KR20080097279A - Dimming ballast for hid lamps - Google Patents

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Abstract

A dimming ballast for HID lamps automatically controls illuminance according to an external environment as a natrium lamp or a metal halide lamp by coupling a communication control unit with a ballast for HID lamps. A full-wave rectification and the filter unit(110) full-wave rectifies the AC voltage inputted from an EMI filter and converts the AC voltage into the DC voltage. An active power factor improving unit(120) is composed of an inductor, a diode, and an IC for the power factor improvement and a switching element. An output circuit unit is composed of a half bridge circuit consisting of the DC-link voltage which is the output of the power factor improving unit, and a driving IC driving two switch elements of the lamp connected to an LCC resonance circuit. A counter circuit unit(180) controls the initial igniting of the lamp and stops the operation of the driving IC if the fixed time is over.

Description

고압방전등용 조도 조절형 전자식 안정기{DIMMING BALLAST FOR HID LAMPS}Illumination adjustable electronic ballast for high-pressure discharge lamps {DIMMING BALLAST FOR HID LAMPS}

도1 : 본 발명을 구성하는 전체 블록도1 is an overall block diagram of the present invention.

도2 : 본 발명을 실현한 실시 회로 예Fig. 2: Example of a realization circuit realizing the present invention

도3 : 인버터 출력 구동부, 점화 상태 시 주파수 가변회로 및 램프의 전압, 전류 검출부 회로 예3: Example of inverter output driver, frequency variable circuit and lamp voltage and current detector circuit in ignition state

도4 : 램프 전류 검출의 구체적 회로 예Fig. 4: Specific circuit example of lamp current detection

도5 : 램프 전압 검출의 구체적 회로 예Fig. 5: Specific circuit example of lamp voltage detection

도6 : 마이크로컨트롤러 주변회로 및 PLM 및 센서 입력 회로 예Fig. 6: Example of microcontroller peripheral circuit and PLM and sensor input circuit

도7 : 램프 전압, 전류에 의한 구동 IC의 주파수 가변을 위한 아날로그7: Analog for frequency variation of driving IC by lamp voltage and current

스위치 활용회로 예     Switch utilization circuit example

도8 : 램프의 점화 상태를 감시하기 위한 카운터 회로 예8: Counter circuit example for monitoring the ignition state of the lamp

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 본 발명의 안정기100: ballast of the present invention

110 : EMI 및 전파정류부110: EMI and full wave rectifier

120 : 능동 PFC120: active PFC

130 : 하프브리지 인버터130: half bridge inverter

140 : LCC 공진회로140: LCC resonant circuit

141 : 램프의 전류 검출 및 DC 변환부141: current detection and DC conversion unit of the lamp

150 : 램프의 전압 검출 부분150: voltage detection portion of the lamp

151 : 램프 전압 검출 및 DC 변환부151: Lamp voltage detection and DC converter

160 : 마이크로컨트롤러 및 주변회로160: microcontroller and peripheral circuit

161 : 마이크로컨트롤러 전원 공급부(+5V)161: microcontroller power supply (+ 5V)

170 : 아날로그 스위치 및 주변회로 예170: analog switch and peripheral circuit example

180 : 카운터 및 주변회로 예 180: counter and peripheral circuit example

190 : 하프브리지 구동 IC 및 주변회로 예190: Example of half-bridge driving IC and peripheral circuit

200 : 구동 IC의 주파수 가변을 위한 회로 예200: circuit example for frequency variation of the drive IC

210 : 전력선모뎀210: power line modem

220 : 리모컨/PC/각 종 센서 제어시스템220: remote control / PC / various sensor control system

본 발명은 고압방전등(이하 "HID 램프"라 한다.)을 위한 안정기에 관한 것으로 고출력 HID 램프용으로 안정되게 사용할 수 있도록 하고 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하며 실용성을 구비할 수 있도록 할 뿐만 아니라 전력선통신이나 리 모컨 제어가 가능하고 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도 조절을 자동으로 제어할 수 있도록 하는 고압방전등용 안정기에 관한 것이다.The present invention relates to a ballast for a high-pressure discharge lamp (hereinafter referred to as "HID lamp") to enable a stable use for high-power HID lamp, to increase the durability and reliability and to provide a practical as well as power line The present invention relates to a ballast for a high-pressure discharge lamp that enables communication or remote control and automatically controls the illumination adjustment of a HID lamp according to an external environment.

