주파전원에서 상기 형광램프로 흐르는 전류를 제한하는 코일을 구비한 형광램프의 조광장치에 있어서, 상기 형광램프의 방전전압을 검출하는 램프전압 검출회로를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광신호에 따른 조광주파수에서 상기 조광주파수보다 높은 주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어하여 상기 형광램프로의 전류를 주기적으로 낮은 전류로 변화시킴과 동시에, 상기 고주파전원의 출력주파수가 상기 조광주파수보다 높은 주파수일 때 상기 램프전압 검출회로의 검출전압에 따라서 조광하한 설정값을 설정하는 것에 의해 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광하한 설정값에 따른 상기 상한주파수 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 입력되는 상기 조광신호에 따른 설정조광도가 소정의 조광도 이하인 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광신호에 따른 조광주파수에서 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로의 검출전압이 미리 설정된 임계값전압보다 큰 경우에 조광하한값을 설정하고, 상기 조광신호에 따른 설정조광도가 상기 조광하한값보다 작은 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광주파수보다 높은 주파수로 해서 상기 시험주파수에서 상기 조광 하한값에 따른 상한주파수로 가변시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로에 의한 조광주파수 출력시의 검출전압과 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수 출력시의 검출전압의 차전압이 미리 설정된 임계값 전압 이상인 경우에 조광하한값을 설정하고, 상기 조광신호에 따른 설정조광도가 상기 조광하한값보다 작은 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광하한값에 따른 상한주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로에 의한 조광주파수 출력시의 검출전압과 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수 출력시의 검출전압의 차전압이 미리 설정된 임계값전압 이상인 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광주파수로 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로에 의한 조광주파수 출력시의 검출전압과 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수 출력시의 검출전압의 차전압이 미리 설정된 임계값전압 이상인 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광주파수보다 낮은 전류증가 주파수로 되도록 소정시간 제어한 후 상기 조광주파수로 되돌아가도록 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 상기 형광램프의 조광하한 설정값을 상온시에 형광램프에 정격전력을 입력했을 때의 조광도에 대해 5∼60%의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로의 검출전압에 따라서 조광하한 설정값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 간헐적으로 주파수를 변화시키는 주기T0과 조광주파수f1의 관계를 T0≥3/f1로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 간헐적으로 주파수를 변화시키는 시간T0을 T0≥0.1㎳로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제어부는 간헐적으로 주파수를 변화시키는 시간T0과 상기 조광주파수보다 높은 주파수를 출력하고 있는 시간T2를 T2≤T0/2로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

＜실시예 1＞

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 형광램프의 조광장치를 도시한 블럭도이다.

도 1에 있어서, 도 23에 도시한 종래 장치와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 새로운 부호로서, (6)은 램프(3)의 전압을 검출하는 램프전압 검출회로로서, 그의 검출전압은 제어부(4)에 입력되고, 제어부(4)는 고주파전원(1)의 출력주파수를 조광신호(5)에 따른 조광주파수에서 상기 조광주파수보다 높은 주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어하여 형광램프(3)으로의 전류를 주기적으로 낮은 전류로 변화시킴과 동시에, 고주파전원(1)의 출력주파수가 상기 조광주파수보다 높은 주파수일 때 램프전압 검출회로(6)의 검출전압에 따라서 고주파전원(1)의 출력주파수의 상한주파수를 설정해서 고주파전원(1)의 출력주파수를 상한주파수 이하로 제어하도록 이루어져 있다.

다음에, 실시예 1의 동작에 대해서 도 2에 도시한 흐름도를 사용해서 설명한다. 도 2는 제어부(4)의 동작흐름도로서, 전원이 투입되면 개시부터 제어부(4)의 동작이 개시된다.

스텝S1에서는 조광하한 설정의 초기화를 실행한다. 실시예 1에서는 조광하한 설정값DL을 초기값으로서 25%로 하였다. 조광도25%라는 것은 램프(3)의 광출력비로서, 상온시(25℃)에 램프(3)에 정격전력을 입력했을 때를 100%로 하고 있다.

스텝S2에서는 설정조광도로 되는 조광신호(5)를 입력하고 설정조광도를 내부신호DM으로서 취득한다.

