KR20030071095A - A Dimmer for a Fluorescent Lamp and a Dimming Control Method for a Fluorescent Lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 형광등의 조도(밝기)를 조절하는 형광등의 조도 제어기 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 전자식 안정기를 채용한 형광등의 조도를 제어하기 위한 형광등의 조도 제어기 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an illuminance controller and method of fluorescent lamps for adjusting illuminance (brightness) of fluorescent lamps, and more particularly, to an illuminance controller and method of fluorescent lamps for controlling illuminance of fluorescent lamps employing an electronic ballast.
일반적으로 전자식 안정기를 이용하여 점등하고 방전을 유지하는 형광등(이하, 간략히 "전자식 형광등"이라 함)에 있어서는, 입력 상용 교류전원을 전파 정류하여 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원을 스위칭하여 형광등의 점등회로에 공급하여 상기 형광등을 점등시킨다. 상기와 같은 전자식 형광등의 조도를 조절하는 방법으로서 슬라이닥을 이용하는 기술 사상이 개시된 바 있다. 상기 슬라이닥을 이용한 전자식 형광등의 조도 제어 방법에 의하면, 상기 전원전압을 슬라이닥을 이용하여 가변시키고, 가변된 전원전압을 점등회로에 인가함으로써 형광등의 조도를 조절한다고 한다.In a fluorescent lamp (hereinafter, simply referred to as an "electronic fluorescent lamp") that is lit using an electronic ballast and maintains a discharge, the input commercial AC power is rectified and converted into a DC power source, and the DC power source is switched to switch the fluorescent lamp. The fluorescent lamp is supplied to the lighting circuit. As a method of controlling the illuminance of an electronic fluorescent lamp as described above, a technical idea of using a slide is disclosed. According to the illuminance control method of the electronic fluorescent lamp using the slide, the illuminance of the fluorescent lamp is controlled by varying the power supply voltage using the slide and applying the variable power supply voltage to the lighting circuit.
그러나, 상기한 슬라이닥을 이용한 전자식 형광등의 조도 제어 방법에 의하면, 슬라이닥을 자체의 부피가 매우 크다는 단점과, 슬라이닥의 특성상 전력 소비가 크다는 단점이 있다. 나아가, 슬라이닥에 의하여 전원전압이 한정됨에 따라, 방전시 리플 및 플리커(Flicker) 현상이 야기되어, 조도가 조절된 형광등이 점멸하는 문제점을 갖는다. 이러한 점멸 현상은 인간의 눈을 쉽게 피로하게 할 뿐만 아니라, 조도 조절이 불안정하게 되어 실용성이 떨어지는 문제점을 갖는다.However, according to the illumination control method of the electronic fluorescent lamp using the above-mentioned slide, there are disadvantages that the volume of the slide itself is very large, and the power consumption is large due to the characteristics of the slide. In addition, as the power supply voltage is limited by the slide, ripple and flicker may occur during discharge, and thus, a fluorescent lamp having a controlled illuminance flickers. Such a flashing phenomenon not only makes the human eye easily tired, but also has a problem in that the control of illumination is unstable and thus the practicality is poor.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 조도의 조절이 용이하되 방전의 플리커 현상이 발생하지 않으며, 전력의 소모가 작은 전자식 형광등의 조도 제어기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an illuminance controller and method of an electronic fluorescent lamp which is easy to control illuminance but does not cause a flicker phenomenon of discharge and consumes little power.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기의 개념적 블록도.1 is a conceptual block diagram of an illumination controller of an electronic fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 조도 제어기의 구체 회로도의 일예를 개략적으로 도시한 도면.2 schematically illustrates an example of a specific circuit diagram of the illuminance controller of FIG.
