KR20040067669A - Resonance frequence control apparatus plasma lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하도록 한 무전극 조명 시스템의공진주파수 조절장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless illumination system using electromagnetic waves. In particular, an electrodeless illumination system that generates a resonance frequency by adaptively coping with the detected system situation by detecting a current system state by receiving feedback of a resonance frequency and power. The resonant frequency control device of the system.
일반적으로 무전극 조명 시스템(PLS : Plasma Lighting System)은 전자레인지에 사용되는 고주파 발진기(마그네트론)에서 발생하는 전자파가 전구내 불활성가스를 플라즈마 상태로 만들면서 화합물 또는 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량을 제공할 수 있는 조명기기이다.In general, a PLS (Plasma Lighting System) is a method in which electromagnetic waves generated from a high frequency oscillator (magnetron) used in a microwave oven cause a compound or metal compound to emit light continuously while making an inert gas in a bulb into a plasma state. It is a lighting device that can provide an excellent amount of light without an electrode.
이러한 무전극 조명 시스템은 한 개의 PLS로 400W 메탈할라이드 네 개의 광속을 낼 수 있고 20%이상의 에너지 절감효과를 얻을 수 있다. 또, 필라멘트 없이 플라즈마 발광원리에 의해 빛을 방출하기 때문에 광속저하 없이 오랜 시간을 사용할 수 있고, 자연 백색광과 동일한 연속 광스팩트럼을 구현하기 때문에 시력보호는 물론 자외선이나 적외선의 방출을 줄여 편안한 조명 환경을 제공할 수 있다.This electrodeless lighting system can generate four luminous fluxes of 400W metal halides with one PLS and energy savings of more than 20%. In addition, since the light is emitted by the plasma light emitting principle without filament, it can be used for a long time without deterioration of the luminous flux, and since it realizes the same continuous light spectrum as natural white light, it not only protects eyesight but also reduces the emission of ultraviolet rays and infrared rays, thereby providing a comfortable lighting environment. Can provide.
도 1은 종래 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional electrodeless illumination system.
이에 도시한 바와 같이 종래 무전극 조명 시스템은 케이싱(1)의 내부에 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)와 도파관(4) 등을 설치하고, 케이싱(1)의 외부에 전구(5)와 공진기(6)를 설치하여 마그네트론(2)에서 발진하는 전자파를 도파관(4)을 이용하여 공진기(6)로 유도함으로써 전구(5)내 불활성가스가 플라즈마화 되면서 빛을 발하는 것이다.As shown in the related art, a conventional electrodeless lighting system includes a magnetron 2, a high pressure generator 3, a waveguide 4, and the like inside a casing 1, and a light bulb 5 and an outside of the casing 1, respectively. The resonator 6 is installed to guide the electromagnetic waves oscillated from the magnetron 2 to the resonator 6 using the waveguide 4 to emit light while the inert gas in the bulb 5 becomes plasma.
이를 보다 상세히 살펴 보면, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압 발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 내부에 발광물질과 불활성가스와 방전촉매물질을 함께 봉입하여 전자파 에너지에 의해 봉입한 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사경(7)과, 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체 거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)를 냉각하는 냉각팬 조립체(9)로 구성하고 있다.Looking at this in more detail, a magnetron (2) mounted inside the casing (1) to generate electromagnetic waves, a high-voltage generator (3) for boosting and supplying commercial AC power to the magnetron (2) at high pressure, and the magnetron (2) Waveguide (4), which communicates with the outlet of the magnetron (2) and transmits the electromagnetic waves generated by the magnetron (2), and the luminescent material encapsulated by the electromagnetic wave energy by enclosing the luminescent material, the inert gas, and the discharge catalyst material inside the plasma. And a resonator 6 through which the light emitted from the light bulb 5 passes through the light bulb 5 for generating light, and covers the waveguide 4 and the front of the light bulb 5 to block electromagnetic waves. ), A reflector (7) for intensively reflecting light generated from the bulb to the straight line, and a dielectric mirror (8) mounted inside the resonator (6) at the rear of the bulb (5) for reflecting light while passing electromagnetic waves; On one side of the casing (1) It is composed of a swing torch (2) and the high-voltage generator 3, a cooling fan assembly (9) for cooling.
도면중 미설명 부호 M1은 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회전시키는 팬모터이다.In the drawings, reference numeral M1 denotes a bulb motor for rotating a light bulb, and M2 denotes a fan motor for rotating a cooling fan.
상기와 같은 종래 무전극 조명 시스템은 다음과 같이 동작한다.The conventional electrodeless illumination system as described above operates as follows.
제어부의 지령에 따라 고압 발생기(3)에 구동 신호를 입력하면, 고압 발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다.When a driving signal is input to the high pressure generator 3 according to the command of the control unit, the high pressure generator 3 boosts the AC power to supply the boosted high pressure to the magnetron 2, and the magnetron 2 oscillates by the high pressure. Generates electromagnetic waves with very high frequencies.