스텝S3에서는 설정조광도DM이 소정의 조광도보다 큰지 작은지의 대소비교를 실행한다. 실시예 1에서는 소정의 조광도를 50%로 하고 있다. 스텝S3에 있어서, 설정조광도DM이 50% 이상인 경우(아니오)는 스텝S4로 이행하고, 50% 이하인 경우(예)는 스텝S5로 이행한다.

스텝S4에서는 고주파전원(1)로 설정조광도DM에 대응한 조광주파수f1을 출력한다. 스텝S4가 종료하면, 스텝S2로 되돌아가서 동일한 동작을 반복한다.

스텝S5에서는 설정조광도DM과 조광하한 설정값DL의 대소비교를 실행하고, 조광하한 설정값DL보다 설정조광도DM이 큰 경우(아니오)는 스텝S6으로 이행하고, 설정조광도DM이 작은 경우(예)는 스텝S7로 이행한다.

스텝S6에서는 조광주파수f1보다 높은 주파수f2를 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다. 설명의 편의상, 주파수f2를 시험주파수라고 한다. 실시예 1에서는 시험주파수f2를 설정조광도20% 상당의 주파수로 한다.

스텝S7에서는 상한주파수fd를 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다. 상한주파수fd는 조광하한 설정의 주파수로서, 전원투입시에 있어서는 설정조광도25% 상당의 주파수로 된다. 스텝S7이 종료하면 스텝S2로 되돌아간다.

스텝S8에서는 소정시간T2의 타이머가 동작하고 타이머 설정시간T2가 경과하면 스텝S9로 이행한다.

스텝S9에서는 램프전압 검출회로(6)의 검출전압을 입력하고 내부신호VL로서 취득한다.

스텝S10에서는 램프전압VL과 미리 설정한 임계값전압VS의 대소비교를 실행하고, 램프전압VL이 임계값전압VS보다 작은 경우(아니오)는 스텝S12로 이행하고, 큰 경우(예)는 스텝S11로 이행한다.

스텝S11에서는 조광하한 설정의 설정변경을 실행한다. 실시예 1에서는 조광하한 설정값DL을 40%로 재설정한다.

스텝S12에서는 조광주파수f1을 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다.

스텝S13에서는 타이머T1을 동작한다. 타이머 설정시간T1을 경과하면 스텝S2로 되돌아간다.

다음에, 도 3∼도 6에 도시한 파형도를 참조해서 전체의 동작을 설명한다.

도 3은 고주파전원(1)의 주파수의 천이를 도시한 모식도, 도 4는 램프(3)에 흐르는 램프전류파형도, 도 5는 상온(25℃)에 있어서의 램프전압파형도, 도 6은 저온(0℃)에 있어서의 램프전압파형도이다. 또, 이들 도면은 조광신호(5)가 조광도50% 이하로 되어 있을 때의 파형도이다.

고주파전원(1)의 주파수는 제어부(4)로부터의 제어신호에 의해, 도 3에 도시한 바와 같이 조광주파수f1과 시험주파수f2를 교대에 반복한다. 코일(2)는 주파수에 대응해서 임피던스가 변화되기 때문에, 조광주파수f1에서 시험주파수f2로 변화하면, 램프(3)에 흐르는 전류는 도 4에 도시한 바와 같이 타이머설정시간T2 사이에 감소한다. 25℃에 있어서의 램프전압은 도 5에 도시한 바와 같이 램프전류가 감소하는 기간T2에서 전압상승이 있지만, 임계값VS에는 도달하지 않는다.

한편, 0℃에 있어서의 램프전압은 도 6에 도시한 바와 같이 타이머설정시간T2의 기간에 전압상승이 임계값전압VS를 초과하는 전압값으로 된다. 상술한 바와 같이, 도 2에 있어서 스텝S10에서 램프전압을 판정한 결과 램프전압VL이 임계값 전압VS보다 큰 경우에는 스텝S11에서 조광하한설정값DL을 40%로 설정변경된다.

따라서, 그 후 조광신호(5) 즉 설정조광도가 40% 이하인 경우에도 스텝S5에서 설정조광도DM＜조광하한 설정값DL이 판정되고, 스텝S7에서 설정조광도40% 상당의 주파수에서 고주파전원(1)이 동작한다. 설정조광도40%는 도 25에서도 명확한 바와 같이 램프(3)이 안정하게 점등하는 영역이다. 또, 이 때의 광출력은 스텝S1에 있어서의 상온시(25℃)의 경우의 초기설정에 의한 조광하한 설정값25%에 따른 광출력으로서, 설정조광도40%를 하한값으로 한 경우에도 램프의 광출력은 충분히 조광가능하게 된다.