도 3a는 종래의 전자식 형광등의 주요 부분의 전압 및 전류 파형도.3A is a voltage and current waveform diagram of a main portion of a conventional electronic fluorescent lamp.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기가 적용된 형광등의 주요 부분의 전압 및 전류 파형도.Figure 3b is a voltage and current waveform diagram of the main part of the fluorescent lamp to which the illumination controller of the electronic fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 전자식 안정기의 조도 제어기의 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도.Figure 4 is a flow chart showing one embodiment of the operation of the illumination controller of the electronic ballast according to the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기의 개념적 블록도.5 is a conceptual block diagram of an illumination controller of an electronic fluorescent lamp according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분의 기호의 설명* Explanation of the symbols of the main parts of the drawings
10 : 전원20 : 전자식 안정기100 : 조도 제어기10 power supply 20 electronic ballast 100 illuminance controller
102 : 위상검출기104 : 위상조정기106 : 구동기102 phase detector 104 phase adjuster 106 driver
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상용 교류 전원으로부터 전력을 공급받는 전자식 안정기를 구비한 형광등의 조도 제어기에 있어서, 상기 전원으로부터 상기 전자식 안정기로의 전력 공급로를 스위칭하여 상기 전자식 안정기로 공급되는 전력량을 조절하는 스위칭 소자; 상기 전원의 위상을 검출하는 위상검출기; 상기 위상검출기로부터 검출된 상용 전원의 위상을 이용하여, 사용자가 원하는 조도에 따라 상기 전자식 안정기로 공급되는 전압의 위상을 조정하기 위한 조정 위상값을 산출하는 위상조정기; 및 상기 위상조정기에 의하여 산출된 조정 위상값에 따라 상기 스위칭 소자를 구동하여 상기 전자식 안정기로 공급되는 전력의 위상을 제어하는 구동기를 포함하는 전자식 형광등의 조도 제어기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the illuminance controller of the fluorescent lamp having an electronic ballast supplied with power from a commercial AC power supply, switching the power supply path from the power source to the electronic ballast to supply to the electronic ballast Switching element for adjusting the amount of power to be; A phase detector for detecting a phase of the power supply; A phase adjuster for calculating an adjusted phase value for adjusting the phase of the voltage supplied to the electronic ballast according to the illuminance desired by the user using the phase of the commercial power source detected from the phase detector; And a driver for controlling the phase of power supplied to the electronic ballast by driving the switching element according to the adjusted phase value calculated by the phase adjuster.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 상용 교류 전원으로부터 전력을 공급받는 전자식 안정기를 구비한 형광등의 조도 제어 방법에 있어서, 사용자가 설정해 놓은 조도 설정값을 판독하는 단계; 상기 사용자의 희망 조도 설정값에 대응하여 상기 전원으로부터 상기 전자식 안정기로의 전력 공급을 개시할 턴-온 시점 t를 연산하는 단계; 상기 전원 전압의 파형의 위상을 검출하여, 상기 전원 전압의 파형이 상기 턴-온 시점 t에 도달하였는지를 판단하는 단계; 상기 전원 전압의 파형이 상기 턴-온 시점 t에 도달한 것으로 판단된 경우에는, 상기 전원으로부터 상기 전자식 안정기로의 전력 공급을 개시하는 단계; 및 상기 단계들을 상기 전원의 매 반주기마다 반복하여 실시하는 단계를 포함하는 전자식 형광등의 조도 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an illuminance control method for a fluorescent lamp having an electronic ballast supplied with electric power from a commercial AC power supply, the method comprising: reading an illuminance setting value set by a user; Calculating a turn-on time t to start supplying power from the power supply to the electronic ballast in response to a desired illuminance setting value of the user; Detecting a phase of the waveform of the power supply voltage and determining whether the waveform of the power supply voltage has reached the turn-on time t; If it is determined that the waveform of the power supply voltage has reached the turn-on time t, initiating power supply from the power supply to the electronic ballast; And repeating the above steps every half cycle of the power supply.
