KR20060077185A - 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기 - Google Patents

조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기 Download PDF

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KR20060077185A
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Abstract

본 발명은 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기에 관한 것으로서, 교류입력전원의 상태, 램프의 상태, 외부의 온도와 조도 등 램프의 구동에 영향을 주는 각종 환경에 적절하게 적응하여 동작하고, 램프의 점등이나 소등을 자동 또는 수동으로 제어하며, 주변 환경에 맞도록 램프의 조도를 조절하여 에너지를 절약할 수 있는 자기식 안정기에 관한 것이다. 특히 입력 전원의 상태에 적절히 반응할 수 있고, 자동적으로 외부 온도에 대응하는 점화전압을 발생시킴으로써 저개발국가나 추운 지방에서의 가로등용 램프에도 효과적으로 적용할 수 있다.
자기식 안정기, 온도, 부하, 조도, 가변 인덕터, 에너지 절약

Description

조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기{ BALLAST HAVING THE FUNCTION OF POWER SAVING AND ILLUMINATION INTENSITY CONTROL }
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 블럭도,
도 2는 가변 인덕터 제어수단을 구성하는 일 실시예,
도 3은 DC전압발생부와 전원상태감지부를 구성하는 일 실시예,
도 4는 부하상태감지부를 구성하는 일 실시예,
도 5는 점화전압발생부를 구성하는 일 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 자기식 안정기의 전체 동작과 관련한 일 실시예이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11: 안정기 12: 가변 인덕터 제어수단
13: 점화전압발생부 14: DC 전압 발생부
15: 전원상태감지부 16: 부하상태감지부
17: 제어부 18: 램프
19-1: 모드설정부 19-2: 조도감지수단
21: 가변 인덕터 22: 스위치
23: 스위치 구동부
본 발명은 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기에 관한 것으로서, 특히 가로등용 방전등과 같은 각종 램프의 조도를 조절할 수 있도록 할 뿐만 아니라 입력전원의 상태, 램프의 상태, 주변 온도 등 다양한 조건에 적절히 적응하여 동작이 가능하고 에너지를 절약할 수 있는 자기식 안정기에 관한 것이다.
가로등용 방전등과 같은 램프를 구동시키기 위해서 다양한 종류의 안정기가 사용되고 있다. 특히 자기식 안정기는 교류입력전원과 병렬로 연결된 역율개선용 캐패시터 및 교류입력전원의 한 단자와 직렬 연결된 안정기를 포함하여 구성되며, 안정기를 통해 높은 점화전압을 발생시켜 램프를 점등한다.
한편, 자기식 안정기는 그 특성상 조도조절이 용이하지 않으며, 조도조절을 위해서 전자식 안정기를 사용할 수는 있지만 전자식 안정기는 비교적 높은 전력을 요구하는 가로등에 사용되면 반도체 부품의 신뢰성에 문제가 발생하여 수명이 짧은 결함이 있다.
또한, 가로등과 같이 외부 환경에 노출되는 경우에는 온도 특성을 타게 된다. 즉, 자기식 안정기는 온도가 낮은 경우 더 높은 점화전압이 필요하여 잘 점등이 되지 않으므로 기온이 낮은 지역에서 사용상 어려움이 발생한다. 뿐만아니라 저개발 국가에서와 같이 안정적인 전원전압을 공급하지 못하는 경우에는 자기식 안정기가 불안정하게 동작하여 램프의 수명을 감소시킬 수 있다.
