KR200426134Y1

KR200426134Y1 - 무전극 형광램프

Info

Publication number: KR200426134Y1
Application number: KR2020060016541U
Authority: KR
Inventors: 이용석
Original assignee: (주)쏘코
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2006-09-15

Abstract

고주파를 이용한 무전극 형광램프가 개시된다. 무전극 형광램프는 하측면이 넓은 ‘U’자 형상으로 굴곡되고 내부에 봉입가스가 충전된 제1 밸브, 제1 벌브의 양측을 연결하고 내부에 봉입가스가 충전된 제2 밸브, 제1 밸브와 제2 밸브에 결합되어 고주파를 발생시키는 고주파 발생기 및 고주파 발생기에 결합되어 외부전원과 연결되는 소켓을 포함한다. 고주파는 봉입가스와 반응하여 자외선을 유도하고, 자외선은 벌브 내측면에 도포된 형광물질과 반응하여 가스광선을 방출할 수 있다. 이러한 무전극 형광램프는 비교적 낮은 동작 주파수에서도 구동이 가능하여 전자기파 장애가 감소된다. 또한, 수명이 길어 중금속 가스의 오염을 줄일 수 있어 환경 친화적이다.

무전극, 벌브, 고주파, 발진, EMI, 정류, PFC

Description

무전극 형광램프{ELECTRODELESS FLUORESCENT LAMP}

도 1은 본 고안의 무전극 형광램프를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 고안의 무전극 형광램프를 도시한 정면도이다.

도 3은 본 고안의 무전극 형광램프를 도시한 측면도이다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따라 고주파 발생기를 구비한 무전극 형광램프의 블록도이다.

도 5는 무전극 형광램프의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 4의 발진 제어 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 6의 결정 회로를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10：무전극 형광램프 100：본체

200：고주파 발생기 210：EMI 필터

220：정류기 230：PFC 회로

240：DC/AC 인버터 250：발진 제어 회로

300：제1 벌브 400：제2 벌브

500：페라이트코어

본 고안은 무전극 형광램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파를 이용하여 가스광선을 방출하는 무전극 형광램프에 관한 것이다.

일반적인 전구는 내부에 전극(필라멘트 또는 발광판)과 함께 가스가 봉입되어 있는 구조로 되어 있으나, 무전극 형광램프는 전극이 없는 대신 전구 내부에 페라이트코어(Ferrite Core)에 코일이 감겨져 있는 파워 커플러(Power Coupler)가 장치되어 있는 구조를 가진다. 페라이트코어에 고주파(2. 64MHz) 스위칭이 가능한 특수 발진장치(무전극 형광램프용 전자식 안정기)로부터 에너지가 공급되면 램프에 자기장이 발생하게 되고 이러한 자기장이 전구 내부의 봉입가스를 여기(Excitation)하는 원리에 따라 빛을 내게 된다.

이러한 무전극 형광램프는 소모 전력을 상당히 줄이고, 수명을 획기적으로 증가시킨다. 이에 따라 버려지는 중금속 가스를 줄일 수 있게 되므로, 무전극 형광램프는 친환경적인 광원으로서 각광을 받고 있다. 이와 같은, 무전극 형광램프의 원리는 1907년 PC. Hewitt에 의하여 제안 되었으며, 최근에는 여러 형태의 무전극 형광램프들이 상품화되고 있다. 1991년에, Matsushita는 무전극 형광램프인 'Everlight'를 소개하였다. 'Everlight'는 13.56MHz에서 동작하며 37.0 lm/W의 효율을 가진다. 1991년에, Philips는 2.65MHz에서 동작하고, 65.0 lm/W의 효율을 가지는 'QL' 램프를 선보였다. 1994년에, GE는 2.65MHz에서 동작하고, 48.0 lm/W의 효율을 가지는 'Genura'를 선보였다. 이어서 같은 해에 Osram은 0.25MHz에서 동작하고, 75.0 lm/W의 효율을 가지는 'Endura'를 발표했다.

그러나, 이와 같은 종래의 무전극 형광램프들은 비교적 높은 주파수에서 동작하므로 전자기파 장애의 원인이 될 수 있고, 구동 회로의 안정성을 떨어뜨리며, 아직도 전력 효율이 개선될 여지가 남아 있다.

