KR200335876Y1 - 무전극 램프 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단상 또는 삼상 전원을 공급하는 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있는 발진부에서 원하는 밝기의 레벨 크기로 발진시켜 무전극 램프로 출력되도록 한 무전극 램프 구동장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은 단상 또는 삼상 전원을 공급받아 잡음을 제거하는 한편, 잡음 제거된 교류전압을 직류전압으로 변환시킨 다음, 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급하는 전원공급부; 및 상기 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 전원공급부를 통해 스위칭되어 직류전압이 인가되면 인가된 직류전압을 소정 크기의 레벨로 발진시키고, 소정크기로 발진된 발진주파수를 해당 무전극램프에 제공하는 발진부를 포함하되, 상기 발진부는, 상기 전원공급부로부터 공급된 전원의 잡음을 제거하기 위한 제 1 필터링기; 상기 제 1 필터링기를 통해 잡음 제거된 전원을 공급받아 소정의 레벨 크기로 발진시키고, 발진된 소정의 레벨크기를 무전극 램프로 출력되도록 하는 고주파 발진기; 및 상기 제 1 필터링기를 통해 잡음 제거된 전원이 공급되는 상태에서 무전극 램프가 연결되어 있지 않거나 또는 무전극램프가 노후하여 규정치 이상의 전압이 발생하게 되면 회로 동작을 정지시키는 과전압 보호기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무전극 램프 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING INDUCTION LAMP}

본 고안은 무전극 램프 구동장치에 관한 것으로, 가로등, 보안등과 같은 등기구에 적용되어, 단상 또는 삼상 전원을 공급하는 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있는 발진부에서 원하는 밝기의 레벨크기로 발진시켜 무전극 램프에 출력함으로써 적당한 밝기로 무전극 램프를 점등시킬 수 있도록 한 무전극 램프 구동장치에관한 것이다.

일반적으로, 무전극 램프는 전구 내부에 전극이 없는 대신 외부 코일의 초고주파 방전으로 전구안의 형광물질이 발광하기 때문에 전구수명이 무려 10만 시간으로 현재까지 상용화된 광원 중에서 가장 오래가고 있다.

국내에서는 이러한 무전극 램프의 핵심부품인 안정기가 국산화되면서 제품보급이 탄력을 받아, 대형할인점과 주유소, 터널과 같은 공공시설을 중심으로 무전극 조명 수요가 급증하는 추세이다.

그러나, 이와 같은 무전극 램프의 구동은 램프 시동시부터 안정점등까지 주회로의 전압, 전류의 피크치가 크게 변화하기 때문에 램프시동 및 안정점등을 만족하는 구동회로가 요구된다.

또한, 이러한 무전극 램프의 구동회로는 대부분 선형 전력증폭기가 이용되고 있으나, 발열로 인한 낮은 변환효율과 구동회로의 크기 자체가 비대해지는 문제로, 스위칭 타입의 인버터회로로 대치하여 사용하고 있는데, 이는 스위칭소자의 스위칭손실로 인하여 1.5MHz이상의 주파수에서는 동작시킬 수 없으므로, 전력효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 무전극 램프의 응용범위가 점차 확대되면서 현재는 가로등, 보안등에 적용을 하기 시작하였는데, 제너레이터 자체 크기로 인하여 가로등 등기구를 새로 제작하거나 따로 외함을 만들어야 하는 불편함이 있었다.

그리고, 제너레이터를 등기구 바로 옆에 설치해야 하므로 추후 유지보수에 있어서도 상당한 시간적, 경제적 부담이 있었고, 무전극 램프의 구동시 전원공급부와 발진기로 구성된 안정기를 무전극 램프와 떨어져 설치되어 있을 경우, 무전극 램프로 원하는 밝기에 해당하는 발진주파수를 출력하기 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 단상 또는 삼상 전원을 공급하는 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있는 발진부에서 원하는 밝기의 레벨크기로 발진시켜 원하는 밝기에 해당하는 발진주파수를 무전극 램프에 출력함으로써 등기구가 설치된 환경에 적당한 밝기를 조명할 수 있는 무전극 램프 구동장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 무전극 램프 구동장치의 전체적인 구성을 설명하기 위한 블록도,