나아가, 본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 상용 교류 전원으로부터 전력을 공급받는 전자식 안정기를 구비한 형광등의 조도 제어 방법에 있어서, 상기 전원의 위상을 검출하는 단계; 상기 검출된 상용 전원의 위상을 이용하여, 사용자가 원하는 조도에 따라 상기 전자식 안정기로 공급되는 전압의 위상을 조정하기 위한 조정 위상값을 산출하는 단계; 상기 산출된 조정 위상값에 따라 상기 전원으로부터 상기 전자식 안정기로의 전력 공급로를 스위칭하여 상기 전자식 안정기로 공급되는 전력의 위상을 제어하여 상기 전자식 안정기로의 공급 전력량을 조절하는 단계를 포함하는 전자식 형광등의 조도 제어 방법을 제공한다.Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling illuminance of a fluorescent lamp having an electronic ballast supplied with power from a commercial AC power supply, the method comprising: detecting a phase of the power supply; Calculating an adjustment phase value for adjusting the phase of the voltage supplied to the electronic ballast according to the illuminance desired by the user using the detected phase of the commercial power supply; And controlling the amount of power supplied to the electronic ballast by switching a power supply path from the power source to the electronic ballast according to the calculated adjustment phase value. It provides a method of controlling the illumination of the illuminance.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기의 개념적 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기 100은, 상용 교류 전원 10으로부터 통상적인 전자식 안정기 20으로의 전력 공급로를 스위칭하여 상기 전자식 안정기 20으로 공급되는 전력량을조절하는 스위칭 소자 108을 포함한다. 구체적으로는, 상기 스위칭 소자 108은 상기 전자식 안정기 20에 구비된 평활 캐패시터(도시되지 않음)에 충전되는 충전 전압의 위상을 제어함으로써 상기 전자식 안정기에 공급되는 전력량을 제어하고, 그에 따라 형광등의 조도를 제어한다.First, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a conceptual block diagram of an illumination controller of an electronic fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention. As shown, the illumination controller 100 of the electronic fluorescent lamp according to the present invention, the switching element 108 for controlling the amount of power supplied to the electronic ballast 20 by switching the power supply path from the commercial AC power supply 10 to the conventional electronic ballast 20 Include. Specifically, the switching element 108 controls the amount of power supplied to the electronic ballast by controlling the phase of the charging voltage charged in the smoothing capacitor (not shown) included in the electronic ballast 20, thereby adjusting the illuminance of the fluorescent lamp. To control.
상기와 같은 스위칭 소자 108의 스위칭 동작을 제어하기 위하여, 본 발명에 의한 조도 제어기 100은, 상기 상용 전원 10의 양단, 즉 단자 a 및 단자 b로부터 상기 상용 전원 10의 위상을 검출하는 위상검출기 102와, 상기 위상검출기 102로부터 검출된 상용 전원 10의 위상을 이용하여, 사용자가 원하는 조도에 따라 상기 평활 캐패시터에 충전되는 충전 전압의 위상을 조정하는 데에 사용되는 조정 위상값을 산출하기 위한 위상조정기 104 및 상기 위상조정기 104에 의하여 연산된 조정 위상값에 따라 상기 스위칭 소자 108를 구동하여 상기 평활 캐패시터에 충전되는 충전 전압의 위상을 조정하는 구동기 106를 포함한다.In order to control the switching operation of the switching element 108 as described above, the illuminance controller 100 according to the present invention includes a phase detector 102 for detecting the phase of the commercial power supply 10 from both ends of the commercial power supply 10, that is, the terminal a and the terminal b. A phase adjuster 104 for calculating an adjusted phase value used to adjust a phase of a charging voltage charged to the smoothing capacitor according to a desired illuminance by using a phase of the commercial power supply 10 detected from the phase detector 102. And a driver 106 for driving the switching element 108 to adjust the phase of the charging voltage charged in the smoothing capacitor according to the adjustment phase value calculated by the phase adjuster 104.
상기 위상검출기 102는, 전원이 인가됨에 따라 상기 상용 전원 10의 위상을 검출하기 위하여 사용되며, 이 작업은 상기 상용 전원 10으로부터 공급되는 전압의 영점 통과 위치(zero crossing point)를 검출함으로써 용이하게 수행될 수 있다.The phase detector 102 is used to detect the phase of the commercial power supply 10 as power is applied, and this operation is easily performed by detecting a zero crossing point of the voltage supplied from the commercial power supply 10. Can be.
상기 위상조정기 104는, 사용자가 희망하는 조도를 설정하기 위한 사용자의 조도 설정값을 수신하여, 상기 전자식 안정기(구체적으로는 평활 캐패시터) 20에 공급되는 전압의 위상을, 상기 사용자의 조도 설정값에 대응되는 값으로 조정하기 위한 조정 위상값을 연산한다.The phase adjuster 104 receives the user's illuminance setting value for setting the illuminance desired by the user, and converts the phase of the voltage supplied to the electronic ballast (specifically, the smoothing capacitor) 20 to the illuminance setting value of the user. Compute the adjustment phase value to adjust to the corresponding value.