또한, 다양한 소비자의 욕구에 부응하여 독창적이면서도 개성 있는 벌브의 디자인이 필요한 시점이라 할 수 있다. 따라서, 디자인이 우수하면서도 긴 수명 및 고효율, 고연색성이 우수한 무전극 형광램프에 대한 연구가 절실하다고 할 수 있다.

따라서, 본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 고주파 AC 전원을 이용하여 광 효율을 높이면서도 안정적인 가시광선을 방출하는 무전극 형광램프를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적인 높은 연색성으로 자연색을 연출하여 눈의 피로를 줄일 수 있는 무전극 형광램프를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 독창적이고, 개성적이면서도 수명이 길고 효율이 높으며 고연색성을 제공하는 무전극 형광램프를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 단순한 구조로 인해 제작이 용이하고 손쉽게 이용할 수 있는 무전극 형광램프를 제공함에 있다.

상술한 본 고안의 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 무전극 형광램프는 소켓이 구비된 본체와, 하측면이 넓은 ‘U’자 형상으로 굴곡되고, 내부에 봉입가스가 충전된 제1 벌브와 및 상기 제1 벌브의 양측을 연결하고, 내부에 봉입가스가 충전된 제2 벌브를 포함한다. 상기 본체 내부에는 고주파 발생기가 장착되어 고주파를 발생할 수 있다. 또한, 상기 제2 벌브의 외주면에는 페라이트코어가 둘러싸서 결합되는데, 상기 고주파 발생기와 연결되어 상기 제1 벌브 및 제2 벌브로 고주파를 인가한다. 상기 제1 및 제2 램프에 인간된 상기 고주파는 상기 봉입가스와 반응하여 자외선을 유도할 수 있다.

상기 제1 벌브 및 제2 벌브의 내측면에는 삼파장 형광물질이 도포되는데 상기 자외선이 상기 삼파장 형광물질을 통과하여 가시광선을 방출할 수 있다. 상기 형광물질로써 적, 녹, 청의 세가지 발광색 성분으로 이루어진 희토류 발광물질을 사용할 수 있다.

상기 고주파 발생기는 인입된 AC 신호로부터 생성된 DC 신호를 변환하여 상기 인입된 AC 신호의 주파수 보다 높은 주파수로 발진하는 출력 AC 신호를 생성하는 DC/AC 인버터와 상기 출력 AC 신호의 단자에 직렬 연결된 적어도 하나의 커패시터와 적어도 하나의 인덕터를 통하여 제1 램프 신호를 생성하고, 수동 소자를 이용하여 상기 제1 램프 신호로부터 제2 램프 신호를 생성하며, 상기 제1 램프 신호 및 상기 제2 램프 신호를 무전극 형광램프의 코일의 두 단자로 공급하는 발진 제어 회로를 포함한다.

또한 상기 고주파 발생기는 상기 인입된 AC 신호의 전자기파를 필터링하는 EMI 필터와 상기 전자기파를 필터링한 신호로부터 상기 DC 신호를 생성하는 정류기를 포함하고, 상기 전자기파를 필터링한 신호로부터 상기 DC 신호를 생성할 때, 상기 인입된 AC 신호의 역률을 보정하기 위하여 상기 전자기파를 필터링한 신호의 위상을 제어하는 PFC 회로를 더 포함할 수 있다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 고안이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 고안의 무전극 형광램프를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 고안의 무전극 형광램프를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 고안의 무전극 형광램프를 도시한 측면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 무전극 형광램프는 본체, 고주파 발생기, 제1 벌브, 제2 벌브 및 페라이트코어로 구성된다.

상기 본체(100)는 상면이 볼록하게 형성된 원기둥 형상으로서, 상기 상면의 중앙부에는 외부 전원과 연결할 수 있는 전원 소켓(110)이 형성된다. 상기 전원 소켓(110)의 둘레면에는 스크류가 형성되어 외부 전원과 견고하게 결합할 수 있다. 또한 상기 본체(100)의 내부에는 도시되지 않은 고주파 발생기가 장착되고, 상기 고주파 발생기는 상기 전원 소켓(110)과 전기적으로 연결되어 외부 전원으로부터 전력을 공급받아 고주파를 발생할 수 있다.

상기 제1 벌브(300)는 상기 본체(100) 하부에 장착되고, 하측면이 넓은 ‘U ’자 형상으로 굴곡되어 형성된다. 또한, 상기 제2 벌브(400)는 상기 제1 벌브(300)의 제1 변(310)과 제2 변(320)을 연결하고, 상기 제1 변(310)과 상기 제2 변(320)과 수직한 방향으로 형성된다. 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)의 내부에는 봉입가스가 충전된다.