이와 같은 문제점들로 인하여 자기식 안정기의 사용이 제한되고 있어서 자기식 안정기의 장점을 살릴 수 없고, 가로등과 같은 공적 장비의 성능이 떨어져 시민들에게 불편함을 주는 요인이 되며, 불필요한 비용이 발생하고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 램프의 조도를 자동 또는 수동으로 조절할 수 있도록 할 뿐만 아니라 입력전원의 상태, 램프의 상태, 주변 온도 등 다양한 조건에 적절히 적응하여 동작이 가능하고 에너지를 절약할 수 있는 자기식 안정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기는, 교류입력전원과 안정기의 사이에 위치하고 인덕터 제어신호에 따라 가변 인덕턴스 값을 갖도록 설정되는 가변 인덕터 제어수단; 점화 제어신호에 따라 상기 안정기를 제어하여 상기 램프의 점등에 필요한 점화전압을 유기하는 점화전압발생부; 상기 교류입력전원의 상태를 감지하는 전원상태감지부; 상기 램프의 상태를 감지하는 부하상태감지부; 상기 전원상태감지부와 부하상태감지부에서의 감지 상태에 따라 상기 가변 인덕터 수단과 점화전압발생부를 제어하는 제어부; 및 상기 교류입력전원을 정류하여 일정 크기의 정전압을 상기 가변 인덕터 수단과 상기 제어부의 구동 전압으로 공급하는 DC 전압 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가변 인덕터 제어수단은 상기 교류입력전원과 상기 안정기의 사이에 직 렬 연결된 하나 이상의 인덕터; 상기 교류입력전원과 상기 안정기 사이를 개방시키거나 상기 각 인덕터를 선택적으로 바이패스시키기 위한 복수개의 스위치; 및 상기 제어부의 인덕터 제어신호에 따라 상기 각 스위치를 온/오프시키는 스위치 구동부를 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 전원상태감지부는 상기 교류입력전원의 전압이 일정 값 이하로 떨어지는지의 여부를 감지할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 부하상태감지부는 상기 램프의 고장 여부를 감지하거나, 상기 램프의 현재 점등 상태를 감지할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 점화전압발생부는 부(-)의 온도계수에 따라 상기 유기되는 점화전압의 크기가 결정되도록 하여 낮은 온도에서도 적절하게 동작하도록 구성할 수 있다.
상기 각 실시예의 자기식 안정기는 수동 모드와 자동 모드를 선택할 수 있는 모드설정부를 포함하도록 구성할 수도 있다.
이러한 실시예에서 상기 제어부는 상기 모드설정부에 의하여 설정된 조도에 따라 해당 인덕턴스 값을 갖도록 상기 가변 인덕터 제어수단을 제어한다.
상기 제어부는 상기 자동 모드로 설정된 경우에는 기 설정된 시간과 조도에 따라 상기 가변 인덕터 제어수단을 자동 제어하도록 구성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 자기식 안정기는 교류입력전원 Vi와 병렬 연결된 역율개선용 캐패시터 CPFC, 및 교류입력전원 Vi의 한 단자와 직렬 연결된 안정기(11)를 포함하고 있으며, 점화전압발생부(13)를 통해 안정기(11)에 높은 점화전압을 발생시켜 램프(18)를 점등한다.
이 때, 교류입력전원 Vi와 안정기(11)의 사이에는 가변 인덕터 제어수단(12)이 위치하고 있으며, 가변 인덕터 제어수단(12)은 제어부(17)에서 전달하는 인덕터 제어신호에 따라 가변 인덕턴스 값을 갖게 된다.
도 2를 참조하여 가변 인덕터 제어수단(12)을 구성하는 일 실시예를 설명하자면, 교류입력전원 Vi와 안정기(11)의 사이에 2개의 인덕터 L1과 L2가 직렬 연결된 가변 인덕터(21)가 있고, 교류입력전원 Vi와 안정기(11)의 사이를 전류가 흐르지 못하도록 개방시키거나 인덕터 L1과 L2를 선택적으로 바이패스시키기 위한 복수개의 스위치(S1~S3)와, 제어부(17)의 인덕터 제어신호에 따라 각 스위치(S1~S3)를 선택적으로 온/오프(ON/OFF)하는 스위치 구동부(23)를 포함하도록 구성될 수 있다.
인덕터 L1과 L2는 하나의 코아 및 보빈을 이용하여 구성할 수 있고, 각 스위치(S1~S3)는 반도체 계전기(SSR) 또는 릴레이(Relay)를 이용하여 구성할 수 있다.
도 2에 도시한 실시예에서 교류입력전원 Vi나 램프(18)의 상태에 따라 안정기(11)의 동작을 정지시켜야 할 필요가 있을 때는 스위치 S1 내지 S3을 모두 오프시켜 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 또한, 스위치 S2만을 온시키면 인덕터 L1은 바이패스되므로 인덕터 L2의 인덕턴스 값만이 유효하고, 스위치 S1만을 온시키면 인덕터 L1과 L2가 모두 바이패스되어 가변 인덕터 제어수단의 총 인덕턴스 값은 0이 되며, 스위치 S3만을 온시키면 인덕터 L1과 L2의 인덕턴스 값이 모두 유효하게 된다.
