KR20010112864A

KR20010112864A - 가스 방전등 제어장치

Info

Publication number: KR20010112864A
Application number: KR1020000032848A
Authority: KR
Inventors: 김병관
Original assignee: 김병관; 주식회사 테라테크
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-12-22

Abstract

본 발명은 가스 방전등 제어 장치에 관한 것으로, 특히 가스 방전등에서 소비되는 에너지 효율을 개선시킬 수 있도록 한 가스 방전등의 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명의 가스 방전등 제어장치는 교류 전원을 직류로 정류하는 정류기, 전원을 회로에 공급하기 위한 점등 스위치, 점등 스위치가 닫힘에 따라 전압을 축적하는 제1 콘덴서, 방전등, 상기 제1 콘덴서에 축적된 전압을 상기 방전등에 일정주기로 공급할 수 있도록 온, 오프 동작하는 제1, 2 스위칭수단, 상기 제1, 제2 스위칭수단을 각각 구동하기 위한 제1, 제2 구동수단, 상기 방전등에 인가되는 전압의 듀티온 시간과 주기를 검출하여 상기 제1, 제2 구동수단을 제어하는 제어수단, 상기 방전등에 직렬 연결된 쵸크코일, 상기 구동수단의 제어에 의해 생성되는 구형파 전원을 승압하여 상기 방전등에 공급하는 승압변압기로 이루어진다.

Description

가스 방전등 제어장치{Controller for Gas Lamp}

가스 방전등, 예를 들어 금속할로겐 방전등은 양단이 밀봉된 석영관 내부에 아크관이 삽입된 구조로 되어 있다. 이러한 아크관의 양단부에는 텅스텐으로 이루어진 전극이 서로 마주보도록 설치되어 있으며, 그 내부 공간에는 예를 들어 나트륨, 스칸지움 등의 여러 종류의 금속을 옥소와 화합시킨 금속할로겐화물과 크세논 등의 시동 가스 및 수은이 봉입되어 있다. 이러한 구조에서, 텅스텐 전극 간의 방전이 개시되어 전극 간에 전류가 흐르면, 봉입된 시동 가스가 활성화되어 시동 가스에 의한 글로우 방전이 개시된다. 이렇게 하여 방전등 내부의 온도가 상승하게 되면 수은이 증발하게 되고, 이렇게 증발된 수은 가스에 의한 글로우 방전도 개시된다. 이 때, 수은 아크의 중심부의 온도는 대략 4500[K]에 달하기 때문에 이러한 고온에 의해 금속 이온과 할로겐 이온이 분리되고 이 과정에서 금속 특유의 스펙트럼으로 발광하면서 조광하게 된다.

한편, 방전등 제어장치는 방전등의 특성에 따라 적절하게 정해지는 임펄스 형태의 전원을 방전등에 공급하며, 방전이 시작된 이후에는 방전등에 인가되는 고전압을 흡수하여 안정적으로 방전이 이루어질 수 있도록 제어한다. 이러한 방전등 제어장치부터 방전등으로 공급되는 이상적인 형태의 임펄스 전원은 구형파에 가까운 것으로 알려져 있다.

도 1은 종래 가스 방전등의 제어 장치 구성도이다.

도 1에서, 교류 전원을 직류로 정류하는 정류기(1), 상기 정류된 직류 전원을 회로에 공급하는 점등 스위치(2), 상기 정류된 직류전원을 소정의 전압으로 승압하는 승압변압기(3), 상기 정류된 직류 전원을 일정 주파수와 듀티온 이 되도록 스위칭 하는 FET 등으로 이루어진 스위칭 수단(4), 상기 스위칭 수단(4)을 일정 주파수와 듀티온에 의하여 동작하도록 제어하는 구동수단(8), 방전등(7), 상기 방전등(7)에 임펄스를 인가하고, 상기 방전등(7)을 안정적으로 동작시키기 위한 쵸크코일(5), 충전된 고전압을 상기 방전등(7)에 인가하는 콘덴서(6), 상기 방전등(7)의 절연파괴시점을 검출하기 위한 절연파괴검출수단(10), 상기 절연파괴검출수단의 출력에 따라 상기 방전등(7)에 공급되는 신호의 주파수와 듀티온을 조절하도록 상기 구동수단(8)을 제어하는 제어수단(9), 상기 점등관(7)에 일정한 전압을 주기적으로 공급하는 점등장치(11)로 구성된다.