상기 페라이트코어(500)는 도우넛 모양으로 형성되어 상기 제2 벌브(400)의 외주면을 둘러싸서 형성된다. 즉, 상기 페라이트코어(500)는 중앙에 홀이 형성되는데, 상기 홀에 상기 제2 벌브(400)가 관통한다. 상기 고주파 페라이트코어(500)는 상기 고주파 발생기와 전기적으로 연결되어 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)에 고주파를 인가할 수 있다.

상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)의 내측면에는 삼파장 형광물질이 도포되는데, 상기 고주파에 의해 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 내부에서 발생한 자외선이 상기 삼파장 형광물질을 통과하면서 가시광선을 방출된다. 본 고안에서 사용하는 형광물질은 주로 적, 녹, 청의 세가지 발광색 성분으로 이루어진 희토류 발광물질을 사용할 수 있다. 희토류 형광물질의 종류로는 희토류원소(57~71번 15개)와 Soanclium (So), Yttrium(Y)를 추가하여 17개원소의 원소가 쓰이고 있는데, 희토류 원소는 그 원자구조에 있어 4f-전자 껍질의 특이성으로 가시광선파장 범위에서 좁고 예민한 흡수 또는 발광을 하게 되는 성질을 갖는다. 희토류원소는 17종이 있는데, 화학적 성질이 비슷하고 섞여서 산출되므로, 별도로 나누는 데는 절차가 매우 복잡하다. 형광물질로 쓰일 때는 개별로 분리해서 쓰기 때문에 삼파장 램프를 만들 경우 희토류 원소를 분리하는 것이 중요하다.

종래의 필라멘트를 대체하기 위해 사용되는 무전극 형광램프의 벌브는 표1과 같은 제원을 갖는다.

위의 표에서 보듯이, 본 고안에서 사용하는 무전극 형광램프용 벌브는 종래의 백열 전구에 비해서 소비 전력이 낮다. 또한, 효율면에서도 백열 전구는 15(lm/W)임에 비해 무전극 형광 램프용 벌브는 85(lm/W)로써 5배 이상으로 뛰어나다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따라 고주파 발생기를 구비한 무전극 형광램프의 블록도이고, 도 5는 무전극 형광램프의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 4의 발진 제어 회로를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 6의 결정 회로를 설명하기 위한 도면이다.

이에 도시한 바를 참조하면, 상기 무전극 형광램프(10)의 고주파 발생기(200)는 EMI(Electromagnetic Interference) 필터(210), 정류기(220), PFC(Power Factor Corrrection) 회로(230), DC/AC 인버터(DC-to-AC inverter)(240), 및 발진 제어 회로(250)를 포함한다.

상기 벌브(300, 400)는 방전관 내부에 일반 형광등에서 가지는 필라멘트(filament)나 발광판 등이 없이 무전극으로 빛을 방출할 수 있는 광원이다. 도 5와 같이, 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)는 ‘U’자형으로 만들어 질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 사용자의 요구에 따라 사각형, 코일형, 평행 사변형 등 기타 다른 모양으로 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)가 제조될 수 있다.

상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)는 상기 페라이트코어(500)에 감긴 코일을 통하여 상기 고주파 발생기(200)로부터 고주파 AC 전원을 인가 받는다. 도5와 같이 상기 페라이트코어(500)에 감긴 코일의 단자들은 상기 고주파 발생기(200)와 연결되어 고주파 AC 전원을 인가 받는다.

상기 고주파 발생기(200)로부터 고주파 AC 전원이 인가되면, 상기 무전극 형광램프(10)의 상기 페라이트코어(500)에 감긴 코일의 동작에 따라 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 내부에는 유도 전계가 발생된다. 이와 같이 발생된 유도 전계에 의하여 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 내부의 봉입 가스, 예를 들어, 수은과 같은 불활성 가스가 여기되고, 이에 따라 발생되는 전자들이 다른 입자들을 다시 여기 시키면서 고 에너지 가스 입자들에 의한 자외선이 만들어 진다. 이때, 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 내부에 도포된 삼파장 형광 물질과 자외선이 반응하여 가시 광선이 최종적으로 방출된다. 상기 무전극 형광램프(10)는 메탈 램프나 나트륨 램프와 같은 일반 전극 램프와 달리 긴 수명이 보장되므로 중금속 가스의 오염을 줄이고 친환경적 광원을 제공한다.