이와 같이 0℃ 등의 저온하에 있어서도 램프(3)의 불안정 점등영역에 조광하지않기 때문에, 광출력이 급격히 감소하거나 깜빡거림(플리커)을 발생시키는 일이 없다. 또, 주기적인 반복램프전류를 감소시키고 있으므로 반복주파수가 50Hz 이상이면 사람의 눈으로도 느낄 수 없다.

또한, 실시예 1에서는 조광신호(5)에 의한 설정조광도DM이 50% 이하인 경우에 램프전류를 감소시키고 있지만 즉 시험주파수f2를 소정시간 동작시키고 있지만, 설정조광도는 50%로 한정하지 않아도 마찬가지 효과가 얻어진다.

또, 실시예 1에서는 조광신호(5)에 의한 설정조광도DM이 50% 이하이고 조광하한설정값DL보다 설정조광도DM이 크고 램프전압VL이 임계값VS보다 큰 경우에 조광하한 설정값DL을 40%로 설정변경하고 있지만, 램프(3)의 사용온도범위나 램프(3)의 종류에 따라서 개별적으로 설정해도 좋고, 조광하한 설정값DL을 상온시에 형광램프(3)으로 정격전력을 입력했을 때의 조광도에 대해 5∼60%의 범위에서 설정되는 것이 적절하다.

또, 도 7에 도시한 바와 같이 스텝S11에 있어서의 조광하한설정값을 램프전압에 따라서 DL1에서 DL2까지 연속적으로 가변해도 좋다. 이 때, 램프전압이 낮은 경우에는 조광하한 설정값을 낮게, 즉 램프전압이 VL1인 경우에는 조광하한 설정값 DL1로 설정하고, 한편 램프전압이 높은 경우에는 조광하한설정을 높게, 즉 램프전압이 VL2인 경우는 조광하한 설정값DL2로 설정한다. 이 경우, 도 2에 도시한 스텝S11의 처리내용을 램프전압VL에 따라서 조광하한 설정값을 가변으로 하는 내용으로 변경할 필요가 있다.

또, 도 3에 도시한 파형에 있어서, 고주파전원(1)의 주파수를 간헐적으로 변화시키는 주기T0과 조광주파수 f1의 관계는 T0≥3/f1이 적합하다. 상기 간헐적으로 주파수를 변화시키는 시간T0은 T0≥0.1㎳로 하는 것이 적합하고, 이 시간T0과 상기 조광주파수f1보다 높은 주파수의 시험주파수f2를 출력하고 있는 시간T2는 T2≤T0/2로 하는 것이 적합하다.

＜실시예 2＞

다음에, 도 8은 도 2에 도시한 실시예 1의 흐름도에 대응하는 실시예 2에 관한 제어부(4)의 동작을 도시한 흐름도로서, 이 실시예 2에 관한 구성은 도 1에 도시한 실시예 1과 마찬가지 구성을 구비하고 있다.

이하, 도 8에 도시한 흐름도를 참조해서 실시예 2에 관한 동작을 설명한다.

우선, 전원이 투입되는 것에 의해 제어부(4)의 동작이 개시되고, 스텝S21∼스텝S28까지는 도 2에 도시한 실시예 1의 흐름도에 있어서의 스텝S1∼S8과 마찬가지 동작을 실행하므로, 그 설명은 생략한다.

스텝S29에서는 램프전압 검출회로(6)의 검출전압을 입력해서 내부신호V2로서 취득한다.

스텝S30에서는 조광주파수f1을 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다.

스텝S31에서는 타이머T1을 동작시키고 타이머 설정시간이 경과하면 스텝S32로 이행한다.

스텝S32에서는 재차 램프전압 검출회로(6)에서 램프전압을 입력해서 내부신호V1로서 취득한다.

스텝S33에서는 램프전압V1과 램프전압V2의 차전압VD를 내부신호로서 연산한다.

스텝S34에서는 차전압VD와 미리 설정한 임계값전압VS의 대소비교를 실행하고, 차전압VD가 임계값전압VS보다 큰 경우(예)에는 스텝S35로 이행한다. 반대로, 작은 경우(아니오)에는 스텝S22로 되돌아간다.