상기 종래 가스 방전등 제어장치의 동작관계를 설명한다.

상기 점등스위치(2)을 온(on) 하면, 점등장치(11)로부터 공급되는 일정한 주기를 갖는 전압이 점등관(7)에 공급되어 상기 점등관(7)에 봉입된 가스를 예열하기시작한다. 이렇게 상기 점등관(7)이 예열되는 동안 상기 제어수단(9)의 제어에 따라 상기 구동수단(8)으로부터 출력되는 일정 주기와 듀티온을 갖는 구동신호로 상기 스위칭수단(4)을 온-오프하면, 상기 승압변압기(3)의 1 차측에 인가되는 전압은 2 차측으로 승압된 후 상기 쵸크코일(5)을 거쳐 상기 콘덴서(7)에 충전된다.

소정 시간이 경과하면 상기 콘덴서(7)에 충전되는 전압이 수십 ㎸로 승압되고, 상기 승압된 전압이 방전등(3)의 양단에 공급됨으로써 방전등(3)에 밀봉된 시동가스의 절연이 파괴된다. 이렇게 절연이 파괴되면서 상기 방전등(3)에는 돌입전류가 흐르게 되고, 상기 돌입전류가 흐르는 시점을 상기 절연파괴검출수단(10)이 검출하여 상기 제어수단(9)에 출력하게 된다.

이때 상기 제어수단(9)은 상기 방전등(3)이 절연파괴되어 시동상태를 벗어난 것으로 판단하고 정상적인 정격전류가 공급되도록 상기 구동수단(8)을 통해 상기 스위칭수단(4)을 구동함으로써 정상적인 점등상태를 유지한다.

한편, 상기 콘덴서(6)의 충방전 파형은 상기 쵸크코일(5)과 상기 방전등(7)의 특성에 따라 결정되므로 고전압을 유기하거나 충방전 파형의 듀티를 조절하기 위해서는 상기 쵸크코일(5)이나 콘덴서(6)의 용량을 고용량으로 할 필요가 있다.

도2는 종래 가스 방전등 제어장치에 따라 방전등에 인가되는 전압파형을 나타낸 도면이다.

상기 점등 스위치(2)가 닫히면, 상기 점등장치(11)로부터 일정 전압이 주기적으로 공급되어 됨에 따라 상기 방전등(7)이 예열되기 시작한다.

또한, 상기 제어수단(9)의 제어에 따라 상기 구동수단(8)으로부터 일정한 주기를 갖는 스위칭 신호가 상기 스위칭 수단(4)에 공급되면서 상기 승압변압기(3)에 의하여 승압된 일정 주기의 신호가 상기 쵸크코일(5)을 거쳐 상기 콘덴서(6)에 공급된다.

상기 콘덴서(6)에 충전된 전압이 상기 방전등(7)의 방전에 필요한 소정치 전압까지 승압되면 상기 방전등(7)에 봉입된 가스의 절연이 파괴되면서 상기 방전등(7)에 임펄스 전압이 인가되어 상기 방전등(7)이 방전된다.

이때, 상기 임펄스 전압에 따라 상기 방전등(7)에 돌입전류가 흐르면 절연검출수단(10)이 상기 돌입전류를 검출하여 제어장치(9)에 제공함으로써 정상적으로 방전상태가 유지되도록 일정 주기와 듀티온을 갖는 전압이 상기 방전등(7)에 공급되도록 제어된다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래 방전등의 제어 장치에 따르면 스위칭수단(4)에 의해 형성된 구형파가 승압 변압기(3)의 1 차측에 공급되고, 승압변압기(3)에 의해 승압된 상기 구형파 전압이 상기 승압변압기(4)의 2차측을 통해 콘덴서(6)에 저장된 후 방전등(7)에 방전되므로 상기 콘덴서(6)의 충방전 특성에 따라 상기 방전등(7)에 공급되는 임펄스 파형이 결정되게 된다.