이하, 이와 같은 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)를 구동하기 위하여 상기 고주파 AC 전원을 생성하는 상기 고주파 발생기(200)에 대하여 상술한다. 특히, 상기 고주파 발생기(200)는 저가로 제조되고 수명이 긴 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)를 높은 광효율, 예를 들어, 80lm/W이상으로 안정적으로 구동하도록 설계되었다. 상기 고주파 발생기(200)에 의하여 생성되는 상기 고주파 AC 전원은 종래보다 낮은 동작 주파수, 예를 들어, 0.1~0.4MHz를 가지도록 하였고, 이에 따라, 전자기파 장애를 감소시킬 수 있다.

도 4에서, 상기 고주파 발생기(200)에 포함된 상기 EMI 필터(210)는 인입된 AC(Alternating Current) 신호, 예를 들어, 댁내의 220 볼트 AC 전원 신호의 전자기파를 필터링한다. 댁내에 공급되는 전원의 전압 크기는 공급자 기기의 불안정성이나 외부 환경, 예를 들어, 천둥, 번개 기타 요인에 의하여 이상적으로 공급되지 못할 수 있고, 이때 발생될 수 있는 전자기적 간섭에 의한 영향을 최소화하기 위하여 상기 EMI 필터(210)가 필요하다. 상기 EMI 필터(210)는 인입되는 AC 신호가 일정 크기 이상으로 커지거나 작아지지 않도록 제한한다.

상기 정류기(220)는 상기 전자기파를 필터링한 신호로부터 DC(Direct Current) 신호를 생성한다. 상기 정류기(220)로서 브리지(bridge) 형태의 다이오드 회로가 이용될 수 있다.

또한, 상기 정류기(220)가 상기 전자기파를 필터링한 신호로부터 상기 DC 신호를 생성할 때, 상기 인입된 AC 신호의 역률(power factor)을 보정하기 위하여 상기 PFC 회로(230)가 이용될 수 있다. 상기 PFC 회로(230)는 전력용 커패시터(capacitor) 등을 이용하여 상기 전자기파를 필터링한 신호의 위상을 제어함으로써, 무효전력을 감소시킨다. 상기 PFC 회로(230)에 의하여 후속 회로에 안정된 전류를 공급할 수 있고, 전력손실을 최소화할 수 있으며, 전자기파의 간섭 까지도 줄일 수 있다.

이와 같이, 상기 정류기(220)와 상기 PFC 회로(230)의 동작에 따라 안정하게 생성된 DC 신호는 상기 DC/AC 인버터(240)에 의하여 AC 신호로 변환되고, 상기 DC/AC 인버터(240)는 상기 EMI 필터(210)로 인입된 AC 신호의 주파수 보다 높은 주파수로 발진하는 출력 AC 신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 EMI 필터(210)로 인입된 AC 신호의 주파수는 통상적으로 60Hz 정도이고, 상기 DC/AC 인버터(240)로부터의 상기 출력 AC 신호의 주파수는 0.25MHz일 수 있다.

상기 DC/AC 인버터(240)로부터 생성되는 상기 출력 AC 신호는 상기 발진 제어 회로(250)에 의하여 제어된 후 상기 무전극 형광램프(10)의 코일의 두 단자(A1, A2)로 공급된다. 즉, 상기 발진 제어 회로(250)는, 상기 출력 AC 신호의 단자에 직렬 연결된 적어도 하나의 커패시터(capacitor)와 적어도 하나의 인덕터(inductor)를 통하여 제1 램프 신호를 생성하고, 수동 소자(passive device)를 이용하여 상기 제1 램프 신호로부터 제2 램프 신호를 생성한다. 상기 발진 제어 회로(250)는 상기 제1 램프 신호 및 상기 제2 램프 신호를 무전극 형광램프(10)의 코일의 두 단자(A1, A2)로 공급한다.

도 6을 참조하면, 상기 발진 제어 회로(250)는 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 인덕터(L1), 제3 커패시터(C3), 트랜스포머(transformer)(L2), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2)을 포함한다. 이외에도, 상기 발진 제어 회로(250)는 보호 회로(251), 결정 회로(252), 제1 MOSFET(Q1), 제2 MOSFET(Q2), 제1 보조 회로(256), 및 제2 보조 회로(257)를 포함한다.