일반적으로 HID 램프(High Intensity Discharge Lamp; 고압방전등)는 기존의 할로겐전구와 달리 필라멘트가 없이 전극사이의 불꽃 방전(플라즈마현상)을 이용하여 발광을 유도하는 램프로서, 메탈헬라이드 램프가 그 대표적이라 할 수 있고, 수은램프의 효율 및 연색성 개선을 위해 개발된 것으로 수명이 길고 열부하가 적은 고효율 특성을 가지며, 전류의 흐름을 안정시키고 HID 램프를 점등시키기 위한 안정기가 연결 구비된다.In general, HID lamp (High Intensity Discharge Lamp) is a lamp that induces luminescence by using spark discharge (plasma phenomenon) between electrodes without filament, unlike conventional halogen bulbs. It has been developed to improve the efficiency and color rendering of mercury lamps, and has a long-life, low heat load, high-efficiency characteristics, and stabilizers for stabilizing current flow and lighting HID lamps.

이때, 고압방전등용 안정기는 크게 자기식과 전자식으로 분류할 수 있다.At this time, the ballast for the high-pressure discharge lamp can be largely classified into magnetic and electronic.

상기 자기식 안정기는 현재까지 HID 램프를 구동하는데 사용되고 있으나 전력손실이 많고 부피가 크며 무거워서 설치하거나 취급하는데 어려움이 있으며, HID 램프의 조도 제어를 전현 실행할 수가 없는 구조로 에너지 절약을 위해서는 다수 설치되는 HID 램프 중에서 일부를 OFF시켜 사용하는 방법밖에 없어 매우 비효율적인 방식을 적용하고 있다.The magnetic ballast has been used to drive HID lamps to date, but it is difficult to install or handle due to its high power loss, bulkiness, and heavy weight. There is only one way to turn off some of the lamps, which is very inefficient.

상기 전자식 안정기는 종래, 인버터기능을 위한 역률보상회로인 수동 PFC(Power Factor Correction)회로와 출력회로인 하프브리지(Half Bridge)의 결합방식과, 능동 PFC회로와 벅 컨버터(Buck Converter) 및 풀 브리지(Full Bridge)의 결합방식과 능동 PFC회로와 벅 컨버터 및 하프 브리지의 결합방식 중에서 채택되어 사용되고 있다.The electronic ballast is a combination of a conventional power factor correction (PFC) circuit, which is a power factor correction circuit for an inverter function, and a half bridge, an output circuit, an active PFC circuit, a buck converter, and a full bridge. (Full Bridge) and active PFC circuit, buck converter and half-bridge coupling method is adopted.

하지만, 종래 HID용 전자식 안정기의 경우에는 조도조절 기능이 없으며 역률 보상회로인 능동 PFC회로에서 열 발생이 일어나 손실이 커지는 문제점이 있었고, 각종 스위칭소자에 의한 스위칭 손실 및 내부저항에 의한 도통손실 등에 의해 효율이 95% 이하로 저하되는 등 내구성 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 실용적이지 못한 문제점이 지적되고 있다.However, in the case of the conventional HID electronic ballast, there is no illuminance control function and heat loss occurs in the active PFC circuit, which is a power factor correction circuit, resulting in a large loss. There was a problem that the durability and reliability is lowered, such as efficiency is lowered to 95% or less, which is pointed out a problem that is not practical.

또한, 종래에는 전자식 안정기라 하더라도 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도를 용이하게 조절할 수 있는 기술이 없었을 뿐더러 접목된 바도 없어 에너지 절약을 위한 HID 램프의 조도 제어에 대한 기술의 필요성이 제기되고 있다.In addition, conventionally, even in the electronic ballast, there is no technology for easily adjusting the illuminance of the HID lamp according to the external environment, and there is no need for the technique for the illumination control of the HID lamp for energy saving.

본 발명은 상기한 문제점 등을 감안하여 창출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 고출력 HID 램프용으로 안정되게 사용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하면서 실용성을 구비할 수 있도록 하는 고압방전등용 안정기를 제공하는데 있다.The present invention has been made in view of the above problems and the like, and its purpose is not only to stably use for high power HID lamps, but also to increase the durability and reliability, and to provide a high-voltage discharge for practical use. It is to provide an isostatic ballast.