따라서, 종래 방전등의 제어 장치에서는 단지 방전등에 인가되는 임펄스 파형의 주파수나 진폭만을 제어할 수 있을 뿐, 임펄스 파형의 듀티를 제어하지 못하여 불필요한 기간동안에도 계속해서 방전등에 전원이 공급되므로 에너지 손실이 초래되는 문제점이 있다.

또한, 방전등(7)에 충전된 가스의 절연이 파괴되어 방전하는데 까지 걸리는시간을 단축하기 위해 방전등(7)에 고압의 가스를 충전하므로 취급시 주의하여야 할 뿐 아니라 방전등이 수명이 다하여 폐기할 때 충전된 가스로 인한 환경오염 등의 문제점이 있다.

또한, 방전등(7)이 방전하는데 필요한 고전압을 충방전하기 위해서는 콘덴서나 쵸크코일를 고용량으로 하여야 하므로 제어장치의 부피가 커지는 등 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 충방전 콘덴서와 방전등 사이에 스위칭소자를 설치하여 방전등에 직접 인가되는 임펄스 파형의 듀티온을 임의적으로 조절하여 방전등에 공급되는 임펄스 파형을 구형파에 가깝게 제어함으로써 에너지 손실을 현격하게 줄일 수 있도록 한 가스 방전등의 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 방전등에 흐르는 전류에 따라 방전등에 인가되는 임펄스 파형의 듀티를 자동으로 변화시킴으로써 방전등의 손상을 방지함과 더불어 방전등에 일정한 전력이 공급될 수 있도록 한 가스 방전등의 제어 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방전개시를 위한 임펄스 발생장치를 고전압 발생부와 별도로 설치함으로써 고전압발생부를 안정적으로 동작하도록 가스 방전등 제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 가스 방전등 제어 장치 구성도,

도 2는 종래 가스 방전등 제어장치에 따른 인가 전압 파형도,

도 3은 본 발명의 방전등 제어장치 구성도,

도 4는 본 발명의 방전등 제어장치에 따른 신호 파형도,

도 5는 종래 및 본 발명 임펄스 파형 비교도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1, 101: 정류기, 2, 102: 점등스위치,

3: 승압변압기 4: 스위칭 수단,

5, 105: 쵸크코일, 6: 콘덴서,

7, 107: 방전등, 8: 구동수단,

9, 110:제어수단, 10: 절연파괴 검출수단

11: 점등장치

103: 제1 콘덴서 115: 제2 콘덴서

104: 제1 스위칭 수단 106: 제1 승압수단

108: 제2 스위칭 수단

109: 제1 구동수단 111: 제2 구동수단

112: 어레스터 113: 제2 승압수단

114: 저항

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 방전등 제어 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 방전등 제어 장치의 회로도이다.

본 발명의 가스 방전등 제어장치의 구성은 다음과 같이 이루어 질 수 있다.

정류기(101)의 일단은 점등 스위치(102)를 거쳐 제1 콘덴서(103)의 일단과 연결되고, 상기 제1 콘덴서(103)의 일단에는 제1 스위칭수단(104)의 일단이 연결되고, 상기 제1 스위칭수단(104)의 타단에는 쵸크코일(105), 방전등(107), 저항(114)이 순차적으로 직렬로 연결된다.

이렇게 연결된 상기 제1 콘덴서(103), 제1 스위칭 수단(104) 및 상기 쵸크코일(105)은 상기 방전등(107)과 함께 상기 방전등(107)에 고전압 임펄스를 주기적으로 공급하는 고전압 발생부를 구성한다.

또한, 상기 제1 콘덴서(103)의 일단은 제1 승압수단(106)의 1 차측, 제2 스위칭수단(104)과 순차적으로 직렬로 연결된다.

상기 제1 승압수단(106)의 2 차측은 제2 승압수단(113)의 2 차측을 통해 상기 방전등(107)의 일단에 연결된다.

이렇게 연결된 상기 제1 콘덴서(103), 상기 제1 승압수단(106) 및 상기 제2 스위칭 수단(108)이 결합되어 상기 방전등(107)이 항상 일정한 저항상태를 유지하도록 상기 방전등(107)에 봉입된 가스를 예열하는 예열전압 발생부를 구성한다.