상기 제1 커패시터(C1)는 상기 DC/AC 인버터(240)에서 생성된 상기 출력 AC 신호의 단자와 제1 노드(ND1) 사이에 연결된다. 상기 제2 커패시터(C2)는 상기 제1 노드(ND1)와 제2 노드(ND2) 사이에 연결된다. 상기 제1 인덕터(L1)는 상기 제2 노드(ND2)와 무전극 형광램프(10)의 코일의 한 단자(A1) 사이에 연결된다. 즉, 상기 출력 AC 신호가 상기 제1 커패시터(C1), 상기 제2 커패시터(C2) 및 상기 제1 인덕터(L1)를 통하여 제1 램프 신호로 되고, 상기 제1 램프 신호가 상기 무전극 형광램프(10)의 코일의 한 단자(A1)로 공급된다.

상기 제3 커패시터(C3)는 상기 제1 램프 신호의 단자(A1)과 제3 노드(ND3) 사이에 연결된다. 상기 제1 저항(R1)은 상기 제3 노드(ND3)와 접지(GND) 사이에 연결된다. 상기 트랜스포머(L2)의 제1 코일이 상기 제3 노드(ND3)와 무전극 형광램프(10)의 코일의 다른 단자(A2) 사이에 연결된다. 즉, 상기 제1 램프 신호가 상기 제3 커패시터(C3), 상기 제1 저항(R1), 및 상기 트랜스포머(L2)의 제1 코일에 의하여 제2 램프 신호로 되고, 상기 제2 램프 신호가 상기 무전극 형광램프(10)의 코일의 다른 단자(A2)로 공급된다. 상기 제3 노드(ND3)와 상기 제2 램프 신호의 단자(A2) 사이에 연결된 상기 트랜스포머(L2)의 제1 코일은 인덕터로서 작용한다.

상기 결정 회로(252)는 A1에서의 상기 제1 램프 신호와, A2와 ND3 사이에서 상기 트랜스포머(L2)의 제1 코일과 상호 작용하는 상기 트랜스포머(L2)의 제2 코일로부터 받는 신호를 이용하여, 딤머 제어 신호(DIM)에 따라 상기 제1 램프 신호와 상기 제2 램프 신호의 발진 주파수를 결정하기 위한 제1 딤머(dimmer) 신호(DMO1) 및 제2 딤머 신호(DMO2)를 생성한다.

상기 딤머 제어 신호(DIM)는 상기 결정 회로(252)내의 소정 소자와 접지(GND) 사이에 연결된 상기 제2 저항(R2)에 의하여 생성된다. 상기 제2 저항(R2)은 가변 저항일 수 있고, 상기 제2 저항(R2) 값을 변경함에 따라 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)의 밝기 조절이 가능하도록 한다. 즉, 상기 제2 저항(R2)을 가변시킴에 따라 도로나 실내 등을 구분하여 밝기 조절이 가능하므로 전력 소모의 절감에 기여할 수 있도록 한다.

이와 같은 딤머 동작을 위하여, 상기 제1 MOSFET(Q1)의 드레인이 전원(VCC)에 연결되고, 상기 제2 MOSFET(Q2)의 소스가 접지(GND)에 연결된다. 상기 제1 MOSFET(Q1) 및 상기 제2 MOSFET(Q2)는 N채널 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)인 것이 바람직하다.

상기 제1 보조 회로(256)는 상기 제1 MOSFET(Q1) 의 게이트와 소스 사이에서 상기 제1 딤머 신호(DMO1)의 전압을 조절하고, 상기 전압을 조절한 상기 제1 딤머 신호(DMO1)를 상기 제1 MOSFET(Q1) 의 게이트로 공급한다. 상기 제1 보조 회로(256)에는 상기 제1 딤머 신호(DMO1)의 전압 조절을 위하여 트랜스포머, 저항, 다이오드 등이 포함될 수 있다.

상기 제2 보조 회로(340)는 상기 제2 MOSFET(Q2) 의 게이트와 소스 사이에서 상기 제2 딤머 신호(DMO2)의 전압을 조절하고, 상기 전압을 조절한 상기 제2 딤머 신호(DMO2)를 상기 제2 MOSFET(Q2) 의 게이트로 공급한다. 상기 제2 보조 회로(257)에는 상기 제2 딤머 신호(DMO2)의 전압 조절을 위하여 저항, 다이오드 등이 포함될 수 있다.