또한, 상기 고압방전등용 안정기와 전력선모뎀을 연결하여 조도를 제어하거나 리모컨을 이용하고 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도를 자동 제어하여 조절할 수 있도록 함으로써 에너지 절약을 구현할 수 있도록 하는 고압방전등용 조도 제어안정기를 제공하는데 있다.In addition, illuminance control ballast for high-voltage discharge lamp to realize energy saving by connecting the high-voltage discharge ballast and the power line modem to control the illumination or to control and adjust the illumination of the HID lamp according to the external environment by using a remote control. To provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 나트륨 및 메탈헬라이드 램 프 겸용 안정기는 AC전원을 공급받는 초입부에 EMI 필터부(110)와; 상기 EMI 필터로부터 입력된 교류전압을 전파 정류하여 직류전압으로 변환하는 전파정류 및 필터부(110)와; In order to achieve the above object, the sodium and metal halide lamp combined ballast of the present invention is the EMI filter unit 110 and the first inlet receiving AC power; Full-wave rectification and filter unit 110 for full-wave rectifying the AC voltage input from the EMI filter to a DC voltage;

인덕터, 다이오드, 역률개선용 IC, 및 스위칭 소자로 이루어지는 능동 역률 개선부(120); An active power factor improving unit 120 including an inductor, a diode, a power factor improving IC, and a switching element;

상기 능동 역률 개선부의 출력은 DC-링크 전압으로 구성되는 하프브리지(130) 회로, LCC 공진회로에 연결된 램프 두 개의 스위치 소자를 구동하는 구동 IC로 이루어지는 출력 회로부(140); The output of the active power factor correcting unit includes an output circuit unit 140 including a half bridge 130 circuit configured of a DC-link voltage and a driving IC driving two switch elements connected to an LCC resonant circuit;

램프의 초기점화를 제어하고 일정한 시간이 지나면 구동 IC의 동작을 멈추기 위한 카운터 회로부(180);A counter circuit unit 180 for controlling the initial ignition of the lamp and stopping the operation of the driving IC after a predetermined time elapses;

점화기 상태에서 정상상태에 도달하기 위해서 RC 시정수에 의한 딜레이 회로를 이용하기 위한 아날로그 스위치 회로부(170); An analog switch circuit section 170 for using a delay circuit by RC time constant to reach a steady state in the igniter state;

램프의 전압 및 전류를 상시 검출하여 제어하기 위한 출력 전류(141) 및 전압 검출부(151); An output current 141 and a voltage detector 151 for detecting and controlling the voltage and current of the lamp at all times;

상기 램프 전압과 전류를 검출 받아 마이크로컨트롤러 입력 신호로 처리하는 마이크로컨트롤러 제어부(160); A microcontroller controller 160 which detects the lamp voltage and the current and processes the lamp voltage and current into a microcontroller input signal;

또한 PLM 및 각종 센서에서 받은 조도제어 신호를 마이크로컨트롤러에 보내는 제어신호 송출부(160)로 구성된다. In addition, the control signal transmitting unit 160 that transmits the illumination control signal received from the PLM and various sensors to the microcontroller.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도를 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 의한 나트륨 및 메탈헬라이드 램프 겸용 전자식 조도제어 안정기 회로도(100)이고 도는 EMI 필터(110), 전파 정류 회로 및 커패시터(

Figure 112007032728227-PAT00001
)에 의해서 리플 섞인 DC-링크 전압(Vcc 311)을 만들어서 출력단에 공급하고, 능동 PFC용 IC(120) 및 L(T3)과 MosFET(M3)을 활용하여 승압시킨 DC-링크전압(Vcc 400)을 발생키는 회로(120)이다.2 is an electronic illuminance control ballast circuit diagram 100 of a sodium and metal halide lamp and a EMI filter 110, a full-wave rectifier circuit and a capacitor according to the present invention.
Figure 112007032728227-PAT00001
DC-link voltage (Vcc 311) ripple-mixed by the Is a circuit 120 that generates.

