KR20040086816A - 용량성 부하를 동작시키기 위한 인터페이스 회로 - Google Patents

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파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하
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Abstract

본 발명은 용량성 부하를 동작시키기 위한 인터페이스 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 인터페이스 회로는 주전원 공급회로에 있는 램프용 전기안정기와 같은 용량성 부하, 특히 위상 게이팅디머를 동작시키기 위해 적합하다. 본 발명에 따른 인터페이스 회로는 주전원 공급회로가 부하에 전력을 공급하지 않을 경우에 부하 입력부를 단락시킨다.

Description

용량성 부하를 동작시키기 위한 인터페이스 회로{INTERFACE CIRCUIT FOR OPERATING CAPACITIVE LOADS}
본 발명은 예컨대 램프, 특히 저압 방전램프용 전기안정기의 주전원에 있는 용량성 부하를 동작시키기 위한 회로장치에 관한 것이다.
저압 방전램프를 동작시키기 위한 회로장치는 다양한 실시예에 공지되어 있다. 일반적으로 이러한 회로장치는 교류전원을 정류하고 평활 커패시터라고도 불리워지는 커패시터를 충전시키기 위한 정류기 회로를 갖는다. 이러한 커패시터에 인가되는 직류전압은 저압 방전램프를 동작시키는 인버터에 전력을 공급하기 위해서 사용된다. 다른 램프 타입에서도 이와 유사한 형상들이 공지되어 있는데, 예컨대 할로겐램프용 전자 트랜스포머가 그 예이다. 또한 본 발명은 매우 일반적인 의미에서 용량성 부하를 동작시키기 위한 회로장치에 관한 것인데, 이때 "용량성(capacitive)"이라는 말은 소위 인버터의 입력부에 있는 평활 커패시터를가리킨다. 앞으로 용량성 부하라는 말은 용량성을 갖는 전기안정기를 구비한 램프라고 이해하면 될 것이다.
본 발명의 기술적인 목적은 부하, 특히 전기램프를 위해 광범위하게 사용될 수 있고 주전원에 있는 용량성 부하를 동작시키기 위한 회로장치를 제조하는데 있다.
도 1은 용량성 부하가 동작되는 종래의 위상 게이팅디머의 회로이다.
도 2는 도 4a에 따른 인터페이스 회로를 위한 전압-전류 프로필을 도시하는데, 이때 2a는 부하의 주전원전압의 프로필이고, 2b는 부하에 있는 평활 커패시터의 충전전류의 프로필이고, 2c는 제 2 트랜지스터의 제어의 프로필이며, 2d는 시간함수로서 제 2 트랜지스터의 컬렉터에서의 전압 프로필이다.
도 3은 별도의 인터페이스 회로를 갖는 본 발명에 따른 회로장치이다.
도 4a는 본 발명에 따른 인터페이스 회로의 구조에 대한 실시예이다.
도 4b는 평활 커패시터가 커패시터/다이오드 회로장치에 의해 대체되는, 도 4a와 유사한 인터페이스 회로의 구조에 대한 실시예이다.
도 4c는 도 3에 따른 실시예에 따른 배전압 회로와 연결되는 회로장치이다.
도 5는 디머의 위상 게이팅각도에 비례하는 신호를 형성하기 위한 제어회로(REG)를 갖는 본 발명에 따른 또 다른 회로장치이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
C: 커패시터
CFL: 용량성 부하
Diac, TR, TC: 시한 소자
DL: 신호
GL: 정류기
IF: 인터페이스 회로
REG: 제어회로
T: 스위치
Triac: 파워스위치
상기 목적을 해결하기 위해서 본 발명은 주전원 공급회로, 특히 위상 게이팅디머(phase gating dimmer)에 있는 용량성 부하를 동작시키기 위한 인터페이스 회로를 제공하는데, 상기 인터페이스 회로는 부하의 입력부에 주전원이 공급되지 않을 때 부하의 입력부를 단락시키도록 설계된 제 1 스위치를 갖는 것을 특징으로 한다.