이와 같이 상기 제1 딤머 신호(DMO1)와 상기 제2 딤머 신호(DMO2)가 조절되어 상기 제1 MOSFET(Q1) 및 상기 제2 MOSFET(Q2)를 구동할 때, 상기 제1 노드(ND1)의 전압 또는 주파수가 변화되고, 이에 따라 상기 무전극 형광램프(10)의 코일의 두 단자(A1, A2)로 공급되는 상기 제1 램프 신호 및 상기 제2 램프 신호의 주파수가 달라질 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 딤머 신호(DMO1)와 상기 제2 딤머 신호(DMO2)는 일정 주파수를 가지는 AC 형태일 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 딤머 신호(DMO1)와 상기 제2 딤머 신호(DMO2)에 의하여 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)로 공급되는 신호의 주파수가 커지면, 상기 무전극 형광램프(10)의 페라이트 코어에 감긴 코일의 인덕턴스 성분의 값을 증가시키게 되어, 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)의 밝기가 감소되고 소모 전력도 감소된다. 반대로, 상기 제1 딤머 신호(DMO1)와 상기 제2 딤머 신호(DMO2)에 의하여 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)로 공급되는 신호의 주파수가 작아지면, 상기 무전극 형광램프(10)의 페라이트 코어에 감긴 코일의 인덕턴스 성분의 값을 감소시키게 되어, 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)의 밝기가 증가하고 소모 전력도 증가된다.

또한, 상기 결정 회로(252)는 상기 제1 램프 신호 또는 상기 제2 램프 신호의 단락 또는 개방을 알리는 보호 신호(PROT)를 생성할 수 있다. 이에 따라 상기 보호 회로(251)는 상기 보호 신호(PROT)에 따라 선택적으로 상기 DC/AC 인버터(240)에서 생성된 고주파의 상기 출력AC 신호를 상기 제1 커패시터(C1)로 출력시킨다. 상기 제1 램프 신호 또는 상기 제2 램프 신호는 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 쪽에서 어떤 원인에 의하여 개방되거나 단락될 수 있다. 상기 제1 램프 신호 또는 상기 제2 램프 신호가 개방되는 경우에는 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 가 정상적으로 동작하지 않기 때문에 상기 DC/AC 인버터(240)에서 생성된 고주파의 상기 출력AC 신호를 상기 제1 커패시터(C1)로 출력시킬 필요 없다. 또한, 상기 제1 램프 신호 또는 상기 제2 램프 신호가 단락되는 경우에는 과전류로 인하여 무전극 형광램프(10)의 코일이나, 상기 발진 제어 회로(250)의 각부의 회로에 손상을 줄 수 있기 때문에 상기 DC/AC 인버터(240)에서 생성된 고주파의 상기 출력AC 신호를 상기 제1 커패시터(C1)로 출력시킬 필요 없다.

도 7을 참조하면, 상기 결정 회로(252)는 비교부(253), 주파수 결정부(254) 및 보호 신호 생성부(255)를 포함한다.

상기 비교부(253)는 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400)로 인입되는 신호, 즉, A1에서의 상기 제1 램프 신호와, A2와 ND3 사이에서 상기 트랜스포머(L2)의 제1 코일과 상호 작용하는 상기 트랜스포머(L2)의 제2 코일로부터 받는 신호를 수집하여, 이에 상응하는 소정 DC 전압을 검출한다. 이에 따라 상기 비교부(253)는 상기 검출된 소정 DC 전압과 도 3에서 상기 제2 저항(R2)를 통하여 생성된 상기 딤머 제어 신호(DIM)에 상응하는 DC 전압을 비교한다.

상기 비교부(253)의 비교 결과에 따라, 상기 주파수 결정부(254)는 상기 제1 램프 신호와 상기 제2 램프 신호의 주파수를 고정시키기 위하여 상기 제1 딤머 신호(DMO1) 및 상기 제2 딤머 신호(DMO2)의 주파수를 일정 크기씩 상승 또는 하강시킨다. 예를 들어, 상기 제1 램프 신호와 상기 제2 램프 신호의 주파수를 현재 주파수보다 높은(또는 낮은) 주파수에서 고정되도록 하기 위하여, 상기 제1 딤머 신호(DMO1) 및 상기 제2 딤머 신호(DMO2)의 주파수를 한번에 상승(또는 하강)시키지 않는다. 상기 제1 딤머 신호(DMO1) 및 상기 제2 딤머 신호(DMO2)의 주파수를 일정 크기 상승(또는 하강)시키면, 상기 제1 램프 신호와 상기 제2 램프 신호의 피드백에 따라 상기 비교부(253)의 비교 결과가 달라지고, 이에 따라 상기 주파수 결정부(254)는 상기 제1 딤머 신호(DMO1) 및 상기 제2 딤머 신호(DMO2)의 주파수를 더 상승(또는 하강)시킬 것인지를 결정하고, 해당 딤머 신호들을 생성한다.