상기 구동기 106은 상기 위상조정기 104에 의하여 연산된 조정 위상값에 따라 상기 스위칭 소자 108의 스위칭 동작을 제어하기 위한 구동 신호를 생성하여 이를 상기 스위칭 소자 108에 공급한다.The driver 106 generates a driving signal for controlling the switching operation of the switching element 108 according to the adjustment phase value calculated by the phase adjuster 104 and supplies it to the switching element 108.
상기 스위칭 소자 108은, 도시된 바와 같이, 트라이액(Triac)과 같은 전력형 스위칭 소자인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 구동기 106으로부터의 구동 신호는 상기 트라이액의 게이트로 공급된다. 이하에서는 상기 스위칭 소자 108을 상기 트라이액으로 구성한 예에 관하여 설명한다. 일반적으로 트라이액은 그 게이트에 턴-온 신호가 입력된 시점으로부터 턴-온 상태가 되어 그 양단에 인가된 전압의 극성이 반전될 때가지 턴-온 상태를 유지하고, 인가 전압의 극성이 반전되면 턴-오프되어 다시 그 게이트에 턴-온 신호를 입력함으로써 턴-온되는 특성을 갖는다.As shown in the drawing, the switching device 108 is preferably a power switching device such as Triac. In this case, the drive signal from the driver 106 is supplied to the gate of the triac. Hereinafter, an example in which the switching element 108 is configured of the triac will be described. In general, the triac is turned on from the time when the turn-on signal is input to the gate thereof and remains in the turn-on state until the polarity of the voltage applied to both ends thereof is reversed, and the polarity of the applied voltage is reversed. In this case, it is turned off and is turned on by inputting a turn-on signal to the gate again.
도 2를 참조하면, 도 1의 조도 제어기 100의 구체 회로도의 일예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 위상검출기 102는, 상기 상용 전원 10의 양단에 접속된 전압분배기 1022와, 일측 입력이 상기 전압분배기 1022의 출력에 접속되고 타측 입력이 접지된 비교기 1024를 포함한다. 상기 전원 10이 인가되어 상기 전압분배기 1022의 양단에 전압이 걸리면, 상기 비교기 1024는 상기 전원 10의 전압의 극성이 반전되는 시점, 즉 영점 통과 위치(zero crossing point)를 검출할 수 있게 된다. 이렇게 검출된 영점 통과 위치는 상기 조정 위상값의 기준값으로 사용된다.Referring to FIG. 2, an example of a detailed circuit diagram of the illuminance controller 100 of FIG. 1 is schematically illustrated. As shown, the phase detector 102 includes a voltage divider 1022 connected to both ends of the commercial power supply 10, and a comparator 1024 whose one input is connected to the output of the voltage divider 1022 and the other input is grounded. When the power source 10 is applied and a voltage is applied to both ends of the voltage divider 1022, the comparator 1024 can detect a time point at which the polarity of the voltage of the power source 10 is reversed, that is, a zero crossing point. The zero pass position thus detected is used as a reference value of the adjustment phase value.
상기 위상조정기 104는, 사용자에게 원하는 조도를 설정하도록 하기 위한 조도조정기 1044와, 상기 위상검출기 102에 의하여 검출된 상용 전원 10의 위상 및 상기 조도조정기 1044에 의하여 제공되는 사용자의 희망 조도 설정값을 수신하여,상기 전자식 안정기(즉, 평활 캐패시터) 20으로 공급되는 전압의 위상을 상기 사용자의 조도 설정값에 해당하는 값으로 조정하기 위한 연산을 수행하는 마이크로프로세서 1042를 포함한다.The phase adjuster 104 receives an illuminance adjuster 1044 for allowing a user to set a desired illuminance, a phase of the commercial power supply 10 detected by the phase detector 102, and a desired illuminance setting value provided by the illuminance adjuster 1044. The microprocessor 1042 may perform a calculation to adjust a phase of the voltage supplied to the electronic ballast (ie, the smoothing capacitor) 20 to a value corresponding to the illumination setting value of the user.