가변 인덕터 제어수단(12)에 의하여 인덕턴스 값을 조절할 때 나타나는 램프(18)의 조도 측면에서 설명하자면, 스위치 S1, S2, S3이 모두 오프되면 조도는 0%가 되고, 스위치 S3만이 온되면 조도는 50%가 되며, 스위치 S2만이 온되면 조도는 75%가 되고, 스위치 S1만이 온되면 조도는 100%가 된다. 그러므로, 필요에 따라 가변 인덕터 제어수단(12)의 인덕턴스 값을 적절히 조절하면 알맞는 조도로 램프(18)를 구동할 수 있게 되고, 에너지를 절약하는 효과가 나타날 수 있다.
도 2의 실시예에서는 가변 인덕터(21)에 2개의 인덕터(L1,L2)가 사용된 예를 설명하였으나, 필요에 따라 임의 개수의 인덕터와 스위치를 포함하도록 구성할 수 있음은 물론이다.
DC 전압 발생부(14)는 교류입력전원 Vi를 정류하여 일정 크기의 DC 정전압원을 발생시키는 역할을 수행하며, 발생된 DC 정전압원은 가변 인덕터 수단(12)의 각 스위치(S1~S3)와 스위치 구동부(23)를 구동시키거나 제어부(17)의 구동 전압으로 공급된다. 예로서, 스위치(S1~S3)가 릴레이 소자를 이용하여 구성되는 경우에는 릴레이 소자의 구동을 위한 DC 전원을 공급할 수 있도록 구성하고, 제어부(17)가 마이크로 프로세서를 사용하여 구성되는 경우에는 마이크로 프로세서의 구동 전압(예: 5V)을 공급하도록 구성할 수 있다.
도 3을 참조하여 DC 전압 발생부(14)를 구성하는 일 실시예를 설명하자면, 교류입력전원 Vi는 정류부(31)로 인가되어 트랜스 T에 의해 강하되고 다이오드 D31 내지 D34로 이루어지는 전파정류회로를 통해 전파 정류되며, 7805 IC와 캐패시터 C31 등으로 이루어질 수 있는 정전압 수단(32)을 통해 일정 레벨(예: 5V)의 DC 전원으로 출력된다.
한편, 전원상태감지부(15)는 교류입력전원 Vi의 상태를 감지하는 역할을 수행하는데, 하나의 예로서 교류입력전원 Vi의 전압이 일정 값 이하로 떨어지는지의 여부를 감지하도록 구성할 수 있다.
도 3을 참조하여 전원상태감지부(15)를 구성하는 일 실시예를 설명하자면, 전원상태감지부(15)는 정류부(31)와 비교수단(33)으로 구성될 수 있다. 정류부(31)의 출력단과 접지 사이에는 정류부(31)의 출력단 전압을 분배하는 전압분배용 저항 R31과 R32가 직렬 연결되어 있고, 비교기(33-1)는 R31과 R32의 사이에 인가되는 전압과 기준전압 Vref1을 비교하고, 비교 결과에 따라 서로 다른 레벨의 신호를 출력한다. 이 때, Vref1은 교류입력전원 Vi가 공칭전압일 때 저항 R32에 인가될 수 있는 전압으로 설정할 수 있다. 그러면, 교류입력전원 Vi의 전압이 공칭전압보다 낮아지는 경우 비교기(33-1)에서는 로우(low) 상태의 신호가 출력되고, 그렇지 않은 경우에는 하이(high) 상태의 신호가 출력된다. 비교기(33-1)의 출력값은 전원상태신호로서 제어부(17)로 입력되고, 제어부(17)는 전원상태신호에 따라 자기식 안정기를 적절히 제어할 수 있게 된다.