도 2는 도 1의 전원공급부를 설명하기 위한 회로도,

도 3은 도 1의 발진부를 설명하기 위한 회로도,

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 무전극 램프 구동장치를 설명하기 위한 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전원공급부 20 : 발진부

30 : 무전극 램프

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면에 따른 무전극 램프 구동장치는, 단상 또는 삼상 전원을 공급받아 잡음을 제거하는 한편, 잡음 제거된 교류전압을 직류전압으로 변환시킨 다음, 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급하는 전원공급부; 및 상기 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 전원공급부를 통해 스위칭되어 직류전압이 인가되면 인가된 직류전압을 소정 크기의 레벨로 발진시키고, 소정크기로 발진된 발진주파수를 해당 무전극램프에 제공하는 발진부를 포함하되, 상기 발진부는, 상기 전원공급부로부터 공급된 전원의 잡음을 제거하기 위한 제 1 필터링기; 상기 제 1 필터링기를 통해 잡음 제거된 전원을 공급받아 소정의 레벨 크기로 발진시키고, 발진된 소정의 레벨크기를 무전극 램프로 출력되도록 하는 고주파 발진기; 및 상기 제 1 필터링기를 통해 잡음 제거된 전원이 공급되는 상태에서 무전극 램프가 연결되어 있지 않거나 또는 무전극램프가 노후하여 규정치이상의 전압이 발생하게 되면 회로 동작을 정지시키는 과전압 보호기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전원공급부는, 단상 또는 삼상 전원을 공급받아 외부에서 들어오는 잡음을 제거하는 제 2 필터링기; 상기 제 2 필터링기를 통해 필터링된 교류전압을 직류전압으로 변환시킨 다음, 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급되도록 스위칭하는 스위칭기;및 상기 제 2 필터링기를 통해 공급된 전원을 토대로 상기 스위칭기가 스위칭 기능을 수행할 수 있도록 상기 제 2 필터링기와 스위칭기를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

이하에서의 본 고안은 무전극 램프 구동장치를 바람직한 실시예로써 설명할 것이나, 본 고안의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 고안의 실시예에 따른 무전극 램프 구동장치를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 무전극 램프 구동장치의 전체적인 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 전원공급부를 설명하기 위한 회로도이고, 도 3은 도 1의 발진부를 설명하기 위한 회로도이며, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 무전극 램프 구동장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 고안의 실시예에 따른 무전극 램프 구동장치는 단상 또는 삼상 전원을 공급받아 외부에서 들어오는 잡음을 제거하고 잡음 제거된 교류전압을 직류전압으로 변환시켜 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급하는 전원공급부(10)와, 상기 전원공급부(10)와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 전원공급부(10)로부터 공급된 직류전압을 소정크기의 레벨로 발진시켜 무전극 램프(30)에 출력하는 발진부(20)를 포함한다.

또한, 상기 무전극 램프 구동장치는 상기 발진부(20)를 등기구내에 일체형으로 장착시켜 상기 전원공급부(10)로부터 전원을 공급받아 원하는 밝기의 크기로 발진시켜 무전극 램프(30)의 밝기를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 발진부(20)를 등기구내에 일체형으로 장착할 수 있도록 함이 바람직하나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 무전극 램프(30)는 상기 발진부(20)에 의하여 고주파가 자기유도 코일에 인가되면 램프 내부에 자장이 발생하는데, 이 자장은 벌브 내부의 플라즈마 물질을 자극시켜 수은 원자가 자외선을 방출하게 만든다. 이 자외선이 인광 코팅체를 통과하게 되면 형광램프와 같은 가시광선으로 변하게 된다.

도 2를 참조하여 상기 무전극 램프 구동장치의 구성요소 중 전원공급부(10)에 대해 설명하면, 상기 전원공급부(10)는 제 2 필터링기(11), 스위칭기(12) 및 제어기(13) 등을 포함한다.

