KR200386914Y1 - 조도 조절 기능을 가지는 형광등 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 형광등 기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형광등의 안정기에 인가되는 전력을 제어 함으로서 형광등에 인가되는 고주파 전원의 전력을 변동 시킴으로서 형광등의 조도를 조절할수 있도록 하는 전자 장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은, 형광등에 점등신호를 인가하는 고압신호 발생부와, 조도 설정을 위한 외부 신호 인가부를 가지고, 인가된 외부 신호에 따라 적절한 제어 신호를 발생 시키는 신호 발생부를 가지고, 형광등의 상태에 따라 외부 신호에 의하여 적절한 조광신호를 합성하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 장치로서 조광 신호에 따라 4％ ∼ 100％ 까지의 조도를 구현하도록 하여 형광등용 전력 제어 장치가 완성 된다.

Description

조도 조절 기능을 가지는 형광등 장치{The fluorescent lamp having electrically dimming function}

본 고안은 에너지 절약형 조명장치에 관한 것으로 형광등의 조도 조절을 통하여, 전력의 절약 및 여하한 조도 조절이 가능한 형광등 장치에 관한 것이다.

일반적으로 형광등과 같은 전기장치는 코일과 콘덴서를 이용하는 기계식 장치와 전자회로를 이용하여 방전 전압과 방전 상태를 형광등의 상태를 검지하여 되먹임 함으로서 방전 상태를 계속적으로 유지할 수 있도록 되어 있다.

그러나 경우에 따라서 전체조도가 필요하지 않은 경우나, 주간 시간대에는 형광등을 계속 사용하는 것은 에너지 소모가 많고, 외부의 태양광에 의하여 충분한 조도가 유지되기 때문에 최대의 조광량이 불필요하다. 이와 같은 불합리를 제거하고 에너지 절약과 적당한 조광량을 유지하기 위하여 본 고안에서 개시하는 형광등의 조도 조절 장치를 통하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

종래기술에 의한 형광등의 조광 방법은 전력의 인입단에서 전체의 전류를 제한 함으로서 얻어지게 되어 있다 이 경우 하나의 조절기에 의하여 입력단에 연결된 전체의 조명장치가 조도 조절이 되고, 이에 따라 각각의 조도 변화가 필요할 경우 각각이 별도의 전기회로로 구성되어야 하는 문제점이 있다.

또한 매우 작은 전력에서는 입력 전압의 불안정으로 인하여 형광등의 조명 품질이 저하되고 매우 불안정한 조광 효과를 나타내게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 각각의 형광등에 부착된 전자식 안정기에 조광 수단을 첨부 함으로서 각각의 형광등의 조도 조절은 물론 수명에 비례하여 떨어지는 개별 형광등의 조도 차이 문제를 해결하였다. 또한 각 형광등 간의 범용 인터페이스를 제공 함으로서 여러개의 형광등을 동시에 제어할 수 있는 수단을 제공하는 방법을 제공하는데 본 고안의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 각각의 형광등에 방전 조건을 형성하는 안정기에 주파수에 따른 출력 전력을 발생기키는 회로와 외부의 조광 신호를 주파수 신호로 변환 시키는 장치, 입력된 변환 신호와 형광등의 상태를 검출하고 적절한 제어 신호를 발생 시키고, 외부의 범용 장치로부터 조광신호를 입력 밭아 처리하는 마이크로 제어기를 장착하고 전체의 장치를 외부 입력이 비례하는 제어 방식을 가지는 장치를 제공 한다,

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서와 같이, 본 고안은 종래기술의 종래의 조광기(7)와 형광등 안정기(8)를 집적하여 본 고안에 의한 조광장치(10)를 개시한다.

종래 기술은 입력단의 교류 전력을 1차적으로 전체 전력을 조정하여 공지의 형광등용 안정기(8)에 조정된 전력을 전달하므로서 형광등의 조광 기능을 구현 하였다. 이와 같은 방법은 형광등(14)의 부하-형광등의 설치 개수-에 따라 종래의 조광에 인가되는 소비전력이 달라지게 되므로 조광장치의 정격이 달라지므로 형광등 부하에 따라 정격 전력을 맞추어 설계해야 하는 문제점이 있다. 그러나 본 고안은 종래의 고안에서 기능적으로 조광장치(15)의 기능을 집적하여 본 고안의 조광장치 (10)을 제작하고 제작된 조광장치는 형광등 안정기(8)과 종래의 조광장치(7)의 기능을 수행하고, 각 조광 장치에 인가되는 정격 전력은 항상 1개의 형광등(14)에만 걸리게 되므로서 각 조광 장치에는 동일한 정격의 전력이 인가되게 된다. 이와 같은 이유로 인하여 본 고안에서 개시하는 조광 장치는 회로적으로 표준화가 가능하다. 또한 종래의 장치가 전력을 조절함에 있어서 도 6과 같이 PWM 신호를 이용하여 입력 파형을 차단하여 한 주기의 평균값을 사용 함으로서 각 단위 주기의 전압 파형의 최대 값을 조절하도록 되어 있다. 이와 같은 방법은 신호의 왜곡 및 전력 손실이 많아지게 된다. 이에 비하여 본 고안은 고주파 신호를 이용하여 형광등에 인가되는 전력을 재 생성시키는 방법을 사용하며 이와 같은 방법을 통하여 장치를 경박 다소화 시키고 있다.