예컨대 본 발명은 위상 게이팅디머에 있는 램프를 동작시키기 위한 전술한 방식의 집적 인터페이스 회로를 갖는 램프용 전자안정기를 지향한다. 이러한 램프는 바람직하게는 저압 방전램프이지만, 본 발명은 예컨대 고압 방전램프 또는 할로겐램프와 같은 다른 램프 타입에도 적용될 수 있다.
발명자는 용량성 부하의 경우에 디밍(dimming) 또는 전력제어의 가능성이 개선될 수 있다는 점을 전제로 하고 있다. 특히 주전원 공급회로에서 동작되는 저압 방전램프(CFL)와 같은 용량성 부하는 전력공급이 일정하지 않을 때, 예컨대 디밍이 발생할 때 불안정성을 나타내는 경향이 있다. 이는 예컨대 CFL의 경우에플리커링(flickering)의 형태로 나타나는데, 이러한 플리커링은 대개 불리한 작용으로서 간주된다.
CFL의 경우에 종래에는 비교적 길이가 긴 전류전도 각도(current conduction angle), 즉 시간에 따라 일정한 전력소비량으로 인해 디밍 가능성을 증대시킬 수 있는 복합 펌프회로(주전원 전류의 고조파를 감소시키기 위한 회로로서 공지되어 있음)가 사용되기도 하였다. 그러나 이러한 펌프회로는 고가의 부품 제조 경비 및 매우 복잡한 무선장해 제거 기능을 필요로 한다는 점이 매우 불리하다. 이 경우에 사용된 펌프회로는, 디머(dimmer)를 갖지 않은 이러한 램프의 동작시에 주전원 전류에서 나타나는 고조파가 유효 한계치를 초과하지 않도록 설계되어야만 한다는 것이 단점이다. 또한 통상의 펌프회로에서는 펌프전력이 직류전압 중간회로의 순시전압에 의존하고 그 결과 사용된 펌프회로의 정귀환(positive feedback) 특성으로 인해 디머의 경우에 연속적으로 제공되는 두 개의 주전원 반주기 간의 비대칭성이 증폭될 수 있으므로, 명확한 플리커 현상이 초래될 수 있다는 또 다른 단점이 있다.
본 발명의 기본개념은, 전술한 바와 같이 인터페이스 회로를 이용하여 용량성 부하를 디머 회로와 양립시킴으로써 불안전성을 피할 수 있다는데 있다. 이 경우에 본 발명은 특히 위상 게이팅디머에서의 동작을 지향하는데, 상기 위상 게이팅디머는 용량성 부하의 경우에 상기 용량성 부하의 시간 불연속적인 전력소비량 때문에 난점을 갖게 된다-특히 교류전압의 순시값이 커패시터에 인가되는 전압 보다 클 경우-. 이 경우에 본 발명에 따른 인터페이스 회로는 남아있는 시간 동안에도위상 게이팅디머를 통한 전류흐름을 가능하도록 해야만 하므로, 디머 내에 포함된 시한 소자(timing element)를 통해 전류가 흐른다.
이를 위해서 주전원 교류전압이 부호 변환점(zero crossing)에 도달하자마자, 인터페이스 회로의 스위치, 바람직하게는 제 1 트랜지스터는 언제나 스위치-온 상태가 된다. 이에 대해 선택적으로 트랜지스터의 스위치-온은 부호 변환점에 도달한 조금 이후에 이루어질 수도 있다. 제 1 스위치는 바람직하게 주전원 전압의 순시값이 부하에 인가되자마자 다시 스위치-오프된다. 따라서 디머에서 사용될 경우에는, 디머 내부에 있는 타이밍 커패시터를 충전시키기 위해서 필요한 전류가 단지 디머 시한 소자의 저항값에 의해서만 정해지고 거의 감쇠되지 않은 상태로 부하를 통해 흐를 수 있게 된다. 특히 추가의 전류감쇠는 거의 발생하지 않는다. 스위치는 제 2 스위치, 바람직하게는 제 2 트랜지스터에 의해서 바람직하게 제어된다. 바람직하게 이러한 제 2 트랜지스터는 부하 입력부에서 두 개의 레지스터에 의해서 주전원에 직접(정류되기 이전임) 연결된다. 결과적으로 제 2 트랜지스터는 부하에 있는 입력 전압을 실질적으로 "판독출력"하고 언제 전력공급이 이루어지고 언제 스위치가 온/오프되는지를 검출할 수 있게 되는데, 이때 정류기 회로 또는 예컨대 필터용량(filter capacitance)에 의해 방해받는 일은 없다.