스텝S35에서는 조광하한 설정값DL을 소정의 조광도로 본 실시예 2에서는 실시예 1과 마찬가지로 40%로 설정하고 있다.

이하, 도 9∼도 12에 도시한 파형도를 참조하여 전체의 동작을 설명한다.

도 9는 고주파전원(1)의 주파수의 천이를 도시한 모식도, 도 10은 램프(3)에 흐르는 램프전류파형도, 도 11은 상온(25℃)에 있어서의 램프전압파형도, 도 12는 저온(0℃)에 있어서의 램프전압파형도이다. 또, 이들 도면은 조광신호(5)가 조광도50% 이하로 되어 있을 때의 파형도이다.

도 9 및 도 10은 도 3 및 도 4에 도시한 실시예 1의 경우와 마찬가지이지만, 이 실시예 2에서는 도 11 및 도 12에 도시한 고주파전원(1)의 전압파형과 같이 조광주파수f1에서 고주파전원(1)이 동작하고 있을 때는 램프전압V1로 되고, 시험주파수f2에서 동작하고 있을 때는 램프전압V2로 되고 VD는 양자의 전압차로 된다.

또, 도 11은 램프(3)의 분위기온도가 25℃인 경우의 램프전압이고, 도 12는 램프(3)의 분위기온도가 0℃인 경우의 램프전압으로서, 이들 도면에서 0℃인 경우에는 차전압VD가 크다는 것이 명확하다. 임계값전압VS를 적당한 값으로 설정하면 즉 상온(25℃)에서의 차전압VD와 저온(0℃)에서의 차전압VD의 중간값으로 하면, 실시예 1과 마찬가지로 저온시에 조광하한 설정값을 40%로 설정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 도 8에 도시한 흐름도의 스텝S34에 있어서, 램프전압의 차전압을 판정한 결과 차전압VD가 임계값전압VS보다 큰 경우에 스텝S35에서 조광하한 설정값DL을 40%로 설정한다.

따라서, 그 후 조광신호(5) 즉 설정조광도DM이 40% 이하인 경우에도 스텝S25에서 설정조광도DM＜조광하한 설정값DL이 판정되고, 스텝S27에서 설정조광도40% 상당의 주파수에서 고주파전원(1)이 동작한다.

이와 같이 이 실시예 2에 의하면, 실시예 1과 마찬가지로 0℃ 등의 저온하에 있어서도 램프(3)의 불안정 점등영역에 조광하지 않기 때문에, 광출력이 급격히 감소하거나 깜빡거림을 발생시키는 일이 없다.

＜실시예 3＞

다음에, 도 13은 도 2에 도시한 실시예 1의 흐름도에 대응하는 실시예 3에 관한 제어부(4)의 동작을 도시한 흐름도로서, 이 실시예 3에 관한 구성은 도 1에 도시한 실시예 1과 마찬가지 구성을 구비하고 있다.

이하, 도 13에 도시한 흐름도를 참조하여 실시예 3에 관한 동작을 설명한다.

우선, 전원이 투입되는 것에 의해 제어부(4)의 동작이 개시되고, 스텝S41∼스텝S45까지는 도 2에 도시한 실시예 1의 흐름도에 있어서의 스텝S1∼S5와 마찬가지 동작을 실행하므로, 여기서는 생략한다.

스텝S45에서는 설정조광도DM과 조광하한 설정값DL의 대소비교를 실행하고, 설정조광도DL보다 조광하한 설정값DM이 큰 경우(아니오)에는 스텝S46으로 이행하고, 한편, 조광하한 설정값DM이 작은 경우(예)에는 스텝S47로 이행한다.

스텝S46에서는 조광주파수f1을 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다.

스텝S47에서는 상한주파수fd를 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다. 실시예 1과 마찬가지로 상한주파수fd는 조광하한 설정값DL에 따른 주파수로서, 전원투입시의 초기설정시에 있어서는 설정조광도 25% 상당의 주파수로 된다. 스텝S47이 종료하면 스텝S42로 되돌아간다.

스텝S48에서는 타이머T1이 동작하고 그의 설정시간T1이 경과하면 스텝S49로 이행한다.

스텝S49에서는 램프전압 검출회로(6)의 검출전압을 입력해서 검출전압을 내부신호V1로서 취득한다.

스텝S50에서는 시험주파수f2를 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다.

스텝S51에서는 타이머T2의 동작을 개시한다.