이에 따라 교류입력전원 Vi의 전압변동이 심한 경우에도 램프(18)의 조도를 일정 규정치에 근접시킬 수 있다. 예로서 220V의 공칭전압에 대하여 자기식 안정기를 설계하였으나 교류입력전원 Vi의 전압레벨이 180V 정도로 떨어진 상태라면 제어부(17)에서 가변 인덕터 제어수단(12)을 제어하여 램프(18)의 조도를 자동 변경하거나 램프(18)의 점등을 차단할 수 있으므로, 갑작스런 전압 변화로부터 램프(18)를 보호할 수 있다.
부하상태감지부(16)는 램프(18)의 고장 여부를 감지하거나 램프(18)의 현재 점등 상태를 감지하는 등 램프(18)의 상태를 감지하는 역할을 수행한다.
도 4를 참조하여 램프(18)의 고장 여부를 감지하는 구체적인 일 실시예(16-1)를 설명하자면, 램프(18)에는 부하 저항 RL이 직렬 연결되어 있으며, 램프(18)와 부하 저항 RL의 사이에 인가되는 전압은 다이오드 D52를 통해 비교기(41)의 +입력단에 입력된다. 비교기(41)의 +입력단에는 회로의 안정적인 동작을 위하여 캐패시터 C52가 병렬 연결되어 있으며, 비교기(41)의 -입력단에는 일정 기준전압 Vref3이 입력된다. 즉, 비교기(41)는 램프(18)의 수명이 다하거나 고장이 발생하여 개방 상태로 유지되는 경우와 그렇지 않은 경우에 서로 다른 레벨의 신호를 램프고장신호로서 출력한다.
또한, 램프(18)가 점등된 상태에서 점등 상태를 감지하는 구체적인 일 실시예(16-2)를 설명하자면, 램프(18)와 부하저항 RL의 양단에는 직렬 연결되어 있는 전압분배용 저항 R41과 R42가 병렬 연결되어 있다.
저항 R41과 R42의 사이에 인가되는 전압은 다이오드 D51을 통해 비교기(42)의 +입력단에 입력된다. 비교기(42)의 +입력단에는 회로의 안정적인 동작을 위하여 캐패시터 C51이 병렬 연결되어 있으며, 비교기(42)의 -입력단에는 일정 기준전압 Vref2가 입력된다. 이러한 회로를 통해 램프(18)의 점등 상태에 따라 저항 R41과 R42의 양단에 인가되는 전압이 변동되므로, 비교기(42)는 현재 램프(18)의 점등 상태에 따라 서로 다른 레벨의 신호를 램프점등상태 신호로서 출력한다.
즉, 제어부(17)는 부하상태감지부(16)에서 출력하는 램프고장신호와 램프점등상태 신호를 통해 램프(18)가 고장인지의 여부나 점등 상태를 확인할 수 있게 되며, 각 상황에 따라 자기식 안정기를 적절하게 제어할 수 있다. 하나의 예로서, 램프고장신호가 램프(18)의 고장상태를 표시하는 경우에는 점화전압발생부(13)의 동작을 중지시킬 수 있다.
점화전압발생부(13)는 제어부(17)에서 전달하는 점화 제어신호에 따라 안정기(11)를 제어하여 램프(18)의 점등에 필요한 점화전압을 유기하는 역할을 수행한다. 이 때, 점화전압발생부(13)는 부(-)의 온도계수에 따라 유기되는 점화전압의 크기가 결정되도록 구성할 수 있으며, 이러한 실시예를 이용하면 외부 온도에 대한 적응성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하여 점화전압발생부(16)를 구성하는 구체적인 일 실시예를 설명하기로 한다.
제어부(17)가 램프(18)를 점등시키기 위한 점화 제어신호로서 트랜지스터 Q62의 게이트단 전압을 로우(low) 상태로 만들면 트랜지스터 Q62는 오프된다. 그러면, 저항 R61과 다이오드 D61, 저항 R62, 저항 NTC(51), 및 캐패시터 C62로 이루어지는 경로를 통해 전류가 흐르게 된다. 이 때, 저항 NTC(51)와 저항 R62는 병렬 연결되어 있으며, 다이오드 D61의 캐소우드 단에 인가되는 전압에 따라 제너 다이오드 ZD61을 통해 SCR Q61의 게이트에 적정한 전류를 공급하면 SCR Q61이 단락되고 캐패시터 C61을 통해 갑작스런 전류가 흐른다.