또한 본 발명에 따른 인터페이스 회로는 제어회로를 가질 수 있는데, 상기 제어회로는 주전원에 의해 이용가능한 신호, 바람직하게는 전원전압 자체를 평가한다. 이를 위해서 예컨대 제 1 트랜지스터의 듀티비(duty ratio)가 평가되고 상기 듀티비에 비례하며 부하의 전력소비량을 제어하기 위해서 사용될 수 있는 신호가발생될 수 있다.
이러한 제어회로의 바람직한 형태는 제 3 레지스터 및 제 1 트랜지스터의 베이스와 연결된 베이스를 갖는 제 3 트랜지스터로 이루어진 직렬회로, 제 2 평활 커패시터, 그리고 제 4 레지스터를 포함하는 병렬회로를 가지는데, 이때 상기 병렬회로는 제 5 레지스터와 직렬로 연결되며, 전력소비량을 제어하기 위한 제어신호의 탭(tap)이 제 4 레지스터와 제 5 레지스터 사이에 제공된다. 상기 제 5 레지스터는 상기 병렬회로와 직렬로 연결된 상태에서 상기 부하와 병렬로 연결될 수 있다. 이에 대해 선택적으로 제 5 레지스터가 예컨대 부하에 전력을 공급하기 위해 제공된 인버터 내에 집적될 수 있다. 제 5 레지스터가 고저항이어야만 하는 전자의 경우와는 달리 후자의 경우에는 제 5 저항이 저저항일 수 있으므로, 전압손실이 감소될 수 있다. 이와 관련하여 도 5에 따른 실시예의 설명부분을 참조하면 된다.
위에서 설명된 기능원리는 부하의 실제 입력회로와는 관계없이 통상의 모든 주전원전압에 대하여 적용될 수 있다. 상기 실제 입력 회로는 입력부의 브릿지 정류 및 개별적인 필터용량 또는 평활용량을 갖는 부하뿐만 아니라 예컨대 적어도 두 개의 다이오드 및 적어도 두 개의 평활 커패시터(소위 도 4b의 "3D-2C 회로" 또는 도 4c의 "배전압 회로" 참조)를 갖는 다른 입력회로일 수도 있다. "2C-3D 회로"에서는 개별적인 평활 커패시터 대신에 2개의 커패시터 및 3개의 다이오드로 이루어진 장치가 사용된다. 배전압 회로의 경우에는 두 개의 커패시터가 두 개의 다이오드에 의해 주전원측에 연결되어서, 인버터 회로와 연결된다. 그 결과 부하가 전체적으로 두 배의 피크 주전원전압을 이용할 수 있게 됨으로써, 예컨대 220V 주전원에 맞게 설계된 램프가 110 V 주전원에서 동작될 수 있다.
본 발명에 따른 인터페이스 회로는 예컨대 다수의 용량성 부분 부하와 병렬로 연결된 상태에서 디머에 연결되기 위해서 고유 하우징 내에 별도로 형성될 수 있다. 따라서 집적 인터페이스 기능을 갖지 않는 다수의 용량성 부하가 디머에서 저가로 동작될 수 있다.
그러나 상기 인터페이스 회로는 바람직하게는 전자안정기와 통합되어서, 특히 콤팩트한 형광램프 내에 집적될 수도 있다.
본 발명은 다수의 하기 실시예에 의해서 더 자세히 설명될 것이다. 이러한 실시예는 위상 게이팅디머에서 CFL에 의해 동작되는 인터페이스 회로의 바람직한 적용예를 나타낸다.