또한, 상기 제1 승압수단(106)의 2 차측은 제2 콘덴서(115)와 병렬로 연결되며, 제2 승압수단(113)의 1 차측과 직렬로 연결된 어레스터(112)와도 병렬로 연결된다.

제1 구동수단(109)은 상기 제1 스위칭 수단(104)의 게이트에 연결되고, 제2 구동수단(111)은 상기 제2 스위칭 수단(108)의 게이트에 연결되며, 상기 제1 구동수단(109)과 상기 제2 구동수단(111)을 제어하도록 제어수단(110)이 연결된다.

상기 제어수단(110)의 검출단자는 상기 방전등(107)과 상기 저항(114)의 접속점에 연결된다.

본 발명의 가스 방전등 제어장치는 교류 전원을 직류로 정류하는 정류기(101), 상기 정류기(101)의 정류된 전원을 회로에 공급하기 위한 점등 스위치(102), 상기 정류된 전원을 상기 점등 스위치(102)를 통해 축적하는 제1 콘덴서(103), 방전등(107), 상기 제1 콘덴서(103)에 축적된 전압을 상기 방전등(107)에 일정주기로 공급할 수 있도록 온, 오프 동작하는 제1, 2 스위칭수단(104, 108), 상기 제1, 제2 스위칭수단(104, 108)을 각각 구동하기 위한 제1, 제2 구동수단(109, 111), 상기 방전등(107)에 인가되는 전압의 듀티온 시간과 주기를 검출하여 상기 제1, 제2 구동수단(109, 111)을 제어하는 제어수단(110), 상기 방전등(107)에 직렬 연결된 쵸크코일(105), 상기 제2 구동수단(111)의 제어에 의해 생성되는 구형파 전원을 승압하여 상기 방전등(107)과 제2 콘덴서(115)에 공급하는 제1 승압수단(106), 상기 제2 콘덴서(115)에 일정 전압이 충전되면 상기 충전된 전압을 제2 승압수단(113)의 1 차측을 통해 방전하도록 동작하는 어레스터(112), 상기 어레스터(112)의 동작에 따라 발생된 임펄스를 승압하여 상기방전등(107)에 공급하는 상기 제2 승압수단(113), 상기 방전등(107)에 인가되는 전압의 주파수 및 듀티를 측정하도록 상기 방전등(107)에 직렬로 설치된 저항(114)으로 이루어진다.

상기 정류기(101)은 교류전원을 받아 직류전원으로 변환하는 회로로 통상 실리콘 다이오드 등을 브리지 회로(bridge circuit)로 구성된다.

상기 점등스위치(102)는 회로에 필요한 정류된 전원을 공급하도록 온, 오프 동작을 한다.

상기 제1 콘덴서(103)은 상기 정류기(101)를 통해 직류로 변환된 전압을 충전하고, 상기 제1, 제2 스위칭수단(104, 108)의 동작에 따라 상기 충전된 전압을 상기 쵸크코일(105)를 통해 상기 방전등(107)에 방전하거나, 상기 제1 승압수단(106)를 통해 상기 방전등(107)과 상기 제2 콘덴서(115)에 방전한다.

상기 제1 스위칭수단(104)는 통상 FET(Field Effect Transistor)이며 상기 FET의 게이트로 인가되는 상기 제1 구동수단(109)의 온, 오프 구동신호에 따라 상기 제1 콘덴서(103)에 충전된 전압을 상기 쵸크코일(105)을 통해 상기 방전등(107)에 인가하도록 동작한다.

상기 쵸크코일(105)은 상기 방전등(107)이 점등되어 안정상태로 접어들면 상기 콘덴서(103)의 고전압을 흡수하여 상기 방전등(107)이 안정적으로 동작하도록 하며, 상기 제1 스위칭수단(104)의 동작에 따라 인가되는 전압 파형에 응답하여 임펄스 고전압을 상기 방전등(107)에 공급한다.

상기 제1 승압수단(106)은 통상 승압변압기이며, 시동 초기뿐만 아니라 방전이 개시된 이후에도 상기 방전등(107)이 일정한 저항값을 유지하도록 상기 방전등(107)에 일정한 전압을 공급하여 상기 방전등(107)을 미리 예열함으로써 시동초기 방전에 필요한 고전압 레벨을 낮추어 주며, 상기 방전등(107)이 방전을 개시한 이후에도 상기 방전등(107)이 일정한 저항값을 유지하도록 일정한 전압을 지속적으로 공급한다.