상기 제 2 필터링기(11)는 상용전원 단상/삼상(AC220v/380v/440v)을 입력받아 외부에서 들어오는 노이즈 및 임펄스(noise impulse) 전압을 차단/제거하고, 내부회로에서 발생하는 노이즈 및 임펄스 전압을 상용전원으로 흐르는 것을 차단한다.

상기 스위칭기(12)는 상기 제 2 필터링기(11)를 통해 필터링된 교류전압을 직류전압으로 변환시킨 다음, 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급되도록 스위칭하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 스위칭기(12)는 상기 제 2 필터링기(11)를 통과한 양질의 교류전압을 브릿지 다이오드(BR1)를 통해 AC 단상/삼상 전압을 DC 직류 전압으로 전환한 다음 서미스터(thermister)(TH1)로 스타트시 초기 돌입전류를 제어하고, 초크(CH1), 제 1 트랜지스터(Q1) 및 제 1 다이오드(D1)로 구성된 능동필터(active filter)를 거쳐 발진부(20)에 필요한 DC350V에서 DC600V가 공급되어지며, 또한 능동필터회로를 사용함으로써 고역율(95%이상)을 얻을 수 있다.

상기 제어기(13)는 상기 제 2 필터링기(11)를 통해 공급된 전원을 토대로 상기 스위칭기(12)가 스위칭 기능을 수행할 수 있도록 상기 제 2 필터링기(11) 및 스위칭기(12)를 제어한다.

또한, 상기 제어기(13)는 AC 전압 DC 피드백 전압을 받아 승감산하여 스위칭기(12)를 구동할 수 있는 PWM 파형을 공급한다.

이제, 상기 발진부(20)에 대해 설명하면, 상기 발진부(20)는 등기구 내에 장착시키거나 또는 등기구(예를 들면, 무전극 램프)와 물리적으로 분리되어 설치할 수 있다.

상기 발진부(20)는 상기 전원공급부(10)와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 전원공급부(10)로부터 공급된 직류전압을 이용하여 원하는 밝기에 해당하는 소정의 크기로 발진시킨다. 여기서, 상기 발진된 소정크기의 발진주파수는 무전극 램프(30)로 출력되어 원하는 밝기로 무전극 램프(30)를 점등시킬 수 있다.

상기 발진부(20)는 제 1 필터링기(21), 고주파 발진기(22) 및 과전압 보호기(23) 등을 포함한다.

상기 제 1 필터링기(21)는 상기 전원공급부(10)로부터 공급된 전원의 잡음을 제거하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 제 1 필터링기(21)는 물리적으로 분리되어 있는 전원공급부(10)에서 전원이 수십미터에서 수백미터 떨어진 등기구로 공급되기 때문에 L 성분의 유도성 임피던스가 형성되어 이로 인한 잡음을 제거한다.

상기 고주파 발진기(22)는 상기 제 1 필터링기(21)를 통해 잡음 제거된 전원을 공급받아 원하는 밝기에 해당하는 소정의 레벨 크기로 발진시키고, 발진된 소정크기의 발진주파수를 무전극 램프(30)로 출력되도록 한다.

상기 고주파 발진기(22)는 상기 무전극 램프(30)가 요구하는 RF 전압 수백키로헤르츠에서 수메가헤르츠까지 주파수 및 전압을 형성하여 무전극 램프(30)에 공급한다.

상기 과전압 보호기(23)는 상기 제 1 필터링기(21)를 통해 잡음 제거된 전원이 공급되는 상태에서 무전극 램프(30)가 연결되어 있지 않거나 또는 무전극 램프(30)가 노후하여 규정치 이상의 전압이 발생하게 되면 회로 동작을 정지시키는 역할을 수행한다.

즉, 상기 과전압 보호기(23)는 제 1 트랜지스터(Q1)에 초기동작을 하기 위해제 1 다이오드(D1)를 통하여 구동전압을 받아 제 1 트랜지스터(Q1)가 도통하게 된다.