본 발명에 따른 인터페이스 회로의 적용예가 도 1에 도시된다. 도 1에서는 교류전압 주전원에 의해서 동작되는 콤팩트한 형광램프(CFL)를 갖는 회로를 볼 수 있다. 부하(CFL)는 전압원으로부터 위상 게이팅디머(N과 P 사이)를 통해 전력을 공급받는다. 위상 게이팅디머는 주기적으로 주전원을 부하에 공급하며, 상기 부하는 가변성 시한 소자(Diac, TR, TC)에 의해 파워스위치(Triac)가 트리거되면서 릴리스된다. 본 발명에 따른 인터페이스 회로에 의해서 상기 시한 소자는 파워스위치의 비전도 상태(주전원전압이 부하에 인가되지 않은 경우임)에서도 동작할 수 있다. 시한 소자를 위한 전력원이 존재하지 않을 경우에는 실제 부하가 존재하지 않기 때문에, 실제 부하의 회로장치는 파워스위치의 트리거링에 어떠한 작용도 하지 않는다. 따라서 각각의 주전원 반주기에 있는 트리거링 시점을 이동시키고 부하에서 최종적으로 원치않은 플리커 현상 등을 초래할 수 있는 위상이동과 같은 상황이 발생하는 것을 피할 수 있다.
디머 회로에서는 Diac, 커패시터(TC) 및 가변성 레지스터(TR)로 형성된 시한 소자 및 파워스위치(Triac) 이외에도 대개 퓨즈(F)가 제공되고, 또한 평활화 및 무선장애 제거를 위해서 커패시터(C) 및 인덕턴스(L)도 제공된다. 인터페이스 회로는 램프(CFL)의 안정기 내에 집적될 수 있다; 이러한 형태는 도 4a 및 도 4b에서 자세히 볼 수 있다. 부하(CFL)는 별도의 인터페이스 회로에 의해 동작될 수도 있다. 도 3은 별도의 인터페이스 회로(IF)의 사용하는 싱글 디머에서 동작되는 다수의 램프(CFL)(CFL1, CFL2, CFL3)의 구조를 개략적으로 도시한다.
인터페이스 회로의 기능이 도 4a에 의해 설명되는데, 여기서는 전술한 기능원리를 구현하는 회로 구조의 한 예가 도시된다.
주전원 교류전압은 정류기(GL)에서 맥동(pulsating) 직류전압으로 변환된다.
커패시터(C1)는 다이오드(D1) 및 정류기(GL)에 의해서 부하에 인가된 입력전압의 피크값으로 충전되어서, 예컨대 인버터(INV)(자세히 도시되지 않음)에 의해 직류전압을 이용할 수 있게 되며, 상기 직류전압은 상기 인버터에서 소정의 램프전류를 갖는 저압 방전램프(CFL)에 전력을 공급하기 위해 고주파 교류전압으로 변환된다.
본 발명에 따른 인터페이스 회로(IF)는 도 4에 도시된 예에서 레지스터(R1, R2, R3, R4), 다이오드(D1), 레지스터(R5, R6) 및 트랜지스터(T1 및 T2)로 형성된다. 제 1 트랜지스터(T1)의 스위칭 경로는 다이오드(D1)와 직렬로 연결된 상태에서 평활 커패시터(C1)와 병렬로 연장되며, 상기 평활 커패시터(C1)는 램프(CFL)용 고주파 교류전압을 발생시키기 위한 인버터 회로(INV)를 위해 필요한 전압을 공급한다. 트랜지스터는 부하의 공급 입력부를 단락시킨다. 제 2 트랜지스터(T2)는 트랜지스터(T1)의 온/오프를 위해 사용되고 컬렉터(레지스터(R5))에 의해서 트랜지스터(T1)의 베이스와 연결된다. 이 경우에 제 2 트랜지스터(T2)의 스위칭 경로는 레지스터(R5) 및 제 1 트랜지스터(T1)의 제어 경로로 이루어진 직렬회로에 대해 병렬로 연장된다(따라서 T2가 T1을 온/오프시킨다). 그러므로 제 2 트랜지스터가 스위치-온됨으로써 제 1 트랜지스터가 스위치-오프될 수 있다.