상기 조도조정기 1044는 사용자가 조작하기 용이한 것으로서 회전식 가변저항기 또는 전자식 가변저항기 등으로 용이하게 구현될 수 있다.The illuminance controller 1044 may be easily implemented by a user as a rotary variable resistor or an electronic variable resistor.
상기 마이크로프로세서 1042는 상기 전자식 안정기 20으로 공급되는 전압의 위상을, 상기 사용자의 조도 설정값에 해당하는 값으로 조정하기 위한 연산을 수행한다. 즉, 상기 마이크로프로세서 1042는, 도 3a에 도시된 바와 같은 상용 전원 10의 전압의 영점 통과 지점으로부터, 상기 사용자에 의하여 설정된 조도 설정값에 해당하는 양만큼의 전력을 상기 전자식 안정기 20으로 공급하기 위하여 조정된 위상 φ의 값을 다음의 연산에 의하여 구한다. 즉,The microprocessor 1042 performs an operation for adjusting the phase of the voltage supplied to the electronic ballast 20 to a value corresponding to the illumination setting value of the user. That is, the microprocessor 1042 supplies the electric ballast 20 to the electronic ballast 20 by an amount corresponding to the illuminance setting value set by the user from the zero pass point of the voltage of the commercial power supply 10 as shown in FIG. 3A. The value of the adjusted phase φ is obtained by the following calculation. In other words,
여기서, L은 당해 형광등의 최대 조도를 1로 본 경우에 사용자가 설정한 조도이다. 즉, 최대 조도의 90%에 해당하는 조도를 얻기 위하여는 L=0.9를 대입하면 된다.Here, L is the illuminance set by the user when the maximum illuminance of the fluorescent lamp is viewed as one. That is, to obtain roughness corresponding to 90% of the maximum roughness, L = 0.9 may be substituted.
상기 수학식 1에 의하여 얻은 위상값을 직접 이용하여 상기 트라이액 108의 스위칭 동작을 제어하는 것보다는, 상기 위상값에 대응하는 시간축 상의 턴-온 시점을 이용하여 구동 신호를 생성하는 것이 더 용이하므로, 본 발명의 실시예에 따라서는 다음의 연산을 수행할 수도 있다. 즉, φ=ωt로 놓고, 이를 상기 수학식 1에 대입하여 시간 t에 관하여 풀면,Rather than directly controlling the switching operation of the triac 108 by using the phase value obtained by Equation 1, it is easier to generate the driving signal using the turn-on time point on the time axis corresponding to the phase value. In some embodiments, the following operation may be performed. That is, if φ = ω t, and substitute this into Equation 1 to solve for the time t,
이 된다. 여기서, 60은 상용 전원의 주파수(f)이다.Becomes Here, 60 is the frequency f of the commercial power supply.
따라서, 상기 구동부 106은, 상기 상용 전원 10의 파형의 매 반주기마다 상기 수학식 2에 의하여 연산된 턴-온 시점 t로부터 상기 상용 전원 10의 전압의 극성이 반전되는 영점 통과 위치(즉, 상기 턴-온 시점 t 이후의 영점 통과 시각)까지 상기 트라이액 108이 턴-온되도록 구동함으로써, 상기 전자식 안정기 20에 공급되는 전력량을 조절할 수 있게 된다.Accordingly, the driving unit 106 is a zero pass position at which the polarity of the voltage of the commercial power supply 10 is inverted from the turn-on time t calculated by Equation 2 in every half cycle of the waveform of the commercial power supply 10 (ie, the turn). By driving the triac 108 to be turned on until the zero passing time after the on time t, the amount of power supplied to the electronic ballast 20 can be adjusted.
도 3을 참조하여, 상기와 같은 본 발명에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기 100의 동작을 더욱 상세히 설명한다. 도 3a는 종래의 전자식 형광등의 주요 부분의 전압 및 전류 파형도이며, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기 100가 적용된 형광등의 주요 부분의 전압 및 전류 파형도이다.Referring to Figure 3, the operation of the illumination controller 100 of the electronic fluorescent lamp according to the present invention as described above will be described in more detail. 3A is a voltage and current waveform diagram of a main part of a conventional electronic fluorescent lamp, and FIG. 3B is a voltage and current waveform diagram of a main part of a fluorescent lamp to which an illumination controller 100 of the electronic fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention is applied.