스텝S52에서는 재차 램프전압 검출회로(6)의 검출전압을 내부신호V2로서 취득한다.

스텝S53에서는 전압V2와 V1의 차전압을 내부신호VD로서 연산한다.

스텝S54에서는 차전압VD와 미리 설정한 임계값전압VS의 대소비교를 실행하고, 차전압VD가 임계값VS 이하인 경우(아니오)에는 스텝S55로 이행하고, 한편 차전압VD가 임계값VS 이상인 경우(예)에는 스텝S56으로 이행한다.

스텝S55에서는 타이머T2가 종료하고 있는지 판단하고, 종료하고 있는 경우(예)에는 스텝S42로 되돌아간다. 한편, 종료하고 있지 않은 경우(아니오)에는 스텝S52 이후를 반복해서 실행한다.

스텝S56에서는 조광하한 설정값DL을 40%로 설정변경한다.

스텝S57에서는 조광주파수f1(또는 상한주파수fd)로 주파수를 되돌아가게 한다.

스텝S58에서는 타이머T2가 종료하고 있는지의 판단을 실행하고, 종료하고 있는 경우(예)에는 스텝S42로 되돌아간다.

이하, 도 14∼도 17에 도시한 파형도를 참조해서 전체 동작을 설명한다.

도 14는 25℃에 있어서의 고주파전원(1)의 주파수의 천이를 도시한 모식도, 도 15는 25℃에 있어서의 램프전압을 도시한 도면, 도 16은 0℃에 있어서의 주파수의 천이를 도시한 모식도, 도 17은 0℃에 있어서의 램프전압을 도시한 도면이다.

도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 25℃에서는 임계값전압VS에 대해 램프전압의 차전압VD가 낮기 때문에, 타이머T2 동안 시험주파수f2를 출력한다.

한편, 0℃에 있어서는 도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이 타이머T2의 동작중에 차전압VD가 임계값전압VS를 초과해 버리기 때문에(VD≥VS), 시험주파수f2에서 조광주파수f1로 전환된다. 이 때, 타이머T2는 도중에 정지하지 않고 계속되기 때문에, 타이머T2가 종료하고 후에 동일한 동작이 반복된다. 따라서, 고주파전원(1)의 주파수변화의 주기T0은 항상 일정하게 된다.

이와 같이, 이 실시예 3에 있어서도 실시예 1과 마찬가지로 0℃ 등의 저온하에 있어서도 램프(3)의 불안정 영역에 조광하지 않기 때문에, 광출력이 급격히 감소하거나 깜빡거림을 발생시키는 일이 없다. 또, 시험적으로 램프전류를 감소하는 시간이 필요최소한이기 때문에, 램프점등이 더욱 안정화된다.

＜실시예 4＞

다음에, 도 18은 도 2에 도시한 실시예 1의 흐름도에 대응하는 실시예 4에 관한 제어부(4)의 동작을 도시한 흐름도로서, 이 실시예 4에 관한 구성은 도 1에 도시한 실시예 1과 마찬가지 구성을 구비하고 있다.

이하, 도 18에 도시한 흐름도를 참조해서 실시예 4에 관한 동작을 설명한다.

우선, 도 18에 도시한 실시예 4에 있어서는 도 13에 도시한 실시예 3과 스텝S41∼S56까지가 완전히 마찬가지 동작을 실행한다.

즉, 스텝S54에 있어서, 차전압VL과 미리 설정한 임계값전압VS의 대소비교를 실행하고, VL이 VS보다 작은 경우(아니오)에는 스텝S55, 반대로 큰 경우(예)에는 스텝S56으로 이행한다.

스텝55에서는 타이머T2의 종료를 판단한다. 종료하지 않은 경우에는 재차 스텝S52로 되돌아가고, 종료한 경우에는 스텝S42로 되돌아가서 최초부터 처리를 반복한다.

스텝S56에서는 조광하한 주파수DL을 40%로 설정한다.

여기까지가 실시예 3과 마찬가지이지만, 이하의 동작이 다르다.

스텝S60에서는 전류증가 주파수f3을 고주파전원(1)에서 출력하도록 제어한다. 전류증가 주파수f3은 조광 또는 상한주파수f1보다 낮은 주파수로서, 램프(3)에 강제적으로 어느정도 큰 전류를 흐르게 하기 위한 것이다. 이것은 램프전류를 감소시켰을 때 발생하는 불안정 동작을 급격히 램프전류를 증가시키는 것에 의해 안정영역으로 상태를 회복시키기 위한 목적이다.