회로의 동작방식은 다음과 같다: 트랜지스터(T1)는 스위치-온 상태에서 브릿지 정류기(GL)에 의해서 두 개의 주전원 입력단자 간의 단락을 형성한다. 다이오드(D1)의 극성은, 트랜지스터(T1)가 스위치-온 상태일때도 커패시터(C1)를 단락시키는 것을 방지해준다. 브릿지 정류기(GL)의 출력부에 트랜지스터(T1)를 배치시킴으로써, 부하(CFL)의 입력 임피던스가 주전원 교류전압(도 1의 VS 참조)의 양의 반주기 및 음의 반주기에서 최소값("단락")으로 감소될 수 있다.
레지스터(R1, R2 및 R3)에 의해서 회로의 순시 입력전압의 이미지가 형성되어서, 레지스터(R4)에 의해서 트랜지스터(T2)의 베이스에 인가된다.
본 발명에 따라 레지스터(R1 및 R2)가 주전원측에 연결됨으로써, 주전원 입력전압의 부호 변환점(VS 극성의 변환)이 경우에 따라 존재하는 필터용량 또는 기생용량과 관계없이 확실하게 검출될 수 있다.
트랜지스터(T1)는 트랜지스터(T2)가 스위치-오프된 경우에 레지스터(R5 및R6)에 의해 스위치-온된다. 물론 T1은 C1으로부터 R6 및 R5를 통해서뿐만 아니라, 부하 또는 인버터(INV)에서 이용될 수 있는 시간연속적인 신호를 통해서도(예컨대 인버터(INV)에 존재하는 제어 IC에 전력을 공급함으로써) 스위치-온될 수 있다.
T2가 R3에서 나타나는 충분한 크기를 갖는 양의 전압 강하에 의해서 R4를 통해 스위치-온될 경우에는 트랜지스터(T1)가 스위치-오프된다. 이러한 경우에 레지스터(R4 및 R5)는 T2 및 T1의 스위칭 특성의 개선을 위해 사용된다.
T2의 반전 기능에 의해서, T1은 시간(ta)(도 2 참조) 동안에는 항상 스위치-온 상태가 되는데, 상기 시간(ta) 동안에 주전원 교류전압(VS)의 순시값이 디머를 통해 나타나고 상기 디머 내에서 스위칭소자로서 존재하는 Triac은 비전도 상태가 된다. 상기 Triac이 디머 내에서 트리거되어서(도 2의 시점(t2)), 주전원 교류전압(VS)의 순시값이 부하(CFL)에 인가되자마자, T1은 스위치-오프되고 커패시터(C1)는 D1에 의해서 부하(CFL)의 입력전압의 최대값으로 충전된다(도 2b의 시간(tb) 참조).
트랜지스터(T1)는 최대의 주전원전압(VS) 보다 높은 파괴전압을 가져야만 하지만 전류용량 및 전류이득에 관련한 요구들은 전혀 제기하지 않는 저전력 트랜지스터로서 형성될 수 있다.
스위칭 트랜지스터로서 형성된 트랜지스터(T2)는 통상적으로 대략 0.6V의 작은 베이스/이미터 전압에 의해 동작한다. 그러나 이러한 전압은 온도종속성을 가지므로, 회로의 동작 및 이에 따른 온도 변동으로 인해 스위칭 전압이 가변될 수 있다(예컨대 0.4V 내지 0.6V). 이 때문에 경우에 따라서는 제어 전압의 온도종속적인 변동을 보상하는 조치들이 실행될 수도 있다. 이를 위해서 예컨대 제너 다이오드가 도 4a에 도시된 레지스터(R4)와 직렬로 연결될 수 있다. 이를 통해서 R3을 통해 강하하는 전압(예컨대 20V 만큼)이 상승될 수 있기 때문에, 트랜지스터(T2)의 스위치-온을 위해서 필요한 전압의 상대적인 변동이 축소된다.
본 발명에 따른 인터페이스 회로는 램프를 위해 사용된 입력회로와는 독립적으로 작용한다. 도 4b는 입력회로의 변형예로서, 여기서는 도 4a에 도시된 개별 커패시터(C1)가 세 개의 다이오드(D2-D4) 및 두 개의 커패시터(C1a, C1b)("2C-3D 회로")로 이루어진 회로에 의해 대체된다. 동작중에, 이러한 (버퍼) 회로에서는 두 개의 커패시터가 직렬 충전된다.