도 3a에 도시된 바와 같이, 종래의 전자식 안정기 20에는 상기 상용 전원 10으로부터의 전력이 직접 공급되기 때문에, 상기 상용 전원 10의 전압의 영점 통과 위치로부터 상기 전자식 안정기 20 내부의 평활 캐패시터(도시되지 않음)에 충전되는 전압의 위상차이가 언제나 "π/2(=90˚)"의 값을 갖는다.As shown in FIG. 3A, since the electric power from the commercial power supply 10 is directly supplied to the conventional electronic ballast 20, a smoothing capacitor (not shown) inside the electronic ballast 20 from a zero-pass position of the voltage of the commercial power supply 10. ), The phase difference of the voltage charged in the C) always has a value of " [pi] / 2 (= 90 [deg.]) ”.
그러나, 본 발명에 의한 조도 제어기 100이 추가됨에 따라, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 수학식 2에 의하여 산출된 턴-온 시점 t로부터 상기 상용 전원 10의 전압의 다음 영점 통과 위치까지만 전력이 공급되도록 상기 스위칭 소자 108을 구동함에 따라, 상기 전자식 안정기 20에 공급되는 전력량을 조절할 수 있게 된다.However, as the illuminance controller 100 according to the present invention is added, as shown in FIG. 3B, only power is turned from the turn-on time t calculated by Equation 2 to the next zero pass position of the voltage of the commercial power supply 10. By driving the switching element 108 to be supplied, it is possible to adjust the amount of power supplied to the electronic ballast 20.
이때, 본 실시예에서는 상기 스위칭 소자 108을 트라이액으로 구성한 예에 관하여 설명하고 있는데, 상기 트라이액의 스위칭 특성 및 상기 전자식 안정기 20에 의한 평활 캐패시터의 충전 특성상, 상기 위상 φ가 0 이상 π/2 이하의 값을 갖는 경우(즉, 상기 상용 공급전력의 주파수가 60 헤르쯔일 때, 상기 턴-온 시점 t가 0 이상 1/240초 이하인 경우)에는 최대 조도시와 같은 양의 전력이 상기 전자식 안정기 20으로 공급된다.In this embodiment, an example in which the switching element 108 is formed of a triac has been described. In view of the switching characteristic of the triac and the charging characteristic of the smoothing capacitor by the electronic ballast 20, the phase φ is 0 or more π / 2. In the case of having the following values (ie, when the frequency of the commercial power supply is 60 Hz, the turn-on time t is 0 or more and 1/240 seconds or less), the amount of power equal to the maximum illuminance is equal to the electronic ballast. Supplied with 20.
상기와 같은 구성의 조도 제어기 100을 이용하여 사용자가 상기 조도 설정값 L을 0으로 설정한다면, 즉 형광등이 전혀 빛을 발하지 않도록 하기를 원한다면, 상기 수학식 2에 L=0을 대입하여 t=1/120초(0초는 최대값이므로 의미 없음)를 얻는다. 즉, 이 경우에는 상기 트라이액 108의 턴-온 시점이 다시 영점 통과 시점이 되므로, 상기 전자식 안정기 20으로 공급되는 전력은 0이 된다. 그러나 만약 최대 조도의 절반 정도의 조도, 즉 L=1/2이 되도록 설정한다면, 상기 턴-온 시점 t는 수학식 2로부터, t=(1/120)*(5/6)초가 되어, 상기 상용 공급전력의 매 반주기의 후단 근방에서 상기 트라이액 108을 턴-온시키게 됨을 알 수 있다.If the user sets the illuminance setting value L to 0 by using the illuminance controller 100 having the above configuration, that is, if the fluorescent lamp does not emit light at all, substitutes L = 0 in Equation 2 and t = 1. / 120 seconds (0 seconds is the maximum value, meaning nothing). That is, in this case, since the turn-on time point of the triac 108 becomes the zero pass time point, the power supplied to the electronic ballast 20 becomes zero. However, if the illuminance of about half of the maximum illuminance, that is, L = 1/2 is set, the turn-on time point t becomes (= 1/120) * (5/6) seconds from Equation 2, It can be seen that the triac 108 is turned on near the rear end of every half cycle of the commercial power supply.