스텝S61 및 스텝S62에서는 새로운 타이머T3을 동작시키고 타이머T3이 종료하면 스텝S63에서 조광주파수f1(또는 상한주파수fd)을 출력하도록 제어한다.

또한, 스텝S64에 있어서, 타이머T2가 종료하면 도 13에 도시한 실시예 3과 마찬가지로 스텝S42로 되돌아가서 재차 마찬가지 처리가 반복된다.

이하, 도 19∼도 22에 도시한 파형도를 참조해서 전체 동작을 설명한다.

도 19는 25℃에 있어서의 주파수 천이를 도시한 모식도, 도 20은 동일 온도시의 램프전압을 도시한 도면, 도 21은 0℃에 있어서의 주파수의 천이를 도시한 모식도, 도 22는 동일 온도시의 램프전압을 도시한 도면이다.

25℃에서는 임계값전압VS에 대해 램프전압의 차전압VD가 낮기 때문에, 타이머T2 동안 시험주파수f2를 출력한다. 한편, 0℃에 있어서는 타이머T2의 동작중에 차전압VL이 임계값전압VS를 초과해 버리기 때문에(VL≥VS), 시험주파수f2에서 전류증가 주파수f3으로 전환된다. 그리고, 타이머T3이 동작하기 때문에 전류증가 주파수f3은 계속해서 출력된다.

그리고, 타이머T3의 동작이 종료하면, 조광주파수f1(또는 상한주파수fd)가 출력된다. 이 때, 타이머T2는 도중에 정지하지 않고 계속되기 때문에, 타이머T2가 종료한 후에 스텝S42로 이행해서 동일한 동작이 반복된다.

따라서, 고주파전원(1)의 주파수변화의 주기T0은 항상 일정하게 된다.

이와 같이 실시예 1과 마찬가지로 0℃ 등의 저온하에 있어서도 램프의 불안정 영역에 조광하지 않기 때문에 광출력이 급격히 감소하거나 깜빡거림을 발생시키는 일이 없다. 또, 시험적으로 램프전류를 감소시키는 시간이 필요최소한이고, 또 전환시에 램프전류를 증가시키기 때문에 램프점등이 더욱 안정된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 조광램프전류에서 램프전류를 간헐적으로 감소하도록 주파수를 높게 하고 이 때의 램프전류의 변화에 따라 제어상한주파수를 설정하도록 했으므로, 형광램프를 안정하게 점등할 수 있는 영역까지 조광을 실행하고, 그 이하의 조광도에서는 리미터가 작동하도록 동작하므로, 램프전류가 불연속으로 급격히 감소하는 일이 없다. 또, 이 때 발생하는 깜빡거림도 회피할 수 있다.

또, 조광신호에 따른 설정조광도가 소정 조광도이하인 경우에 고주파전원의 출력주파수를 조광신호에 따른 조광주파수에서 조광주파수보다 높은 시험주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어하여 램프전류를 간헐적으로 감소시키므로, 간헐적인 변화를 램프전류가 작은 영역에서 실행하게 되어 램프 등으로부터의 소리의 발생이 없다.

또, 램프전압에서 제어상한 주파수를 설정하기 때문에, 주파수 상한값이 가변으로 되므로, 상온에 비해 동일한 조광신호이고 광량증가가 없다.

또, 조광시와 램프전류 감소시의 램프전압차를 검출해서 소정 전압차의 경우에 제어상한주파수를 설정하므로, 램프전류 전압특성의 개체차에 의한 영향을 받지 않는다.

또, 소정 램프전압차를 검출한 경우에 램프전류의 감소를 정지시키기 때문에 또 램프전류의 감소시간을 최소한으로 되도록 하기 때문에, 램프전류를 감소시킨 경우에도 안정된 방전이 얻어진다.

또, 램프전류의 감소를 정지시킨 후 소정시간 동안에 조광전류보다 큰 전류를 램프로 흘려보내 소정시간 유지하므로, 램프전류를 감소시킨 경우에도 더욱 방전이 안정되기 때문에 사용온도범위를 확대할 수 있다.

또, 주파수상한값을 조광도5∼60%로 설정하기 때문에, 램프의 종류가 변경되어도 대응할 수 있다.