또한, 상기 보호 신호 생성부(255)는 상기 제1 램프 신호 또는 상기 제2 램프 신호의 단락 또는 개방을 알리는 보호 신호(PROT)를 생성할 수 있다. 상기 보호 신호 생성부(255)는 상기 제1 벌브(300) 및 제2 벌브(400) 로 인입되는 신호, 즉, A1에서의 상기 제1 램프 신호와, A2와 ND3 사이에서 상기 트랜스포머(L2)의 제1 코일과 상호 작용하는 상기 트랜스포머(L2)의 제2 코일로부터 받는 신호로부터 상기 보호 신호(PROT)를 생성한다. 이에 따라 상기 보호 회로(251)는 상기 보호 신호(PROT)에 따라 선택적으로 상기 DC/AC 인버터(240)에서 생성된 고주파의 상기 출력AC 신호를 도 3의 상기 제1 커패시터(C1)로 출력시킨다.

본 고안에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 고안을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 고안의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안에 따르면 고주파 AC 전원을 이용하여 광 효율을 높이면서도 안정적인 가시광선을 방출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 높은 연색성으로 인해 물체의 색감을 그대로 연출하여 색감이 선명하고 눈의 피로를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 독창적이고, 개성적이면서도 수명이 길고 효율이 높을 뿐만 아니라 고 연색상을 연출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 단순한 구조로 인해 제작이 용이하고 손쉽게 이용할 수 있는 무전극 형광램프를 제공함에 있다.

또한, 비교적 낮은 동작 주파수에서 구동할 수 있게 되므로 전자기파 장애가 감소되고, 도로나 실내 등을 구분하여 밝기 조절이 가능하므로 전력 소모의 절감에 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 긴 수명을 보장하도록 동작하므로 중금속 가스의 오염을 줄이고 친환경적이다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

전원 소켓이 구비된 본체;

상기 본체 하부에 결합되되, 하측면이 넓은 ‘U’자 형상으로 굴곡되고, 내부에 봉입가스가 충전된 제1 벌브;

상기 제1 벌브의 양측을 연결하고, 내부에 봉입가스가 충전된 제2 벌브;

상기 본체 내부에 장착되어 고주파를 발생하는 고주파 발생기; 및

상기 고주파 발생기와 연결되되, 상기 2 벌브의 외주면을 둘러싸서 결합되고, 상기 제1 벌브 및 제2 벌브에 고주파를 인가하는 페라이트코어;

를 포함하고 상기 고주파가 상기 봉입가스와 반응하여 자외선을 유도하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 벌브의 내측면에는 삼파장 형광물질이 도포된 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
제2항에 있어서,

상기 형광물질은 희토류 발광물질을 이용하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
제1항에 있어서,

상기 고주파 발생기는

인입된 AC 신호로부터 생성된 DC 신호를 상기 인입된 AC 신호의 주파수 보다 높은 주파수로 발진하는 출력 AC 신호를 생성하는 DC/AC 인버터; 및

상기 출력 AC 신호의 단자에 직렬 연결된 적어도 하나의 커패시터와 적어도 하나의 인덕터를 통하여 제1 램프 신호를 생성하고, 수동 소자를 이용하여 상기 제1 램프 신호로부터 제2 램프 신호를 생성하며, 상기 제1 램프 신호 및 상기 제2 램프 신호를 무전극 램프의 코일의 두 단자로 공급하는 발진 제어 회로;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
제4항에 있어서,

상기 고주파 발생기는

상기 인입된 AC 신호의 전자기파를 필터링하는 EMI 필터; 및

상기 전자기파를 필터링한 신호로부터 상기 DC 신호를 생성하는 정류기;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
제5항에 있어서,

상기 고주파 발생기는

상기 전자기파를 필터링한 신호로부터 상기 DC 신호를 생성할 때, 상기 인입된 AC 신호의 역률을 보정하기 위하여 상기 전자기파를 필터링한 신호의 위상을 제 어하는 PFC 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.