도 3에 도시된 바와 같이 인터페이스 기능이 부하를 포함하지 않는 별도의 장치(IF)로서 형성되어야만 할 경우에는, 추가의 커패시터로부터 레지스터를 통해서 트랜지스터(T1)의 스위치-온을 위해 필요한 전류를 공급할 필요가 있다. 이러한 경우에 이러한 커패시터는 비교적 작은 용량을 가질 수 있다. 왜냐하면 이러한 커패시터가 부하에 공급되기 위한 전력뿐만 아니라 R6에 의해 T1을 제어하기 위한 전력도 공급해야만 하기 때문이다. 상기와 같은 회로에 대한 예가 도 4c에 도시된다. 이러한 경우에 부하는 두 개의 다이오드(D2, D3) 및 두 개의 커패시터(C1a, C1b)로 이루어지고 "배전압 회로"로서 사용되는 입력회로에 의해 주전원에 연결된다. 이를 위해서 인터페이스 회로는 서로 병렬 접속되고 (위에서 언급한) 커패시터(C3)를 포함한다. 이러한 "배전압 회로"의 경우에는 커패시터(C1a 및 C1b)가 교대로 피크 주전원전압으로 충전된다(즉 하나는 양의 주전원 반주기로 충전되고 다른 하나는 음의 주전원 반주기로 충전된다). 따라서 전체적으로 부하(INV, CFL)는 두 배의 피크 주전원전압을 이용하게 된다. 이러한 회로는 예컨대 220V 주전원에 맞게 설계된 램프(CFL)를 110V 주전원(예컨대 USA에서 사용됨)에서 동작시키기 위해 이용될 수 있다.
또한 본 발명은 부하의 전력소비량을 제어하기 위해서 사용될 수도 있다. 부하(CFL)의 전력소비량 또는 저압 방전램프(CFL)의 광도를 제어하기 위해서는, 디머에서 세팅된 위상 게이팅 각도에 비례하고 예컨대 인버터 내 램프전류를 조절하기 위한 목표값으로서 필요한 신호를 발생시킬 필요가 있다.
이 경우에 바람직하게는 목표값의 크기가 위상 게이팅 각도에 반비례해야만 한다(위상 게이팅 각도가 낮아지면 목표값이 높아짐): 이러한 방식으로 도 5에 도시된 장치의 경우에 "소량의" 디밍이 나타날 때(즉 램프의 광도가 높아질 때) 높은 목표값이 획득되고 그 반대의 경우도 성립한다. 그러나 위상 게이팅 각도와 목표값 간의 정비례 관계가 성립할 수도 있다.
본 발명에 따르면 상기 신호는 트랜지스터(T1)의 듀티비로부터 유도된다. 이러한 듀티비는 주전원 반주기 내에서 시간(ta)(Triac이 스위치-오프된 상태)과 시간(tb)(Triac이 부분적으로 스위치-온된 상태)간의 비에 상응한다(도 2a 참조).
이러한 제어를 구현하기 위한 회로가 도 5에 도시된다. 이 실시예에서는 인터페이스 회로(IF)(도 4에 도시됨)가 부하 내에 집적되고 정류기(GL)와 평활 커패시터(C1) 사이에 접속된다. 인터페이스 회로(IF)와 평활 커패시터(C1) 사이에는 제어회로(REG)가 인터페이스 회로(IF)의 일부로서 동작되거나, 또는 상기 인터페이스 회로(IF)와는 별도로 스위칭된다. 상기 제어 유닛은 제 3 트랜지스터(T3)를 포함하는데, 상기 제 3 트랜지스터(T3)는 제 2 트랜지스터(T2)(레지스터(R7)에 의해)의 컬렉터와 연결된 베이스를 포함하고 또 다른 평활 커패시터(C2) 및 레지스터(R10)로 이루어진 병렬회로의 일부로서 레지스터(R9)와 직렬로 연결된다. 이러한 병렬 회로는 또 다른 레지스터(R8)와 직렬로 연결됨으로써, 이러한 직렬회로는 평활 커패시터(C2)에 대해 평행하게 연장된다. 램프(CFL)의 전력소비량을 제어하기 위해서 커패시터(C2)에 의해 평활화된 전압강하가 라인을 통해서 제어신호(DL)로서 분리된다.