또, 간헐적으로 램프전류를 감소시키는 주기를 조광주파수 주기의 3배 이상으로 설정하기 때문에, 램프의 종류가 변경되어도 대응할 수 있다.

또, 간헐적으로 램프전류를 감소시키는 시간을 0.1㎳이상으로 하므로, 확실하게 주파수 상한값을 설정할 수 있다.

또, 간헐적 램프전류를 감소시키는 주기를 감소시키는 시간의 2배 이상으로 하므로, 확실하게 주파수 상한값을 설정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 제어부에 의해 고주파전원의 출력주파수를 입력되는 조광신호에 따른 조광주파수에서 상기 조광주파수보다 높은 주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어하여 형광램프로의 전류를 주기적으로 낮은 전류로 변화시킴과 동시에, 고주파전원의 출력주파수가 조광주파수보다 높은 주파수일 때 램프전압 검출회로의 검출전압에 따라서 조광하한 설정값을 설정하는 것에 의해서 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광하한 설정값에 따른 상기 상한주파수 이하로 제어하는 것에 의해, 연속적인 조광을 가능하게 하고, 광출력의 깜빡거림을 없앨 수 있고, 특히 저온시의 안정점등이 가능하게 된다

Claims (11)

1. 형광램프,

   상기 형광램프로 고주파전력을 공급하는 고주파전원,

   입력되는 조광신호에 따라서 상기 고주파전원의 출력주파수를 제어하는 제어부 및

   상기 고주파전원과 상기 형광램프 사이에 마련되고 상기 고주파전원에서 상기 형광램프에 흐르는 전류를 제한하는 코일을 구비한 형광램프의 조광장치에 있어서,

   상기 형광램프의 방전전압을 검출하는 램프전압검출회로를 더 구비하고,

   상기 제어부는 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광신호에 따른 조광주파수에서 상기 조광주파수보다 높은 주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어해서 상기 형광램프로의 전류를 주기적으로 낮은 전류로 변화시킴과 동시에, 상기 고주파전원의 출력주파수가 상기 조광주파수보다 높은 주파수일 때 상기 램프전압 검출회로의 검출전압에 따라서 조광하한 설정값을 설정하는 것에 의해 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광하한 설정값에 따른 상기 상한주파수 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 입력되는 상기 조광신호에 따른 설정조광도가 소정 조광도이하인 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광신호에 따른 조광주파수에서 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수로 되도록 간헐적으로 주파수제어하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로의 검출전압이 미리 설정된 임계값전압보다 큰 경우에 조광하한값을 설정하고, 상기 조광신호에 따른 설정조광도가 상기 조광하한값보다 작은 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광주파수보다 높은 주파수로 하여 상기 시험주파수에서 상기 조광하한값에 따른 상한주파수로 가변시키는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로에 의한 조광주파수 출력시의 검출전압과 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수 출력시의 검출전압의 차전압이 미리 설정된 임계값전압 이상인 경우에 조광하한값을 설정하고, 상기 조광신호에 따른 설정조광도가 상기 조광하한값보다 작은 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광하한값에 따른 상한주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로에 의한 조광주파수 출력시의 검출전압과 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수 출력시의 검출전압의 차전압이 미리 설정된 임계값전압 이상인 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광주파수로 제어하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로에 의한 조광주파수 출력시의 검출전압과 상기 조광주파수보다 높은 주파수의 시험주파수 출력시의 검출전압의 차전압이 미리 설정된 임계값전압 이상인 경우에 상기 고주파전원의 출력주파수를 상기 조광주파수보다 낮은 전류증가 주파수로 되도록 소정시간 제어한 후 상기 조광주파수로 되돌아가도록 제어하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 형광램프의 조광하한 설정값을 상온시에 형광램프에 정격전력을 입력했을 때의 조광도에 대해 5∼60%의 범위에서 설정하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 램프전압 검출회로의 검출전압에 따라서 조광하한 설정값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 간헐적으로 주파수를 변화시키는 주기T0과 조광주파수f1의 관계를 T0≥3/f1로 하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제어부는 간헐적으로 주파수를 변화시키는 시간T0을 T0≥0.1㎳로 하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 제어부는 간헐적으로 주파수를 변화시키는 시간T0과 상기 조광주파수보다 높은 주파수를 출력하고 있는 시간T2를 T2≤T0/2로 하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 조광장치.