이 전류는 다이오드 D61 때문에 + 전원에서만 발생하며, 캐패시터 C61 및 인덕터 L3과 L4에 의해서 공진을 함으로써 SCR Q61의 단락과 차단이 반복되어 램프(18)의 양단에 다음의 수학식1과 같이 큰 방전전압이 발생하게 된다.
Figure 112004062604635-PAT00001
이 때, 다이오드 D62와 D63은 - 전원에서 SCR Q61의 단락시에 걸리는 최소유지전압을 상쇄시키는 작용을 한다.
저항 NTC(51)는 부(-)의 온도 계수(Negative Temperature Coefficient)를 갖는 구성요소로서, 온도가 낮을수록 저항값이 높아지는 특성을 나타낸다. 즉, 주변온도가 낮으면 낮을수록 저항 NTC(51)의 저항값이 커지므로 SCR Q61의 게이트 전류공급을 빠르게 많이 할 수 있게 되어, 낮은 온도에서의 효율적인 제어가 가능하도록 해준다.
한편, 제어부(17)가 트랜지스터 Q62의 게이트단을 하이(high) 상태로 만드는 점화 제어신호를 전달하면, 트랜지스터 Q62가 온되어 SCR Q61에 전류가 공급되지 못하게 되어 점화전압의 발생이 중지된다.
즉, 제어부(17)는 일정 시간 동안 점등을 시도하였으나 램프(18)가 점등되지 않은 경우 또는 이미 램프가 점등된 경우 등과 같이 점화전압의 발생을 중지시켜야 할 경우에는 트랜지스터 Q62를 온시켜서 SCR Q61을 차단시킴으로서 점화전압의 발생을 중지시킬 수 있다.
제어부(17)는 본 발명에 따른 자기식 안정기를 총괄적으로 제어하는 구성요소로서 마이크로 프로세서를 이용하여 바람직하게 구성될 수 있다. 특히 전원상태감지부(15)에서 감지한 교류입력전원 Vi의 상태나 부하상태감지부(16)에서 감지한 램프(18)의 상태에 따라 가변 인덕터 수단(12)이나 점화전압발생부(13)를 제어하여 자기식 안정기가 적절하게 동작할 수 있도록 제어한다. 이 때, 제어부(17)의 동작은 내장되는 컴퓨터 프로그램에 의하여 수행될 수 있으며, 제어부(17)의 동작을 결정하는 컴퓨터 프로그램은 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있음은 자명한 것이다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 자기식 안정기는 외부 환경의 조도를 감지할 수 있는 조도감지수단(19-2)과 연동하도록 구성할 수도 있다. 이러한 실시예에서 제어부(17)는 조도감지수단(19-2)을 통해 현재 외부 환경의 조도 상태(밝기)에 관한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 따라 가변 인덕터 수단(12)과 점화전압발생부(13)를 제어하여 자기식 안정기를 적절하게 구동시킨다.
예로서, 저녁시간이 되면서 외부의 조도가 일정치 이하로 내려가면 자동적으로 점등을 시도하거나, 아침이 되어 외부 조도가 일정치 이상이 되면 점화전압의 발생을 자동 차단하도록 구성할 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 각 실시예는 수동 모드 또는 자동 모드에서 동작하도록 구성할 수도 있다. 이를 위해서 도 1에 도시한 예와 같이 수동 모드 또는 자동 모드를 선택할 수 있도록 해주는 모드설정부(19-1)가 포함될 수 있으며, 제어부(17)는 모드설정부(19-1)의 설정 상태에 따라 자기식 안정기를 제어하게 된다.
모드설정부(19-1)는 수동 모드를 선택하는 경우 조도 레벨을 선택할 수 있도록 구성할 수 있다. 이 때, 사용자가 선택할 수 있는 조도 레벨은 가변 인덕터 제어수단(12)의 제어에 따라 발생할 수 있는 조도 레벨로서 구성할 수 있다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 2개의 가변 인덕터 L1, L2를 갖는 실시예에서는 0%, 100%, 75%, 50% 의 조도 레벨 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 구성할 수 있을 것이다.