또한, 상기 제1 승압수단(106)은 시동초기에 상기 방전등(107)의 방전 개시에 필요한 고전압 임펄스 전압을 공급할 수 있도록 상기 제2 콘덴서(115)에 고전압 임펄스 발생용 전압을 충전한다.

상기 제2 승압수단(113)은 상기 제1 승압수단(106)과 마찬가지로 통상의 승압변압기이며, 상기 어레스터(112)에 의하여 상기 제2 콘덴서(115)에 충전된 전압을 상기 제2 승압수단(113)의 1 차측을 통해 방전할 때 발생하는 임펄스 고전압을 승압하여 방전 개시에 필요한 임펄스 고전압을 상기 방전등(107)에 공급한다.

한편, 상기 제1 승압수단(106)과 제2 승압수단(113)은 상기 쵸크코일(105)을 통해 인가되는 임펄스 전압에 영향을 받지 않도록 별도로 형성된다.

상기 제2 스위칭 수단(108)은 상기 제1 스위칭 수단(104)과 마찬가지로 통상 FET(Field Effect Transistor)이다. 상기 제2 스위칭 수단(108)의 게이트로 인가되는 상기 제2 구동수단(111)의 온, 오프 구동신호에 따라 상기 제1 콘덴서(103)에 충전된 전압을 상기 승압변압기(106)의 1 차측에 공급한다.

상기 제어장치(110)은 상기 방전등(107)에 공급되는 임펄스 파형의 주파수와 듀티를 검출하여 소정의 주파수와 듀티를 유지하도록 상기 제1 구동수단(109)을 제어한다.

또한, 소정의 주파수와 듀티를 유지하도록 상기 제2 구동수단(111)을 제어한다.

상기 제1 구동수단(109)과 상기 제2 구동수단(111)은 상기 제어장치(110)의 명령에 따라 상기 방전등(107)에 인가되는 전압의 파형이 일정한 주파수와 듀티를 갖도록 상기 제1 스위칭 수단(104)과 상기 제2 스위칭 수단(108)을 각각 제어한다.

상기 제2 콘덴서(115)는 상기 제1 승압수단(106)의 2차측에 연결되어 방전 개시에 필요한 전압을 충전한다.

상기 어레스터(112)는 순간 방전을 유도하는 통상의 피뢰기이며, 상기 제2 콘덴서(115)에 충전된 전압을 상기 제2 승압수단(113)의 1 차측을 통해 순간 방전함으로써 임펄스 전압을 유도한다.

상기 저항(114)은 상기 방전등(107)에 인가된 임펄스의 주기와 듀티는 상기 제어수단(110)에 의하여 검출될 수 있도록 상기 방전등(107)에 직렬로 연결된다.

다음으로 본 발명의 가스 방전등 제어장치의 동작을 설명한다.

상기 정류기(101)에 의해 정류된 직류 전압은 상기 점등 스위치(102)의 닫힘에 따라 상기 콘덴서(103)에 충전된다.

시동초기에는 일정 주파수를 갖는 상기 제2 구동수단(111)의 구형파에 따라 상기 제2 스위칭 수단(108)이 온, 오프 동작하며, 상기 제2 스위칭수단(108)의 온, 오프 동작에 따라 상기 콘덴서(103)에 충전된 전압이 일정한 주기를 갖는 파형으로 상기 제1 승압수단(106)의 1 차측에 인가된다.

상기 제1 승압수단(106)의 1 차측에 인가된 전압은 2 차측에 유도되어 승압되고, 상기 제1 승압수단(106)의 2 차측에 유도된 전압이 상기 방전등(107)에 공급되어 상기 방전등(107) 내에 저압으로 충진되어 있는 가스를 예열한다.

동시에 상기 제1 승압수단(106)의 2 차측에 유도된 전압은 상기 제2콘덴서(115)에 충전된다.

상기 제2 콘덴서(115)에 축적된 전압이 소정값에 이르면 상기 어레스터(112)가 동작하여 순간 방전함으로써 상기 제2 승압수단(113)의 1 차측에 임펄스 전압이 흐르고 상기 임펄스 전압이 상기 제2 승압수단(113)의 2 차측에 임펄스 고전압으로 유도되어 상기 방전등(107)에 방전개시 전압으로 인가된다.