물론, 상기 스위칭 소자 108을 트라이액이 아닌 다른 전력형 스위칭 소자를 사용하여 구성한 경우에는, 상기 상용 전원 10의 매 반주기(every half cycle)의전체를 통하여 상기 전자식 안정기 20으로 공급되는 전력량을 제어할 수도 있다. 그러나, 이러한 스위칭 소자 108의 선택과 그에 따른 전력 공급 위치의 선정 등은 본 발명의 실시 태양에 따른 설계적 선택사항일 뿐이며, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 그 상세한 설명을 생략한다.Of course, when the switching device 108 is configured using a power switching device other than a triac, it is possible to control the amount of power supplied to the electronic ballast 20 through the entire half cycle of the commercial power supply 10. It may be. However, the selection of the switching element 108 and the selection of the power supply position accordingly are merely design options according to the embodiments of the present invention, and will be apparent to those skilled in the art. Omit.
다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명에 의한 전자식 안정기의 조도 제어기 100의 동작의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 의한 전자식 안정기의 조도 제어기 100의 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.Next, an embodiment of the operation of the illumination controller 100 of the electronic ballast according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of an operation of the illumination controller 100 of the electronic ballast according to the present invention.
상기 상용 전원 10이 공급되어 동작이 시작되면(단계 400), 사용자가 설정해 놓은 조도 설정값을 판독한다(단계 402).When the commercial power source 10 is supplied and operation starts (step 400), the illuminance setting value set by the user is read (step 402).
다음으로, 상기 사용자의 희망 조도 설정값에 대응하여 상기 스위칭 소자 108을 턴-온하여야 할 시점 t를 연산한다(단계 404). 상기 단계 406에서는 상기 수학식 2를 이용할 수 있다.Next, the time t at which the switching element 108 should be turned on is calculated in response to the desired illuminance setting value of the user (step 404). In step 406, Equation 2 may be used.
다음으로, 상기 상용 전원 10의 전압의 파형이 영점 통과 위치에 있는가를 판단한다(단계 406). 상기 단계 406에서의 판단의 결과, 상기 전원 10의 전압 파형이 영점 통과 위치가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 전원 전압의 파형이 영점 통과 위치에 도달할 때까지 상기 단계 406을 반복하여 수행한다.Next, it is determined whether the waveform of the voltage of the commercial power supply 10 is at the zero pass position (step 406). As a result of the determination in step 406, if it is determined that the voltage waveform of the power source 10 is not at the zero pass position, the step 406 is repeatedly performed until the waveform of the power voltage reaches the zero pass position.
그리하여, 상기 상용 전원 10의 전압 파형이 영점 통과 위치에 도달하였다면, 일단 제어 변수 k를 0으로 초기화 한다(단계 408).Thus, once the voltage waveform of the commercial power supply 10 has reached the zero pass position, the control variable k is initially initialized to zero (step 408).
다음으로, 소정의 단위 시간(예컨대 0.1 msec)만큼 대기(단계 410)하고, 상기 제어 변수 k를 상기 단위 시간만큼 증가시킨다(단계 412).Next, wait (step 410) for a predetermined unit time (e.g., 0.1 msec), and increase the control variable k by the unit time (step 412).
그리하여, 상기 제어 변수 k가 상기 턴-온 시점 t 이상인지를 판단(단계 416)하고, 그 결과 아직 상기 제어 변수 k가 상기 턴-온 시점 t보다 작은 것으로 판단된 경우에는 상기 단계 412로 복귀하여 상기 단계들 412 내지 416을 반복한다.Thus, it is determined whether the control variable k is equal to or greater than the turn-on time t (step 416). As a result, if it is determined that the control variable k is still smaller than the turn-on time t, the process returns to step 412. Repeat steps 412 to 416 above.