이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 전구(5) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사경(7)과 유전체 거울 (8)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝히는 것이었다.The electromagnetic waves radiate into the resonator 6 through the waveguide 4 to excite the inert gas enclosed in the bulb 5 to generate a light having a unique emission spectrum while continuously emitting a luminescent material. This light was to reflect the space forward by the reflector 7 and the dielectric mirror 8 to illuminate the space.
여기서, 도2는 상기 무전극 조명 시스템의 공진주파수 발생장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 사용자의 선택에 의해, 일정 전압을 발생하는 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부(10)에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하는 증폭기(20)와; 상기 증폭기(20)에서 증폭된 전압을 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기(40)와; 상기 증폭기(20)와 공진기(40) 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부(30)로 구성된다.2 is a block diagram showing the configuration of the resonance frequency generator of the electrodeless illumination system, the power supply unit 10 for generating a predetermined voltage by the user's selection; An amplifier 20 for amplifying the voltage generated by the power supply unit 10 to a predetermined level; A resonator 40 for LC resonance of the voltage amplified by the amplifier 20 to generate a resonant frequency according thereto; Located between the amplifier 20 and the resonator 40, it consists of an impedance matching unit 30 to match the impedance.
즉, 상기 전원공급부(10)는, 사용자의 선택에 의해 일정전압을 발생하고, 증폭기(20)는 상기 전원공급부(10)에서 발생된 전압을 소정 레벨로 증폭시킨후, 그 증폭된 전압을 공진기(40)에 인가하며, 이에 따라 상기 공진기(40)는 상기 증폭기(20)에서 출력되는 전압을 입력받아 LC공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생한다.That is, the power supply unit 10 generates a constant voltage by the user's selection, and the amplifier 20 amplifies the voltage generated by the power supply unit 10 to a predetermined level, and then amplifies the amplified voltage. 40, the resonator 40 receives the voltage output from the amplifier 20 and LC resonates to generate a resonant frequency accordingly.
상술한 바와같이, 종래 무전극 조명 시스템의 공진주파수 발생장치는, 시스템의 환경변화에 적응적으로 대처하지 못하여, 전구에 봉입한 물질들이 효과적으로 발광하도록 공진주파수를 적절히 조절하지 못하므로, 사용자가 원하는 조명의 광도를 유지하지 못하는 문제점이 있다.As described above, the resonant frequency generating device of the conventional electrodeless lighting system does not adaptively cope with environmental changes in the system, and does not properly adjust the resonant frequency so that the materials encapsulated in the bulb effectively emit light. There is a problem that can not maintain the brightness of the illumination.
본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명 시스템이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하도록 한 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the conventional electrodeless lighting system as described above, and receives the resonant frequency and power feedback to detect the current system situation, thereby adaptively coping with the detected system situation to adjust the resonance frequency. It is an object of the present invention to provide a resonant frequency control device for an electrodeless illumination system.
도 1은 종래 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional electrodeless illumination system.
도 2는 본 종래 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration for the resonant frequency control device of the conventional electrodeless lighting system.
도3은 본 발명 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration for the resonant frequency control device of the electrodeless illumination system of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100:전원공급부 200: 증폭기100: power supply 200: amplifier
300:임피던스 매칭부 400:공진기300: impedance matching unit 400: resonator
500:제어부500: control unit
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자의 선택에 의해, 일정 주파수를 가지는 전압을 발생하는 전원공급부와; 상기 전원공급부에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하여 그에 따른 파워를 출력하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 출력되는 파워를 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기와; 상기 증폭기와 공진기 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부와; 상기 공진기로 인가되는 파워 및 상기 공진기에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기의 이득 및 임피던스매칭부의 임피던스 매칭을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the user's selection, the power supply for generating a voltage having a predetermined frequency; An amplifier for amplifying the voltage generated by the power supply unit to a predetermined level and outputting power according thereto; A resonator for LC resonance of the power output from the amplifier to generate a resonance frequency accordingly; An impedance matching unit positioned between the amplifier and the resonator to match an impedance; Receives a feedback of the power applied to the resonator and the resonant frequency generated by the resonator, compares the pre-stored reference power and the reference resonant frequency, and controls the frequency of the voltage generated by the power supply unit based on the comparison result. And a control unit for controlling the impedance matching of the gain and the impedance matching unit of the amplifier.