한편, 상기 제1 구동수단(109)의 구형파에 따라 상기 제1 스위칭 수단(104)이 온, 오프 동작하며, 상기 제1 스위칭수단(104)의 온, 오프 동작에 따라 상기 콘덴서(103)에 충전된 전압이 상기 쵸크코일(105)을 통해 방전됨으로써 임펄스 고전압으로 변환되어 상기 방전등(107)에 인가된다.

따라서 상기 제1 스위칭 수단(104)와 상기 제2 스위칭 수단(108)의 온, 오프 동작에 따라 상기 콘덴서(103)에 충전된 전압이 상기 방전등(107)에 인가되어 상기 방전등(107)에 봉입된 가스가 예열되어 절연상태이던 가스가 일정한 저항상태로 변화하는 동안 상기 어레스터(112)가 동작하여 순간적인 임펄스 고전압이 상기 방전등(107)에 인가되면 비로소 상기 방전등(107)에 봉입된 가스는 방전을 개시하면서 빛을 발하게 된다.

한편, 상기 제어수단(110)은 상기 점등 스위치(102)가 닫힌 후 상기방전등(107)에 인가되는 전압이 소정의 주기와 듀티가 되도록 제1, 제2 구동수단 (109, 111)을 제어하다가 상기 방전등(107)이 방전하기 시작하면 상기 방전등(107)에 인가되는 전압의 주파수와 듀티를 검출하여 정상적인 정격 임펄스 전압이 상기 방전등(107)에 인가될 수 있도록 상기 제1 구동수단(109)을 제어한다.

따라서 상기 방전등(107)이 방전을 개시하여 정상상태에 도달한 이후에는 상기 제1 승압수단(106)으로부터 출력되는 전압과, 제1 스위칭수단(105)과 쵸크코일(105)로 이루어진 고전압 발생부로부터 발생되는 임펄스 전압이 합성되어 상기 방전등(107)에 주기적으로 인가되므로 상기 방전등(107)이 지속적인 방전상태를 유지할 수 있다.

도4는 본 발명의 가스 방전등 제어장치 각 부의 전압파형이다.

도4의 (1)은 제1 콘덴서에 충전된 전압상태를 나타낸 그림이다. 정류기(101)에 의하여 정류된 전압이 일정하게 제1 콘덴서(103)에 충전되어 있다.

도4의 (2)는 제1 구동수단(109)의 출력전압으로 제1 스위칭 수단(104)의 게이트에 인가된다.

도4의 (3)은 제1 구동수단(109)에 의하여 동작되는 제1 스위칭수단(104)의 출력전압을 나타낸 파형이다. 상기 제1 스위칭 수단(104)은 상기 제1 구동수단(109)에 의하여 동작되므로 상기 제1 구동수단(109)을 제어함으로써 상기 제1 스위칭 수단(104)를 통해 방전등(107)에 인가되는 전압파형의 듀티와 주파수를 임의적으로 조절할 수 있다.

도4의 (4)는 제2 구동수단(111)의 출력파형이다. 상기 제2 구동수단(111)은방전등(107)을 예열하여 일정한 저항상태를 유지하기 위한 것이므로 상기 제1 구동수단(109)의 출력보다 파형의 듀티가 짧고, 주기가 긴 것을 알 수 있다.

도4의 (5)는 어레스터(112)가 동작할 때 고전압의 임펄스가 발생하는 것을 나타낸다. 상기 방전등(107)이 방전을 개시할 수 있도록 17㎸ 정도의 고전압이 순간적으로 상기 방전등(107)에 인가된다.

도4의 (6)은 방전등(107)의 양단에 걸리는 전압을 나타낸다.

방전개시 초기에는 일정 전압으로 예열되다가 어레스터(112)에 의한 임펄스 고전압이 인가되면 방전을 개시하고, 일단 방전이 개시된 이후에는 제1 구동수단(109)의 구동신호에 따라 동작되는 제1 스위칭수단(104)의 온, 오프 동작에 따라 상기 방전등(107)에 공급되는 임펄스 고전압에 의하여 정상적인 방전상태를 유지한다.