모드설정부(19-1)를 통해 조도 레벨이 설정되면, 제어부(17)는 해당 조도 레벨에 대응하는 인덕턴스 값을 갖도록 가변 인덕터 제어수단(12)을 제어한다. 즉, 도 2에 도시한 실시예에서 0% 조도 레벨이 선택되었다면 스위치 S1 내지 S3을 모두 오프시키고, 50% 조도 레벨이 선택되었다면 스위치 S3만을 온시키고, 75% 조도 레벨이 선택되었다면 스위치 S2만을 온시키도록 가변 인덕터 제어수단(12)을 제어할 수 있다. 이러한 모드설정부(19-1)의 구성의 사용상의 필요에 따라 다양한 형태로 구성할 수 있는 것임은 물론이다.
한편, 제어부(17)는 모드설정부(19-1)가 자동 모드로 설정된 경우 기 설정된 시간과 조도에 따라 가변 인덕터 제어수단(12)을 자동 제어하도록 구성할 수 있다.
이제 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 자기식 안정기가 동작하는 전체적인 과정의 일 실시예를 설명하기로 한다.
제어부(17)는 전원상태감지부(15)에서 감지한 교류입력전원 Vi의 상태를 통해 현재 정상적인 교류입력전원이 인가되고 있는지를 확인하고(S61), 교류입력전원이 정상적으로 입력되고 있지 않으면 가변 인덕터 제어수단(12)에 모든 스위치를 오프시키는 인덕터 제어신호를 보내 가변 인덕터를 개방시킴으로서 자기식 안정기의 동작을 중지시킨다(S67).
그러나, 단계 S61에서의 판단 결과, 교류입력전원이 정상적으로 입력되고 있는 경우에는 부하상태감지부(16)를 통해 램프(18)가 정상적인지를 확인한다(S62).
단계 S62에서의 확인 결과, 램프(18)가 비정상적인 것으로 판단되면 일단 가변 인덕터 제어수단(12)을 제어하여 가변 인덕턴스 값을 0으로 하도록 제어하고(S63), 점화전압발생부(13)를 제어하여 점화전압의 발생을 시도한다(S64). 단계 S64에서의 점등 시도가 실패한 경우에는 기 규정된 시간 동안 램프(18)의 점등을 반복 시도하고(S65,S66), 결국 램프(18)의 점등에 실패한 경우에는 단계 S67로 진행하여 가변 인덕터를 개방시킴으로서 자기식 안정기의 동작을 중지시킨다.
한편, 단계 S62에서의 판단 결과 램프(18)의 상태가 정상이거나, 단계 S65에서 램프(18)의 점등에 성공한 경우에는 현재 동작 모드를 확인한다(S68).
단계 S68에서의 확인 결과, 수동 모드인 경우에는 현재 설정되어 있는 조도 레벨로 램프(18)를 점등시키기 위하여 가변 인덕터 제어수단(12)에 해당 조도를 나타낼 수 있는 인덕턴스 값을 가지도록 인덕터 제어신호를 전달하여 램프(18)가 해당 조도로 점등되도록 제어한다(S69-1).
그러나, 단계 S68에서의 확인 결과 자동 모드인 경우에는 램프(18)가 기 규정된 시간 주기로 100%, 75%, 50% 등의 조도를 가지도록 가변 인덕터 제어수단(12)을 제어한다(S69-2 내지 S69-4). 자동 모드에서의 시간과 조도의 조합은 컴퓨터 프로그램의 내용에 따라 다양하게 설정될 수 있는 것이다.
도 6에 도시한 실시예는 본 발명에 따른 자기식 안정기의 전체적인 동작 과정과 관련하여 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 그 동작 내용은 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 즉, 제어부(17)는 전원상태감지부(15), 부하상태감지부(16), 모드설정부(19-1), 조도감지수단(19-2) 등으로부터 입력되는 각종 정보에 대하여 컴퓨터 프로그램에 의해 규정된 조합과 순서에 따라 가변 인덕터 제어수단(12)과 점화전압발생부(13)를 다양하게 제어할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자기식 안정기는 입력교류전원의 상태에 따라 동작할 수 있으므로 전원전압의 변동이 심한 경우에도 조도조절이 가능하다. 또한, 주변 온도 및 램프의 상태에 따라 점화전압을 적절하게 설정될 수 있으며, 수동 또는 자동으로 램프의 조도를 변경시킬 수 있으므로 에너지 절약에 기여할 수도 있다.