그러나, 상기 단계 416에서의 판단의 결과, 상기 제어 변수 k가 상기 턴-온 시점(t) 보다 큰 것으로 판단된 경우에는, 상기 스위칭 소자 108을 턴-온하기 위한 구동 신호를 생성한다(단계 418). 다음으로, 제어를 리턴하여 단계 402로 복귀한다.However, when it is determined that the control variable k is larger than the turn-on time t as a result of the determination in step 416, a driving signal for turning on the switching element 108 is generated (step 418). ). Next, control returns to step 402.
물론, 본 발명의 실시예에 따라서는 상기 단계 406에서 상기 수학식 1을 이용하여 조정 위상값 φ를 연산하고, 이 값을 이용하여 후술하는 단계들을 수행할 수도 있다.Of course, according to the embodiment of the present invention, the adjustment phase value φ may be calculated using Equation 1 in step 406, and the following steps may be performed using this value.
마지막으로, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자식 형광등의 조도 제어기의 개념적 블록도이다. 도시된 바와 같이, 상기 위상검출기 102는 상기 스위칭 소자 108의 양단에 인가되는 전압의 위상을 검출한다. 본 실시예에 의하면, 상기 위상검출기 102의 임피던스를 상기 전자식 안정기 20의 임피던스보다 충분히 크게 하면, 상기 스위칭 소자 108 양단에 인가된 전압의 위상이 상기 전원 10의 전압의 위상과 거의 동일하게 된다.Finally, referring to FIG. 5, FIG. 5 is a conceptual block diagram of an illumination controller of an electronic fluorescent lamp according to another embodiment of the present invention. As shown, the phase detector 102 detects the phase of the voltage applied across the switching element 108. According to the present embodiment, when the impedance of the phase detector 102 is sufficiently larger than the impedance of the electronic ballast 20, the phase of the voltage applied across the switching element 108 becomes substantially the same as the phase of the voltage of the power source 10.
상기 위상검출기 102의 임피던스가 구체적으로 어느 정도의 크기를 가져야 하는가에 관하여는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실험적으로 구할 수 있는 값이며, 원하는 정도의 정밀도에 따라 가변적이므로 그 상세를 생략한다.As to how much the impedance of the phase detector 102 should specifically have, it is a value that can be obtained experimentally by those skilled in the art, and it is variable according to the desired precision. Omit.
본 실시예에 의하면, 전원 전압 자체의 위상을 검출하여 이용하는 것은 아니지만, 실질적으로는 전원 전압의 위상을 직접 검출하는 것과 동일한 결과를 달성할 수 있게 된다. 따라서, 상기한 바와 같은 본 발명의 기술 사상에 의한 조도 제어 동작을 수행할 수 있게 된다.According to this embodiment, although the phase of the power supply voltage itself is not detected and used, substantially the same result as that of directly detecting the phase of the power supply voltage can be achieved. Therefore, it is possible to perform the illumination control operation according to the technical idea of the present invention as described above.
이상, 본 발명의 기술 사상에 관하여 특정의 실시예를 예로 들어 상세히 설명하였으나, 상기한 설명에 의하여 본 발명의 기술 사상에 어떠한 제한이 가하여 지는 것이 아님을 주의하여야 한다.As mentioned above, although the specific embodiment was described in detail regarding the technical idea of this invention, it should be noted that it does not impose any restriction on the technical idea of this invention by the above description.
본 발명에 의하면, 저가의 전자식 안정기를 채용한 형광등에 있어서도 안정된 조도 제어 기능을 구현할 수 있다.According to the present invention, a stable illuminance control function can be realized even in a fluorescent lamp employing a low-cost electronic ballast.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 형광등을 제어하는 스위치에 의하여 조도를 제어하는 것이 가능하다.Moreover, according to this invention, illumination intensity can be controlled by the switch which controls the said fluorescent lamp.
나아가, 본 발명에 의하면, 전자식 안정기의 평활 캐패시터에 공급되는 전력을 제어하여 조도를 제어할 수 있으므로, 전체적인 에너지 소비를 절감할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, since the illuminance can be controlled by controlling the power supplied to the smoothing capacitor of the electronic ballast, the overall energy consumption can be reduced.
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