도 5는 종래의 가스 방전등 제어장치로부터 발생된 임펄스 파형과 본 발명의 가스 방전등 제어장치로부터 발생된 임펄스 파형을 나타낸 도면이다.

본 발명의 임펄스 파형은 소자의 특성에 관계없이 제1 구동수단(109)과 제1 스위칭수단(104)에 의해 듀티온을 자유롭게 조절할 수 있으므로 이상적인 임펄스 파형에 접근해 있는데 대해, 종래의 임펄스 파형은 소자의 특성에만 의존하고 있으므로 충전과 방전이 완만하게 이루어지고 있음을 알 수 있다.

본 발명은 상기 제1 구동수단(109)에 의하여 상기 방전등(107)에 인가되는 임펄스의 듀티 온 기간을 임의적으로 조절할 수 있으므로 이상적인 임펄스 파형을 형성할 수 있고, 상기 제1 콘덴서(103)의 방전을 일정시점에서 차단하여 불필요한전력의 손실을 막을 수 있다.

또한, 방전 시점을 조절함으로써 희망하는 전압 수준까지 상기 제1 콘덴서(103)을 충전하는데 소요되는 시간을 짧게 가져갈 수 있게 되어 결국 상기 정류기(101)로부터 공급되는 전원의 공급 파형의 듀티 온 시간을 짧게 가져갈 수 있으므로 상기 전원으로부터 공급되는 전력 소비를 줄일 수 있다.

본 발명은 충방전 콘덴서와 방전등 사이에 스위칭소자를 설치하여 방전등에 직접 인가되는 임펄스 파형의 듀티온을 임의적으로 조절하여 방전등에 공급되는 임펄스 파형을 구형파에 가깝게 제어함으로써 에너지 손실을 현격하게 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 방전등에 흐르는 전류에 따라 방전등에 인가되는 임펄스 파형의 듀티를 자동으로 변화시킴으로써 방전등의 손상을 방지함과 더불어 방전등에 일정한 전력이 공급될 수 있도록 용이하게 제어할 수 있다.

본 발명은 쵸크코일로 이루어진 고전압 발생부와 별도로 방전등이 항상 일정한 저항값을 갖도록 방전등에 봉입된 가스을 예열하는 제1 승압수단을 형성함으로써 상기 고전압 발생부에서 인가되는 고전압 레벨을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 고전압 발생부와 별도로 고전압 임펄스 발생용 제2 콘덴서를 두고 있고 있음으로써 방전개시 시점을 빠르게 할 수 있다.

본 발명은 고전압 발생부에서 발생하는 임펄스 파형을 이상적인 임펄스가 되도록 제어할 수 있으므로 방전등에 봉입되는 가스의 압력을 저압으로 유지할 수 있다.

Claims

소정의 전압을 충전하는 제1 전압충전수단;

방전등;

상기 제1 전압충전수단과 상기 방전등 사이에 연결되어 상기 제1 전압충전수단에 충전된 전압을 상기 방전등에 소정의 주기로 공급할 수 있도록 동작하는 제1 스위칭수단;

상기 제1 스위칭수단을 구동하기 위한 제1 구동수단;

상기 제1 구동수단을 제어하는 제어수단으로 이루어진 가스 방전등 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 전압충전수단에 충전된 전압을 승압하며, 1 차측에 소정의 주기로 전압을 공급할 수 있도록 동작하는 제2 스위칭수단이 연결되고, 2 차측에는 상기 방전등이 연결된 제1 승압수단;

상기 제2 스위칭수단을 구동하기 위한 제2 구동수단;

상기 제2 구동수단을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는가스 방전등 제어장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 승압수단의 2 차측에 연결된 제2 전압충전수단;

1 차측의 일단은 상기 제2 전압충전수단의 일단과 연결되고, 1 차측의 타단은 어레스터에 연결되며, 2 차측의 양단은 상기 방전등의 일단과 상기 제1 승압수단의 2 차측의 일단 사이에 각각 연결되는 제2 승압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 방전등 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 스위칭 수단과 상기 방전등 사이에 쵸크코일이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 방전등 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 방전등 출력으로부터 검출되는 신호에 따라 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 가스 방전등 제어장치.