도 1을 상세히 설명하면, 통상적인 교류 입력(6)이 본 고안에 의한 조광장치(10)에 인가되고, 인가된 전원을 확인한 마이크로 제어기(3)에 의하여 초기 방전을 개시한다. 초기 방전이 성공되면 형광등(14)으로 부터의 방전 개시 신호를 전달 받고, 이를 입력 받은 마이크로 제어기(3)은 조광 가능한 모드로 전환한다. 그리고 외부의 원격 조광 신호(5)에 따라 형광등(14)의 조도를 조절한다. 형광등(14)의 조광 기제는 원격 조광 신호(5)를 입력 받은 마이크로 제어기(3)은 주파수 발진장치(4)에 PWM 신호를 인가하고, 인가된 신호의 듀티비에 따라 고전압 구동회로(3)에 원격제어 신호(5)에 적합한 조정 주파수를 생성 시킨다. 주파수 발진기 (4)로부터 입력 받은 고전압 구동회로(3)는 설정된 주파수로 형광등(14)에 전력을 공급하게 된다. 통상 이와 같은 출력전압은 20 ∼ 150KHz의 구동 주파수와 400∼600V의 구동전압으로 형광등(14)를 구동하게 된다.

도 2는 종래기술에 의한 구동 방법을 개시하고 있는데, 본 고안에 의한 기술은 형광등용 안정기(8)과 조광장치(7)을 포함한 안정기 포함형 조광장치(15)와 동일한 기능을 수행하게 된다.

도 3은 본 고안에 의한 단수의 형광(14)의 구동 예를 개시한다. 이때 조광신호 입력수단은 접점, 포텐쇼메터, 가변 저항 등의 수단 또는 RS232C, RS485와 같은 범용 제어 수단이 될수 있으며, 공지의 제어수단을 이용할 수 있으며, 어떠한 방법상의 제한이 주어 지지 않는다.

도 4는 본 고안에 의한 복수개의 형광등을 제어하는 예이다. 이 경우 마스터 조도 조절 장치는 도 3에서 설명한 제어 방법이 적용 가능하다, 그러나 전압 전류 등의 제어 신호는 거리에 따른 제약 등의 문제가 있으므로 도4 에서 개시하는 방법은 범용 통신선로(13)을 활용 하는 것이 보다 안정적이다.

도 4에서와 같은 방법으로 본 고안 장치를 이용할 경우 각 형광등 장치에 인가되는 전력량은 오차 범위 내에서 동일한 값을 가지게 된다.

도 5는 본 고안에 의한 40Watt 2등을 동시에 제어할 경우의 조도 대 소비 전류의 그래프를 나타낸다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은, 교류 입력 수단을 구비하고, 고전압 안정화 회로를 구비하고, 전체 회로를 통제하고, 원격 제어 입력을 형광등 제어용의 주파수로 변환하는 기능을 가지는 마이크로 제어기를 구비하고, 입력 주파수에 비례하는 고전압 구동 신호를 발생시키는 고전압 구동회로를 구비한 형광등 조도 조절 장치를 구현한다. 본 고안에 의하여 적정한 조도를 유지 함으로서 전력의 소모를 줄이고, 각 형광등에 부착되는 안정기와 제어 수단을 일체화 시킴으로서 조광장치를 단순화 시키고, 각 단위 장치의 표준화가 가능해진다. 또한 각 장치의 표준화로 인하여 복수의 형광등 장치를 구성하기 위한 입력 전력에 구애 받지 않는 조광 장치가 실현 된다.

도 1은 본 고안에 의한 전자회로의 블록도

도 2는 종래기술에 의한 형광등 조도 조절장치 설명도

도 3은 본 고안에 의한 단수 형광등의 조도 조절장치 구동 방법

도 4는 본 고안에 의한 복수 형광등의 조도 조절장치 구동 방법

도 5는 본 고안에 의한 조도 대 소비전류의 그래프

도 6은 종래 기술에 의한 입력 파형의 변화

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 고전압 안정화 회로 2: 고전압 구동회로

3: 마이크로 제어기 4: 주파수 발진회로

5: 제어 신호 인가부 6: 입력전압

7: 종래 조광장치 8: 형광등 안정기

9: 조광신호 10: 본 고안에 의한 조광장치

11: 전용 선로

12: 마스터 조광장치 13: 범용선로

14: 형광등

15: 조광장치(본 고안에 의한 조광장치의 기능)

Claims (4)

1. 방전 조명기구의 조광장치에 있어서

   고전압 안정화 회로를 구비하고,

   상기 고전압 안정화 회로의 전압 입력에 의하여 점등 및 조광에 필요한 고전압을 발생시키는 고전압 구동회로를 구비하고,

   외부의 원격조광 신호에 비례하는 주파수 발진 신호를 발생시키고, 전체 장치를 제어하는 마이크로 제어기를 구비하고,

   상기 마이크로 제어기의 입력에 비례하는 주파수를 발생시키는 주파수 발진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 방전 조명기구의 조광장치
2. 제 1항에 있어서 방전 조명기구가 형광등인 것을 특징으로 하는 방전 조명기구의 조광장치.
3. 제 1항에 있어서 방전 조명기구가 메탈할라이드 조명장치인 것을 특징으로 하는 방전 조명기구의 조광장치.
4. 형광등의 조광장치에 있어서

   고전압 안정화 회로를 구비하고,

   상기 고전압 안정화 회로의 전압 입력에 의하여 점등 및 조광에 필요한 고전압을 발생시키는 고전압 구동회로를 구비하고,

   외부의 원격조광 신호에 비례하는 주파수 발진 신호를 발생시키고, 전체 장치를 제어하는 마이크로 제어기를 구비하고,

   상기 마이크로 제어기의 입력에 비례하는 주파수를 발생시키는 주파수 발진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 방전 조명기구의 조광장치