이하, 본 발명에 의한 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a resonant frequency control device for an electrodeless illumination system according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 무전극 조명 시스템의 공진주파수 조절장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 사용자의 선택에 의해, 일정 주파수를 가지는 전압을 발생하는 전원공급부(100)와; 상기 전원공급부(100)에서 발생되는 전압을 소정 레벨로 증폭하여 그에 따른 파워를 출력하는 증폭기(200)와; 상기 증폭기 (200)에서 출력되는 파워를 LC 공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생하는 공진기 (400)와; 상기 증폭기(200)와 공진기(400) 사이에 위치하여, 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부(300)와; 상기 공진기(400)로 인가되는 파워 및 상기 공진기(400)에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기(200)의 이득 및 임피던스매칭부(300)의 임피던스 매칭을 제어하는 제어부(500)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the resonant frequency control device of the electrodeless lighting system of the present invention, as shown in the power supply unit 100 for generating a voltage having a predetermined frequency by the user's selection; An amplifier (200) for amplifying the voltage generated by the power supply unit (100) to a predetermined level and outputting power according thereto; A resonator 400 for LC resonance of the power output from the amplifier 200 and generating a resonance frequency accordingly; An impedance matching unit 300 located between the amplifier 200 and the resonator 400 to match an impedance; Receives feedback from the power applied to the resonator 400 and the resonant frequency generated by the resonator 400, compares the pre-stored reference power and the reference resonant frequency, and then, based on the comparison result, the power supply unit 100. The control unit 500 controls the frequency of the voltage generated in the control unit, and controls the gain matching of the amplifier 200 and the impedance matching of the impedance matching unit 300. The operation of the present invention will be described.
먼저, 상기 전원공급부(100)는, 사용자의 선택에 의해 일정전압을 발생하고, 증폭기(200)는 상기 전원공급부(100)에서 발생된 전압을 소정 레벨로 증폭시킨후, 그 증폭된 전압을 공진기(400)에 인가하며, 이에 따라 상기 공진기(400)는 상기 증폭기(200)에서 출력되는 전압을 입력받아 LC공진하여 그에 따른 공진주파수를 발생한다.First, the power supply unit 100 generates a predetermined voltage by the user's selection, and the amplifier 200 amplifies the voltage generated by the power supply unit 100 to a predetermined level, and then amplifies the amplified voltage. And the resonator 400 receives the voltage output from the amplifier 200 and resonates with LC to generate a resonant frequency accordingly.
이때, 제어부(500)는 상기 공진기(400)로 인가되는 파워 및 상기 공진기 (400)에서 발생하는 공진주파수를 피이드백 받아, 기저장된 기준 파워 및 기준 공진주파수와 비교한후,그 비교결과에 근거하여 상기 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수를 제어하고, 증폭기(200)의 이득 및 임피던스매칭부(300)의 임피던스 매칭을 제어한다.At this time, the control unit 500 receives the power applied to the resonator 400 and the resonance frequency generated by the resonator 400, compares the previously stored reference power and the reference resonance frequency, based on the comparison result By controlling the frequency of the voltage generated by the power supply unit 100, and controls the gain of the amplifier 200 and the impedance matching of the impedance matching unit 300.
상기 기준파워 및 기준 공진주파수는, 실험에 의해 미리 설정되어 램이나 롬과 같은 저장수단에 기저장된다.The reference power and the reference resonant frequency are set in advance by experiment and stored in storage means such as RAM or ROM.
여기서, 상기 제어부(500)는, 공진기(400)에 인가되는 파워의 변동에 따라, 임피던스 매칭을 가변 제어한다.Herein, the controller 500 variably controls impedance matching according to a change in power applied to the resonator 400.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 공진기(400)에서 발생하는 공진주파수가 기준 공진주파수보다 크면, 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수가 작아지도록 제어하고, 공진기(400)에서 발생하는 공진주파수가 기준 공진주파수보다 작으면, 전원공급부(100)에서 발생하는 전압의 주파수가 크게 되도록 제어한다.In addition, when the resonance frequency generated by the resonator 400 is greater than the reference resonance frequency, the controller 500 controls the frequency of the voltage generated by the power supply unit 100 to be smaller, and the resonance generated by the resonator 400. If the frequency is smaller than the reference resonance frequency, the frequency of the voltage generated from the power supply unit 100 is controlled to be large.
또한, 상기 제어부(500)는 초기 점등시, 공진기(400)에 인가되는 파워와 기준파워를 비교한후, 그 비교결과에 근거하여 펄스폭이 가변되는 펄스신호로 증폭기(200)의 이득을 제어하다가, 일정시간이 지나서 점등이 안정되면 CW신호로 증폭기 (200)의 이득을 제어한다.In addition, the controller 500 compares the power applied to the resonator 400 with the reference power at initial lighting, and then controls the gain of the amplifier 200 with a pulse signal whose pulse width is variable based on the comparison result. When the lighting is stabilized after a certain time, the gain of the amplifier 200 is controlled by the CW signal.
다시 말해서, 본 발명은 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적당하도록 공진주파수를 발생하여 조명의 광도를 유지한다.In other words, the present invention receives the resonant frequency and power feedback to detect the current system situation, thereby generating a resonant frequency suitable for the detected system situation to maintain the brightness of the illumination.
본 발명은 공진주파수 및 파워를 피이드백 받아 현재 시스템 상황을 검출함으로써, 그 검출된 시스템 상황에 적응적으로 대처하여 공진주파수를 발생하는 효과가 있다.The present invention has the effect of generating a resonant frequency by adaptively coping with the detected system condition by detecting the current system condition by receiving feedback of the resonant frequency and power.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080319 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |