KR20040094359A - 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법 - Google Patents

가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법에 관한 것이다.
가스 방전 램프의 점화후에는 워밍업 단계가 온다. 워밍업 단계 동안에는 램프를 동작 단계로 넘어가게 할 수 있을 정도의 전력이 램프 내에서 변환되어야만 한다. 이 경우에 종래기술에 따른 동작장치에는 램프의 전극을 손상시킬 정도의 높은 전류가 흐를 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 높은 전류를 다음과 같은 특징들:
-접속된 가스 방전 램프의 전력을 목표 전력으로 조절하기 위해 적합한 조절 장치,
-접속된 가스 방전 램프의 램프 전류를 한계값으로 제한하기 위해 적합한 세팅 장치,
-한계값 세팅이 너무 낮을 경우에 접속된 램프를 램프가 목표 전력을 수용하는 상태로 전환시키기 위해서 제어 장치에 신호를 송출하도록 설계된 검출 장치,
-검출 장치가 신호를 제어 장치로 전송할 경우에 세팅 장치를 위해 한계값을 설정하고 한계값을 높이도록 설계된 제어 장치를 포함하는 동작장치에 의해 방지한다.

Description

가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법{OPERATING DEVICE AND METHOD FOR OPERATING GAS DISCHARGE LAMPS}
본 발명은 전극을 갖는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법에 관한 것이다. 특히 가스 방전 램프의 워밍업(warmingup) 동안에 발생하는 문제점들을 해결하는 것에 관한 것이다.
가스 방전 램프는 고전압에 의해 점화되어야만 한다. 점화 후에 가스 방전 램프는 워밍업 단계동안 시작 온도에서 동작 온도로 가열된다. 점화 후에 가스 방전 램프에 놓인 전압을 아크전압(arc voltage)이라고 하는데, 이는 실질적으로는 램프 전류와 크게 관련이 없다. 아크전압은 워밍업 단계 동안에 시작 아크전압에서 동작 아크전압으로 상승한다. 정상적인 가스 방전 램프의 경우에는 워밍업 단계 후에 동작 단계가 온다.
램프 공학에서는 고압 가스 방전 램프와 저압 가스 방전 램프가 구분된다. 고압 가스 방전 램프-램프라고도 표기됨-의 동작 방식에서 중요한 점은, 워밍업 단계 동안에 램프관 내 압력이 시작 압력에서 동작 압력으로 상승한다는 것이다. 이 때문에 앞으로 기술될 본 발명은 고압 방전 램프에서 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나 본 발명은 저압 방전 램프에서 사용될 수도 있다.
동작 단계 동안에는 통상적으로 동작장치가 램프 전력을 목표 전력까지 조절한다. 워밍업 단계 동안에는 아크전압이 낮기 때문에, 순수한 전력 조절시에는 목표 전력을 설정하기 위해서 워밍업 단계 동안에 높은 램프 전류가 요구될 수도 있다. 이러한 램프 전류는 동작 단계 동안의 램프 전류 보다 훨씬 더 높을 수 있다. 이로 인해 램프의 전극이 파괴될 수도 있다. 이 때문에 종래기술에서는 워밍업 단계 동안 동작장치에 의해 램프에 공급되는 전류가 일정한 워밍업 전류로 제한되었었다. 따라서 워밍업 단계의 제 1 세그먼트 동안에는 램프에 일정한 워밍업 전류가 공급된다. 워밍업 단계가 진행되는 동안에 아크전압이 상승한다. 상기 아크전압이 일정한 전류와 더해져서 소정의 목표 전력을 산출하는 값에 도달하면, 전력 조절이 실행되기 시작한다. 아크전압이 더 높아지면, 램프 전류가 전력 조절에 의해서 목표 전력이 형성될때까지 감소된다. 아크전압이 동작 아크전압의 값에 도달하게 되면 워밍업 단계가 종결된다. 상기 동작 아크전압은 제조 공차를 나타내며 램프 수명이 지속되는 동안에 변동될 수도 있다. 따라서 동작 아크전압은 임의의 시간대 동안 목표 전력에서 거의 일정하게 존재하는 아크전압에 의해 결정된다. 관찰될 시간대는 예컨대 1분이다. 동작 아크전압과 상관 관계에 있는 것은 동작 램프전류이며, 상기 동작 램프전류가 동작 아크전압과 더해져서 목표 전력을 산출한다.
워밍업 전류의 값에 있어서 주의할 사항들은 다음과 같다: 워밍업 단계 동안에는 램프 내 압력 및 램프 전압이 동작 아크전압이 달성될때까지 계속 상승할 정도의 전력이 램프에 공급되어야만 한다. 그렇지 않으면, 워밍업 단계 동안에 램프가 안정된 상태로 고정되고 목표 전력이 달성되지 않게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우를 확실히 막기 위해서 종래 기술에서는 동작 램프전류 보다 확실히 더 높은 워밍업 전류가 선택되었다. 이러한 사실이 문서 US5,083,065(Sakata)에 공지되어 있다. 워밍업 전류를 선택하는데 있어서는, 가급적 짧은 시간 내에 소정의 광선속(luminous flux)을 달성하기 위해서 가급적 짧은 워밍업 단계를 달성하는 것이 요구된다.
그러나 높은 워밍업 전류는 전극에 큰 부하를 발생시킴으로써, 전극 손상이 야기되고 이로 인해 램프 수명이 단축된다. 전극 손상은 용융 및 부식을 야기하는 과열에 의해서, 또는 높은 속도로 전극에 충돌하는 이온에 의해 야기되는 소위 스퍼터링(sputtering)에 의해서 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 한편으로는 램프가 동작 단계로 넘어가게 하고 다른 한편으로는 전극의 최소 부하를 야기하는 워밍업 단계를 갖는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 동작장치의 한 실시예를 도시한 블록선도.
도 2는 상이한 워밍업 상태가 주어질 때 아크전압에 대한 램프 전류 및 램프 전력의 종속도를 나타내는 다이아그램.
도 3은 시간에 따른 아크전압 변동에 대한 램프 전류 변동의 종속도를 나타내는 다이아그램.
*도면 부호에 대한 간단한 설명*
2: 램프
3: 정류기
4: 풀브리지
5: 점화 유닛
6: 램프
7: 모니터링 유닛
IL: 램프 전류
PL: 램프 전력
UL: 아크전압
상기 목적은 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치에 의해 달성되는데, 상기 동작장치의 특징들을 살펴보면 다음과 같다:
- 접속된 가스 방전 램프의 전력을 목표 전력으로 조절하기 위해 적합한 조절 장치,
- 접속된 가스 방전 램프의 램프 전류를 한계값으로 제한하기 위해 적합한 세팅 장치,
- 한계값이 너무 낮게 세팅된 경우에 접속된 램프가 목표 전력을 취하게 되는 상태로 전환시키기 위해서 제어 장치에 신호를 출력하도록 설계된 검출 장치,
- 검출 장치에 의해 제어 장치로 신호가 전송될 경우에, 세팅 장치를 위해 한계값을 설정하고 상기 한계값을 높이도록 설계된 제어 장치.
본 발명의 특히 바람직한 실시예들은 종속항에 제시된다.
특히 비머(beamer)와 같은 영상기기에서 주로 사용되는 소위 초고압 램프의 경우에는, 전극 표면의 미세 구조가 램프 수명 및 램프의 깜박거림(flickering)에 실질적인 영향을 미친다. 문서 DE 100 21 537(Derra)에는 상기와 같은 미세 구조가 공지되어 있다. 이러한 미세 구조는 램프 제조시에 생성되거나, 또는 동작 단계 동안에 적합한 동작에 의해서 생성된다. 여기에 기술된 발명에서는 상기 미세 구조가 워밍업 단계 동안에 너무 높은 워밍업 전류에 의해서 파괴되는 것이 방지된다.
본 발명에 따르면, 워밍업 단계는 접속된 램프의 전극이 손상되는 것을 차단할 정도로 값으로 선택된 낮은 워밍업 전류로 시작된다. 본 발명에 따르면, 초기 설정된 워밍업 전류에 의해서 램프가 목표 전력을 취하게 되는 상태에 도달하지 못할 경우에 워밍업 전류가 상승한다.
첨부된 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 고압 방전 램프를 동작시키기 위해 적합한 본 발명에 따른 동작장치의 한 실시예를 블록선도로 나타낸 것이다. 상기와 같은 동작장치의 기본 디자인 및 기본 동작 방식은 문서 WO 95/35645(Derra)에 공지되어 있다. 개별 블록을 간단하게 설명하면 다음과 같다.
블록(1)은 일반적으로 선간 전압원으로부터 에너지를 인출하는 직류 전압원을 포함한다. 공급된 직류 전압의 값은 접속된 램프(6)의 아크전압의 값 보다 크다.
직류 전압원은 스텝다운 컨버터(step-down converter)(2)에 전력을 공급하는데, 상기 스탭다운 컨버터(2)는 직류 전압원으로부터 공급된 전압값을 접속된 램프(6)의 아크전압에 상응하는 값으로 변환시킨다. 상기 스탭다운 컨버터(2)는 램프 전류를 세팅할 수 있는 세팅 장치를 포함한다. 이는 스탭다운 컨버터의 출력부에서 세팅되는 전압의 선택에 의해서 달성된다.
통상적으로 세팅은 소위 펄스 폭 변조(PWM) 때문에 이루어질 수 있다. 이러한 펄스 폭 변조는 스탭다운 컨버터(2) 내에 있는 전자 스위치의 스위치-온 상태의 지속시간과 스위치-오프 상태의 지속시간 간의 비율을 결정한다.
상기 스탭다운 컨버터(2)의 디자인은 일반적으로 전력 전자장치에 대한 일반 문헌에 공지되어 있다. WO 95/35645(Derra)에는 하나의 스위치를 갖는 토폴로지(topology)가 선택된다. 그러나 예컨대 하프브리지(half bridge)와 같은 다수의 스위치를 갖는 형상도 가능하다. 스탭다운 컨버터(2)는 전류 제한을 위해 사용되는 인덕터(inductor)를 포함한다. 따라서 스탭다운 컨버터(2)는 램프 전류를 조절할 수 있는 전류원에 상응하는 특성을 갖는다.
스탭다운 컨버터(2)는 선택된 토폴로지에 따라서 직류 또는 교류를 공급한다. 스탭다운 컨버터(2)가 교류를 공급할 경우에는 상기 스탭다운 컨버터(2)의 출력부가 정류기(rectifier)(3)로 전력을 공급하고, 상기 정류기(3)는 그것의 출력부에 직류를 공급한다. 상기 정류기(3)는 스탭다운 컨버터(2)가 직류를 공급할 경우에는 생략될 수도 있다.
정류기(3) 또는 스탭다운 컨버터(2)로부터 나온 직류는 풀브리지(full bridge)(4)로 공급되고, 상기 풀브리지(4)는 직류를 직각형 교류로 변환시킨다. 상기 직각형 교류의 주파수는 스탭다운 컨버터(2)에 의해 동작하는 통상의 주파수에 비해서 낮고 50Hz 내지 1kHz의 값을 갖는다. 직각형 교류로의 변환은 교류 램프를 동작시키고 일정한 광선속을 요구하는 적용예에서 필요하다. 상기와 같은 적용예로서 비머(beamer) 및 백프로젝션(back projection) TV가 있다. 그러나 본 발명에 따른 전극 보호 방식의 램프 워밍업은 비직각형(non-rectangular) 교류에 의해 동작되는 직류 램프 또는 교류 램프에 적용될 수도 있다. 그러므로 각각의 적용예에 따라서 블록(3) 또는 블록(4)이 생략되거나, 아니면 상기 두 블록 모두 생략될 수 있다.
풀브리지(4)와 램프(6) 사이에는 점화 유닛(5)이 접속되며, 상기 점화 유닛(5)은 램프 점화를 위해 필요한 전압을 공급한다. 상기 점화 유닛(5)은 램프를 점화한 후에는 통상적으로 어떠한 기능도 수행하지 않는다.
모니터링 유닛(7)은 스탭다운 컨버터(2), 정류기(3), 풀브리지(4) 및 점화 유닛(5)과 접속된다. 상기 모니터링 유닛(7)은 제어 장치, 조절 장치, 검출 장치 및 동작 파라미터(예컨대 아크전압, 램프 전류)를 측정하기 위한 측정 장치 및 램프에 관련한 데이터 및 특성곡선을 저장하기 위한 장치를 포함한다. 상기 개별 장치들이 모니터링 유닛(7)에 포함된다. 이때 상기 모니터링 장치(7)는 통상적으로 다수의 장치 또는 모든 장치의 기능을 하나로 결합시키는 마이크로컨트롤러를 갖는다. 많은 경우에 있어서 장치는 하드웨어나 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 소프트웨어를 사용하는 것이 더 저렴하고 적응성이 높기 때문에, 소프트웨어에 의한 제어 및 조절이 점점 더 늘어나는 추세이다.
모니터링 유닛(7)으로 이어지는 모든 접속 라인이 입력부 및 출력부일 수 있다. 입력부로서 접속된 접속 라인은 아크전압 및 램프 전류에 대한 정보를 모니터링 유닛(7)의 블록(2-5) 중 하나로부터 임의의 방식으로 공급할 수 있다.
출력부로서 접속된 접속 라인은 모니터링 유닛(7)에 의해서 조정되는 방식으로 동작장치의 점화, 워밍업, 동작 및 접속차단을 제어한다.
모니터링 유닛(7) 내에 포함된 조절 장치는 램프 전력을 계산하기 위해서 램프 전류 및 아크전압을 이용하고 상기 램프 전력을 동작될 램프를 위해 저장된 목표 전력과 비교한다. 상기 램프 전력이 목표 전력 보다 낮을 경우에는, 제어 장치가 세팅 장치를 이용하여 램프 전력과 목표 전력이 일치할때까지 램프 전류를 높인다.
본 발명에 따른 워밍업을 위해서, 모니터링 유닛(7) 내에 포함된 제어 장치가 스탭다운 컨버터(2) 내에 포함된 세팅 장치를 이용하여 점화후에 우선 램프 전류를 위한 한계값을 세팅한다. 이 경우에 램프는 워밍업 단계에 있기 때문에, 이 단계에 있는 램프 전류를 워밍업 전류라고 표기한다. 본 발명에 따르면, 상기 한계값은 전극 손상이 차단될 정도로 선택된다. 상기 한계값은 동작되어야 할 램프에 종속된다. 통상적으로 일련의 실험들에 의해 검출된 값이 모니터링 유닛(7) 내에 저장된다.
워밍업 단계 동안에 한계값은 일정하게 제공될 수 있으므로, 간단한 구현이 달성될 수 있다. 그러나 램프 전류의 한계값이 아크전압에 종속되도록 선택될 경우에는 전극 부하 및 램프의 플라스마 아크(plasma arc)의 안정성에 관련하여 워밍업이 최적화될 수 있음을 알 수 있었다. 실험으로 최적의 종속성이 검출되어서, 특성곡선의 형태로 모니터링 유닛(7) 내에 저장된다.
그러므로 모니터링 유닛(7)은 우선 측정 장치를 이용하여 아크전압을 검출하고 이에 관련한 램프 전류의 최적의 한계값을 세팅한다. 워밍업 단계가 진행되는 동안에 아크전압은 점점 더 상승하고 이상적인 경우에는, 목표 전력에 상응하고 최종적으로는 램프를 동작 단계로 가게 하는 램프 전력을 초래하는 값에 도달한다. 이상적인 경우에는 일정한, 또는 저장된 특성곡선에 의해 규정된 한계값을 변동시킬 필요가 없다.
그러나 전극을 보호하기 위해서는 전술한 이상적인 경우와는 다른 경우를 초래할 수 있는 최대한 낮은 한계값이 선택된다. 이상적이지 않은 경우의 램프에서 변환된 전력은, 아크 전압이 목표 전력에 도달할 정도의 값을 갖지 않는다. 더 정확히 말하자면, 아크전압은 일정한 값으로 고정되어서, 더 이상 높아지지 않는다.
본 발명에 따르면, 검출 장치가 이러한 경우를 검출하고 이를 신호화하여 제어 장치로 전송한다. 이러한 제어 장치는 한계값의 상승을 초래하기 때문에, 또다시 아크전압이 상승하기 시작한다. 통상적으로 램프를 동작 단계로 넘어가게 하기 위해서 한계값의 상승은 한번으로 충분하다. 그러나 램프가 목표 전력에 도달하지 못하고 제어 장치로 전송된 신호에 의해 한계값의 추가 상승을 유발한다는 사실이검출 장치에 의해서 반복해서 검출될 수도 있다.
한계값의 상승은, 세팅 장치가 일정한 한계값을 갖는 세팅 장치에 더 높은 일정 한계값을 제공하는 방식으로 형성될 수 있다. 이와 같은 조치는 간단하게 구현될 수 있다.
검출 장치가 신호를 처음 수신한 후에 램프를 동작 단계로 넘어가도록 보장하기 위해서, 검출 장치의 신호를 처음 수신한 후에, 제어 장치는 단계적으로 또는 연속적으로 상승하는 한계값을 세팅 장치에 제공하는 방식으로 형성될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 제어 장치는 한계값이 저장된 특성곡선에 의해 아크전압에 종속되도록 제공될 수도 있다. 상기와 같은 제어 장치의 경우에는 검출 장치의 신호가 저장된 특성곡선과의 편차를 나타낸다. 모니터링 유닛(7)은 다수의 저장된 특성곡선을 가지는데, 이들 각각은 활성화되고 제어 장치를 위해 적합하다. 워밍업 단계는 최저 한계값을 갖는 특성곡선으로 시작된다. 검출 장치에 의해서 신호가 수신되면 제어 장치는 더 높은 한계값을 갖는 또다른 특성곡선을 활성화시킨다. 본 발명의 이와 같은 구현은 일정 한계값을 개별적으로 세팅하는 것 보다 더 복잡하지만, 관련 램프에 의한 일련의 실험들에 의해 실행되었던 것과 같은 방식으로 램프의 워밍업을 최적화시킬 수 있다. 이에 대한 기준은 다음과 같다:
- 최소한의 전극 손상으로 인해 달성되는 최대 수명.
- 짧은 워밍업 단계.
- 램프 내 플라스마 아크의 안정성.
검출장치의 몇몇 형성예를 살펴보면 다음과 같다:
검출장치의 간단한 형성예에서는 워밍업 단계의 시작후에 흐르는 시간을 시간 측정 장치가 측정한다. 프리세팅된 시간 후에 검출 장치가 신호를 제어 장치로 출력한다. 프리세팅된 시간은 통상적으로 동작될 램프에 의한 일련의 실험에 의해서 결정된다. 프리세팅된 시간후에도 램프가 목표 전력에 도달하지 않을 경우에는, 제어 장치에 의해서 더 높은 한계값이 나타난다. 램프가 프리세팅된 시간 후에 목표 전력에 도달한 경우에는, 제어 장치가 더 높은 램프 전류를 허용할 수도 있지만, 조절 장치는 아크전압과 더해져서 목표 전력을 발생시키는 램프 전류를 세팅한다.
검출장치의 또다른 형성예에서는 검출 장치가 아크전압의 상승을 검출한다. 아크전압이 더 빨리 상승하면 할수록, 램프가 동작 단계로 넘어갈 가능성이 더 높아진다. 아크전압의 상승이 규정된 값 보다 낮아지면, 곧 바로 검출 장치가 신호를 제어 장치로 전송한다. 아크전압의 상승에 대한 미리 주어진 값은 통상적으로 동작될 램프에 의한 일련의 실험들에 의해 결정된다. 처음에 기술한 검출 장치의 형성예와 달리 두 번째 형성예에서는, 세팅된 한계값이 너무 낮아서 워밍업 단계가 단축될 수 있다는 사실을 검출 장치에 의해 조기에 검출될 수 있다는 장점이 있다.
도 2에는 램프 전류 및 램프 전력과 아크전압과의 종속성을 나타내는 다이아그램이 도시된다. 상이한 워밍업 특성을 갖는 두 개의 경우가 도시되는데, 이는 두 개의 상이한 특성곡선에 의해 제어된다.
가로좌표에는 아크전압(UL)이 볼트(volt)로 주어진다. 왼쪽 세로좌표에는 램프 전류(IL)가 암페어(ampere)로 주어지고 오른쪽 세로좌표에는 램프 전력(PL)이와트(watt)로 주어진다.