도 4는 상기 전원공급부(10)에서 전원이 공급되는 적어도 하나의 발진부(20)와, 상기 발진부(20)에 연결된 무전극 램프(30)를 도시한 것으로, 상기 전원공급부(10)로부터 공급된 전원으로 발진부(20)에서 원하는 밝기의 크기로 발진을 시켜서 무전극 램프(30)로 출력하여 각 무전극 램프(30)마다 다른 밝기로 조명할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 무전극 램프 구동장치의 동작을 설명하면, 상기 무전극 램프 구동장치는 단상 또는 삼상 전원을 공급하는 전원공급부(10)와 물리적으로 분리되어 있는 발진부(20)로 전원이 공급된다. 이때, 상기 전원공급부(10)와 발진부(20)는 수십미터에서 수백미터까지 떨어져 있어도 가능하다.

상기 발진부(20)는 등기구내에 장착함으로써 소정간격 떨어진 전원공급부(10)로부터 전원을 공급받아 원하는 밝기의 크기로 발진시켜서 무전극 램프(30)에 출력한다.

본 실시예에서 상기 발진부(20)는 등기구내에 일체형으로 장착할 수는 것으로 설명하고 있으나, 외부에 별도로 장착할 수도 있다.

그러면, 상기 무전극 램프(30)는 상기 발진부(20)로부터 출력된 발진주파수가 자기유도코일에 인가되면 램프 내부에 자장이 발생하게 되고 이 자장이 벌브 내부의 플라즈마 물질을 자극시켜 수은 원자가 자외선을 방출하게 만들어 인광 코팅체를 자외선이 통과하게 됨으로써 원하는 밝기로 램프가 점등된다.

이상의 본 고안은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있는 발진부를 등기구 내에 장착함으로써 상기 전원공급부로부터 공급된 전원을 발진부에서 원하는 밝기에 해당하는 발진주파수를 잡음 없이 무전극 램프에 출력할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 발진부와 물리적으로 분리되어 있는 전원공급부에서 등기구내에 장착된 발진부로 전원을 인가함으로써 등기구를 새로 제작하거나 따로 외함을 만들어야 하는 비용적인 부담 및 불편함을 해소시킨 효과가 있다.

Claims (2)

1. 단상 또는 삼상 전원을 공급받아 잡음을 제거하는 한편, 잡음 제거된 교류전압을 직류전압으로 변환시킨 다음, 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급하는 전원공급부(10); 및

   상기 전원공급부와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 전원공급부를 통해 스위칭되어 직류전압이 인가되면 인가된 직류전압을 소정 크기의 레벨로 발진시키고, 소정크기로 발진된 발진주파수를 해당 무전극램프(30)에 제공하는 발진부(20)를 포함하되,

   상기 발진부는,

   상기 전원공급부로부터 공급된 전원의 잡음을 제거하기 위한 제 1 필터링기(21);

   상기 제 1 필터링기를 통해 잡음 제거된 전원을 공급받아 소정의 레벨 크기로 발진시키고, 발진된 소정의 레벨크기를 무전극 램프(30)로 출력되도록 하는 고주파 발진기(22); 및

   상기 제 1 필터링기를 통해 잡음 제거된 전원이 공급되는 상태에서 무전극 램프가 연결되어 있지 않거나 또는 무전극램프가 노후하여 규정치 이상의 전압이 발생하게 되면 회로 동작을 정지시키는 과전압 보호기(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원공급부는,

   단상 또는 삼상 전원을 공급받아 외부에서 들어오는 잡음을 제거하는 제 2 필터링기(11);

   상기 제 2 필터링기를 통해 필터링된 교류전압을 직류전압으로 변환시킨 다음, 변환된 직류전압을 외부로 각각 공급되도록 스위칭하는 스위칭기(12);및

   상기 제 2 필터링기를 통해 공급된 전원을 토대로 상기 스위칭기가 스위칭 기능을 수행할 수 있도록 상기 제 2 필터링기와 스위칭기를 제어하는 제어기(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프 구동장치.