듀티비(ta/tb)에 비례하는 크기를 갖는 직류전압 신호를 형성하기 위해서 레지스터(R7, R8, R9, R10) 및 평활 커패시터(C2) 및 트랜지스터(T3)가 사용된다.
인버터(INV)에 공급된 신호(DL)의 최대값은 저항값(R8 및 R10)의 비율에 의해서 정해진다. 이러한 신호(DL)는 인버터 내에서 부하의 전력소비량 또는 램프(CFL)의 광도를 제어하기 위한 목표값으로서 사용된다. 따라서 이러한 변수(DL)는 인버터(INV) 내에서 예컨대 집적회로에 의해 처리될 수 있으며, 상기 집적회로는 이에 상응하여 램프(CFL)의 전력소비량(광도)을 제어한다. R8 및 R10에 의해 정해진 DL의 최대값이 부하의 최대 전력소비량 또는 램프의 최대 광도를 결정한다.
트랜지스터(T3)가 연속적으로 스위치-온 상태이면, R8의 저항값과 병렬 회로(R10 및 R9)의 전체 저항값의 비에 의해서 인버터(INV)로 공급된 신호(DL)의 최소값이 정해진다.
T1의 스위칭과 시간적으로 상응하는 트랜지스터(T3)의 스위칭에 의해서, DL을 위해서 T1 및 T3의 듀티비에 종속되고 커패시터(C2)에 의해서 평활화된 직류전압이 세팅된다. 이러한 경우에 레지스터(R7)는 T3의 스위칭 특성의 개선을 위해 사용된다.
커패시터(C1)로부터 R8을 통해 신호(DL)를 공급하는 대신에, 인버터 회로(INV)(자세히 도시되지 않음) 내에 존재하는 또 다른 신호가 사용될 수도 있다.
본 발명에 의해 부하, 특히 전기램프를 위해 광범위하게 사용될 수 있고 주전원에 있는 용량성 부하를 동작시키기 위한 회로장치가 제조된다.

Claims (12)

  1. 주전원 공급회로, 특히 위상 게이팅디머에 있는 용량성 부하(CFL)를 동작시키기 위한 인터페이스 회로(IF)에 있어서, 상기 인터페이스 회로는 제 1 스위치(T1)를 가지며, 상기 제 1 스위치(T1)는 상기 부하(CFL)의 입력부에 주전원 공급이 이루어지지 않을 경우에 상기 부하(CFL)의 입력부를 단락시키도록 설계된 것임을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 단락용 스위치로서 제 1 트랜지스터(T1)가 제공되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    제 2 스위치(T2)가 추가로 제공되고, 상기 제 2 스위치(T2)는 상기 부하(CFL)의 입력부에 주전원공급이 이루어질 경우에 상기 부하(CFL)의 입력부의 단락을 중단시키도록 설계된 것임을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 스위치가 제 2 트랜지스터(T2)임을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 트랜지스터(T2)의 베이스가 제 1 레지스터 및 제 2 레지스터(R1, R2)에 의해서 정류기(GL)의 주전원측 입력부와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    주전원 공급회로에 의해 발생된 신호를 평가하고 상기 부하(CFL)의 전력소비량을 제어하기 위한 신호(DL)를 발생시키도록 설계된 제어회로(REG)가 제공되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 주전원 공급회로의 신호가 전원전압(VS)임을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 제어회로(REG)는, 상기 스위치(T1)의 듀티비를 기초로 하여 상기 부하(CFL)의 전력소비량을 제어하기 위해서 상기 듀티비에 비례하는 신호(DL)를 발생시키도록 설계된 것임을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어회로(REG)는 제 3 레지스터(R9) 및 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 베이스와 연결된 베이스를 갖는 제 3 트랜지스터(T3)로 이루어진 직렬회로, 평활 커패시터(C2) 및 제 4 레지스터(R10)를 포함하는 병렬회로를 가지며, 상기 병렬회로는 제 5 레지스터(R8)와 직렬로 연결되며, 상기 부하의 전력소비량을 제어하기 위한 제어신호(DL)의 탭이 상기 제 4 레지스터(R10)와 상기 제 5 레지스터(R8) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부하(CFL1, CFL2, CFL3) 및 상기 주전원과는 별도로 분리된 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로.
  11. 파워스위치(Triac) 및 시한 소자(Diac, TR, TC)를 갖는 위상 게이팅디머 및 용량성 부하(CFL)를 갖는 주전원에 있는 용량성 부하, 특히 저압 방전램프를 동작시키기 위한 회로장치에 있어서, 상기 부하(CFL)와 위상 게이팅디머 사이에 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 인터페이스 회로가 제공되는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  12. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른, 위상 게이팅디머를 동작시키기 위한 집적 인터페이스 회로를 갖는 램프용 전자안정기.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10315474A1 (de) * 2003-04-04 2004-10-21 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Verfahren zum Variieren der Leistungsaufnahme von kapazitiven Lasten
US7126287B2 (en) * 2004-10-16 2006-10-24 Osram Sylvania Inc. Lamp with integral voltage converter having phase-controlled dimming circuit with fuse-resistor network for reducing RMS load voltage
DE102005018793A1 (de) * 2005-04-22 2006-10-26 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Elektronisches Vorschaltgerät mit Phasendimmererkennung
WO2006120629A2 (en) 2005-05-09 2006-11-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and circuit for enabling dimming using triac dimmer
WO2009014418A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 A.C. Pasma Holding B.V. Method and current control circuit for operating an electronic gas discharge lamp
US8829812B2 (en) * 2008-04-04 2014-09-09 Koninklijke Philips N.V. Dimmable lighting system
GB0811713D0 (en) * 2008-04-04 2008-07-30 Lemnis Lighting Patent Holding Dimmer triggering circuit, dimmer system and dimmable device
NL2002602C2 (en) * 2009-03-09 2010-09-13 Ledzworld B V Power driver for a light source.
EP2257124B1 (en) * 2009-05-29 2018-01-24 Silergy Corp. Circuit for connecting a low current lighting circuit to a dimmer
DE102009033280A1 (de) * 2009-07-15 2011-03-24 Tridonic Gmbh & Co Kg Niedervoltversorgung für Betriebsgeräte im Standby-Zustand
DE102009051968B4 (de) 2009-11-04 2013-02-21 Insta Elektro Gmbh Verfahren zur Übertragung einer Steuerinformation von einem Steuergerät zu einer Lampeneinheit, ein dafür geeignetes Beleuchtungssystem, sowie Lampeneinheit
WO2011141905A1 (en) * 2010-04-29 2011-11-17 Victor Tzinker Ac-dc converter with unity power factor
KR100995996B1 (ko) 2010-05-20 2010-11-22 심규상 전자식 스위치의 동작 전원공급장치
EP2636135B1 (en) * 2010-11-04 2017-01-11 Philips Lighting Holding B.V. Duty factor probing of a triac-based dimmer
US8319451B2 (en) * 2011-02-10 2012-11-27 Osram Sylvania Inc. Two light level control circuit
CN104851726B (zh) * 2015-05-11 2018-03-30 广东小天才科技有限公司 按键结构及具有该按键结构的电子设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4876497A (en) * 1988-09-20 1989-10-24 Hc Power, Inc. Power factor corrector
JPH1022078A (ja) * 1996-07-06 1998-01-23 Horiuchi Denshi Sekkei:Kk 蛍光灯用リモートスイッチ
JP3532760B2 (ja) * 1998-04-01 2004-05-31 松下電器産業株式会社 放電ランプ点灯装置
IL129405A0 (en) * 1999-04-13 2000-02-17 Ein Hashofet Electrical Access A dimmer and dimming lighting system
JP2001052886A (ja) * 1999-08-12 2001-02-23 Toshiba Lighting & Technology Corp 点灯装置および照明装置
JP4505944B2 (ja) * 2000-05-11 2010-07-21 パナソニック電工株式会社 電源装置
IL147578A (en) * 2002-01-10 2006-06-11 Lightech Electronics Ind Ltd Lamp transformer for use with an electronic dimmer and method for use thereof for reducing acoustic noise

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