먼저 아크전압에 대한 램프 전류의 종속성에 대해 설명할 것이다. 시작 부분에서 0V에서 대략 17V까지의 아크전압이 제공될 경우에는 램프 전류를 위한 저장된 특성곡선(A)이 2.5A의 일정한 한계값을 나타낸다. 이는 점(I1A)에서 점(I2A)까지의 특성곡선 부분에 나타난다. 점(I2A)에서의 아크전압이 대략 17V의 값 보다 높아지면, 점(I3A)에서의 아크전압이 23V에 도달할때까지 한계값이 3.2A까지 선형적으로 상승한다. 23V에서 30V까지의 아크전압에서는 한계값이 3.2A로 일정하게 존재한다. 아크전압이 30V를 초과하면 한계값은 점(I4A)에서 한계값이 또다시 선형적으로 하강하여서, 점(I5A)에서 32V일 때 2.8A가 된다. 22V 내지 32V의 영역에서 한계값이 초과되면, 이는 램프의 플라스마 아크를 안정화시키기 위해서 사용된다.
점(I5A)에 도달했을 때 검출 장치가 아직 신호를 제어 장치로 전송하지 않았다면, 특성곡선(A)은 계속 유효하다. 아크전압이 32V 내지 53.5V일 때 점(I6A)에서 점(I7A)까지의 한계값은 2.8A로 일정하다. 점(I7A)에서는 램프가 대략 150W의 목표 전력을 취하게 되는 상태가 달성된다. 아크전압이 더 상승하면, 램프 전류는 더 이상은 특성곡선(A)으로 주어지는 한계값에 의해 결정되지 않고, 일정한 전력을 위한 쌍곡선이 형성된다. 이러한 쌍곡선은 아크전압이 140V일 때 점(18C) 이하에서 주어진다.
높은 아크전압은 램프 수명이 다해간다는 징후이다. 따라서 본 발명의 동작장치는 통상적으로 아크전압을 위한 규정된 임계전압을 갖는다. 이러한 임계전압이 오랜 시간후에 초과되면, 동작장치가 스위치-오프된다.
점(I5A)에서 특성곡선이 분할된다. 도 2에 따른 예에서는, 아크전압이 점(I5A)에 도달하는 시점에 검출 장치가 제어 장치로 신호를 전송한다는 사실이 가정된다. 이러한 방식으로 특성곡선(B)이 활성화된다. 특성곡선(B)에 따르면 아크전압이 32V일 때의 한계값은 3.5A에 놓여있기 때문에, 점(I5A)로부터 점(I5B)로의 급상승이 이루어진다. 특성곡선(B)에 따르면 한계값이 3.2A에 놓여있을 경우에는 아크전압과 관련이 없다. 특성곡선(B)에 따라 아크전압이 계속 상승하면, 상기 특성곡선이 대략 43V일 때 점(I6B)에서 일정한 전력을 위한 쌍곡선과 만나게 되는데, 바로 이 지점에서 전술한 바와 같이 전력 조절이 실행되기 시작한다.
도시된 예에서는, 점(I5A)에서 특성곡선(A)에서 특성곡선(B)으로 전환되지 않고서는 더 이상 아크전압이 32V를 초과하지 않을 것이다. 램프는 일정한 전력을 위한 쌍곡선을 갖게 되고 목표 전력에 도달하지 않을 것이다.
특성곡선(A)의 점(I1A 내지 I7A)에서의 램프 전류에 포함되는 램프 전력이 점(P1A 내지 P7A)으로 표시된다. 점(P5B 및 P6B)은 특성곡선(B)의 상응하는 점(I5B 및 I6B)에 대한 램프 전력을 표시한다. 램프 전류가 일정한 전력의 쌍곡선에 도달하자마자, 램프 전력의 그래프가 점(P8C) 이하에서 150W로 일정하다.
도 3은 어떻게 검출 장치에 의해 시간에 따른 아크전압의 변동이 평가되고, 어떻게 제어 장치에 의해 시간에 따른 램프 전류의 변동이 초래되는지를 보여주는 예이다.
가로좌표에는 시간에 따른 아크전압의 변동이 도시되는데, 이는 검출 장치에의해 평가된다. 세로좌표에는 시간에 따른 램프 전류의 변동이 도시되는데, 이는 상응하는 아크전압의 변동시에 제어 장치에 의해 초래된 것이다.