Claims (16)

  1. 교류입력전원과 병렬 연결된 역율개선용 캐패시터 및 상기 교류입력전원의 한 단자와 직렬 연결된 안정기를 포함하고 상기 안정기를 통해 높은 점화전압을 발생시켜 램프를 점등하는 자기식 안정기에 있어서,
    상기 교류입력전원과 상기 안정기의 사이에 위치하고 일정 제어신호에 따라 가변 인덕턴스 값을 갖는 가변 인덕터 제어수단;
    일정 제어신호에 따라 상기 안정기를 제어하여 상기 램프의 점등에 필요한 점화전압을 유기하는 점화전압발생부;
    상기 교류입력전원의 상태를 감지하는 전원상태감지부;
    상기 램프의 상태를 감지하는 부하상태감지부;
    상기 전원상태감지부와 부하상태감지부에서의 감지 상태에 따라 상기 가변 인덕터 수단과 점화전압발생부를 제어하는 제어부; 및
    상기 교류입력전원을 정류하여 일정 크기의 정전압을 상기 가변 인덕터 수단과 상기 제어부의 구동 전압으로 공급하는 DC 전압 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 인덕터 제어수단은 상기 교류입력전원과 상기 안정기의 사이에 직렬 연결된 하나 이상의 인덕터;
    상기 교류입력전원과 상기 안정기 사이를 개방시키거나 상기 각 인덕터를 선택적으로 바이패스시키기 위한 복수개의 스위치; 및
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 각 스위치를 온/오프시키는 스위치 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는 반도체 계전기(SSR) 또는 릴레이(Relay)를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원상태감지부는 상기 교류입력전원의 전압이 일정 값 이하로 떨어지는지의 여부를 감지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전원상태감지부는
    상기 교류입력전원을 트랜스에 의해 강하시켜 전파 정류하는 정류부;
    상기 정류부의 출력단과 접지 사이에 직렬 연결되어 상기 정류부의 출력단 전압을 분배하는 전압분배용 저항; 및
    상기 전압분배용 저항에 의해 분배된 전압과 일정 기준 전압을 비교하고, 상 기 비교 결과에 따라 서로 다른 레벨의 신호를 출력하는 비교기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하상태감지부는 상기 램프의 고장 여부를 감지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부하상태감지부는 상기 램프 및 상기 램프와 직렬 연결되는 부하 저항의 사이에 인가되는 전압을 일정 기준전압과 비교한 결과에 따라 서로 다른 레벨의 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하상태감지부는 상기 램프의 현재 점등 상태를 감지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 부하상태감지부는 상기 램프에 인가되는 전압을 전압분배용 저항을 이용하여 분배하고, 상기 분배된 전압을 일정 기준전압과 비교한 결과에 따라 서로 다른 레벨의 신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 점화전압발생부는 부(-)의 온도계수에 따라 상기 유기되는 점화전압의 정도가 결정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 램프에 일정 시간 동안 점등을 시도하였으나 상기 램프가 점등되지 않은 경우에는 상기 점화전압발생부의 동작을 중지시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 일정 조도감지수단을 통해 외부 환경의 조도 상태에 관한 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보에 따라 상기 가변 인덕터 수단과 상기 점화전압발생부를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    수동 모드와 자동 모드를 선택할 수 있는 모드설정부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 모드설정부는 상기 가변 인덕터 제어수단의 제어에 따라 발생할 수 있는 조도들 중에서 어느 하나의 조도를 수동 모드에서 선택할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모드설정부에 의하여 설정된 조도에 따라 해당 인덕턴스 값을 갖도록 상기 가변 인덕터 제어수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 모드설정부가 자동 모드로 설정된 경우, 상기 제어부는 기 설정된 시간과 조도에 따라 상기 가변 인덕터 제어수단을 자동 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 조절이 가능한 에너지 절약형 자기식 안정기.
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