도 3에 따른 예에서, 아크전압이 변동되지 않을 경우에는 워밍업 단계에서 램프 전류가 초당 30mA 만큼 상승한다는 사실을 알 수 있다. 램프 전류는 아크전압이 초당 1 볼트 만큼 상승할 경우에 램프 전류는 순시값(instantaneous value)에 놓여져 있다. 아크전압이 초당 2 볼트 만큼 상승할 경우에 램프 전류는 초당 30mA 만큼 감소된다.
도 3에는 아크전압 변동과 램프 전류 변동 간의 선형관계가 주어진다. 그러나 비선형 관계 및 비연속 관계도 생각될 수 있다.
아크전압이 하강하거나 또는 초당 2 볼트 보다 더 빨리 상승하게 되면 초당 30mA의 최대 변동이 주어지는데, 처음에는 상승하고 두 번째는 하강한다. 개별 램프 타입 및 적용예에 따라서 최대 변동은 초당 30mA의 편차를 가질 수 있다.
본 발명에 의해 한편으로는 램프가 동작 단계로 넘어가게 하고 다른 한편으로는 전극의 최소 부하를 야기하는 워밍업 단계를 갖는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치 및 그 방법이 제공된다.

Claims (11)

  1. 하기 특징들:
    - 접속된 가스 방전 램프의 전력을 목표 전력으로 조절하기 위해 적합한 조절 장치 및
    - 접속된 가스 방전 램프의 램프 전류를 한계값으로 제한하기 위해 적합한 세팅 장치를 포함하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치에 있어서,
    하기 특징들:
    - 한계값이 너무 낮게 세팅된 경우에 접속된 램프가 목표 전력을 취하게 되는 상태로 전환시키기 위해서 제어 장치에 신호를 출력하도록 설계된 검출 장치 및
    - 검출 장치에 의해 제어 장치로 신호가 전송될 경우에, 세팅 장치를 위해 한계값을 설정하고 상기 한계값을 높이도록 설계된 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 장치가 측정 장치를 이용하여 아크전압을 검출하고, 저장된 특성곡선을 이용하여 아크전압에 종속되는 한계값을 세팅하는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 장치가 상기 검출 장치에 의해 신호를 수신할 때 또다른 저장된 특성곡선을 활성화하는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 검출 장치가 시간 측정 장치를 포함하고, 상기 시간 측정 장치는 사전설정된 시간이 종료되고 나서 접속된 가스 방전 램프의 점화한 후에 신호를 제어 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 검출 장치가 측정 장치를 이용하여 아크전압의 상승을 검출하고 상기 상승이 규정된 값 보다 낮을 경우에 신호를 제어 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 장치가 검출 장치에 의해 신호를 수신한 후에 한계값을 규정된 값 만큼 상승시키는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 장치가 신호를 수신한 후에 상기 한계값을 더 높은 한계값으로 연속적으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 세팅 장치, 제어 장치, 검출 장치 및 조절 장치의 기능이 적어도 하나의 마이크로컨트롤러에 의해 실행되며, 상기 기능은 적어도 부분적으로는 소프트웨어 프로그램으로 구현되는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 동작장치.
  9. 하기 특징들:
    - 가스 방전 램프의 점화후에, 접속된 가스 방전 램프의 전극이 손상되지 않을 정도로 낮게 선택된 워밍업 램프 전류를 세팅하는 단계;
    - 세팅된 워밍업 램프 전류가 가스 방전 램프를 목표 전력을 취하게 되는 상태로 이동시키는지 아닌지를 검출하는 단계;
    - 상기 세팅된 워밍업 램프 전류가 상기 가스 방전 램프를 목표 전력을 취하는 상태로 이동시키기에 충분하지 않다는 사실이 검출되는 경우에 상기 워밍업 램프 전류를 상승시키는 단계를 포함하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 워밍업 램프 전류가 아크전압에 대한 종속성을 가지며, 상기 종속성이저장된 특성곡선으로 나타나는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 워밍업 램프 전류의 상승이 또다른 저장된 특성곡선으로 전환됨으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프를 동작시키기 위한 방법.
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