상기 능동 PFC 출력인 DC-링크 전압을 도 3의 하프브리지에 활용하고 하프브리지 구동 IC(190)의 전원으로 리플석인 DC-링크 전압(Vcc 311)을 사용하며 여기서 구동 IC는 전압제어 발진기 역할 및 구동 IC(190)의 일정 단자(핀 #7)에 걸리는 저항(

Figure 112007032728227-PAT00002
)과 커패시터(
Figure 112007032728227-PAT00003
)에 의해서 발진주파수가 가변된다. 또한 출력은 LCC 공진 회로(140)(
Figure 112007032728227-PAT00004
,
Figure 112007032728227-PAT00005
,
Figure 112007032728227-PAT00006
,
Figure 112007032728227-PAT00007
)를 형성하여 램프를 점화 시키고 정상 상태에 도달하게 된다.The DC-link voltage, which is the active PFC output, is used for the half bridge of FIG. The resistance applied to a predetermined terminal (pin # 7) of the driving IC 190 (
Figure 112007032728227-PAT00002
) And capacitor (
Figure 112007032728227-PAT00003
The oscillation frequency is varied by The output is also an LCC resonant circuit 140 (
Figure 112007032728227-PAT00004
,
Figure 112007032728227-PAT00005
,
Figure 112007032728227-PAT00006
,
Figure 112007032728227-PAT00007
) To ignite the lamp and reach the steady state.

도 2에서는 하프브리지 구동 IC의 발진주파수 가변요소인 저항

Figure 112007032728227-PAT00008
(
Figure 112007032728227-PAT00009
)을 가변시키기 위해서 트랜지스터
Figure 112007032728227-PAT00010
Figure 112007032728227-PAT00011
을 이용하는데 점화상태에서는
Figure 112007032728227-PAT00012
가 OFF 되고
Figure 112007032728227-PAT00013
이 ON 되어서
Figure 112007032728227-PAT00014
=
Figure 112007032728227-PAT00015
가 되며 정상상태에서는
Figure 112007032728227-PAT00016
가 ON 되어
Figure 112007032728227-PAT00017
이 OFF 되므로
Figure 112007032728227-PAT00018
=
Figure 112007032728227-PAT00019
이 되어서 동작 주파수를 달리하도록 고안되었다.2 shows a resistor that is an oscillation frequency variable element of a half-bridge driver IC.
Figure 112007032728227-PAT00008
(
Figure 112007032728227-PAT00009
Transistor to vary
Figure 112007032728227-PAT00010
and
Figure 112007032728227-PAT00011
In the ignition state
Figure 112007032728227-PAT00012
Is off
Figure 112007032728227-PAT00013
Is turned ON
Figure 112007032728227-PAT00014
=
Figure 112007032728227-PAT00015
In normal condition
Figure 112007032728227-PAT00016
Is turned on
Figure 112007032728227-PAT00017
Is OFF
Figure 112007032728227-PAT00018
=
Figure 112007032728227-PAT00019
This is designed to change the operating frequency.

도 2의 카운터 회로에서는 일정한 시간 간격으로 DC-링크 전압(Vcc 311)에서 카운터(180)의 16번 핀에

Figure 112007032728227-PAT00020
= 15Volt를 얻어서 카운터가 동작되도록 하여 일정한 시간 간격으로
Figure 112007032728227-PAT00021
이 ON이 되는 신호를 보내고 미리 설정된 상한치를 초과하면
Figure 112007032728227-PAT00022
가 ON되어서 카운터의 동작을 멈추고 점화동작 자체를 중단하도록 고안되었다. 그 리고 도 2에서 램프의 전압을 전류 변환기(141)로 하여
Figure 112007032728227-PAT00023
의 베이스에 공급하므로 램프전류가 정상 전류이면
Figure 112007032728227-PAT00024
가 ON되고
Figure 112007032728227-PAT00025
가 OFF이므로 카운터(180)와 아날로그스위치(160)가 동작하도록 되었으며 램프의 전류가 정상전류 전류 미만이면
Figure 112007032728227-PAT00026
가 OFF이고
Figure 112007032728227-PAT00027
가 ON되며 카운터 아날로그 스위치는 OFF된다. 도 2에서 램프 전압을 검출(151)하고 램프의 전류값을 마이크로컨트롤러의 입력으로 취하여 출력은 PWM 파형을 발생시키며 아날로그 스위치를 통하여 RC 저역통과 필터로 DC전압으로 만들어져서 전압제어 발진 구동 IC의 DC 입력으로 가해져서 하프브리지를 구동하는 주파수를 발생시킴으로 램프에 전류를 제어하여 결국 조도조절하게 된다. 또한 도 1에서는 전력선 모뎀(210) 및 각종 센서 회로에서(220)에서 얻은 신호를 마이크로컨트롤러(160)에 보내어 조도제어신호를 활용하고 주파수를 올리고 내리는 방법은 마이크로컨트롤러 입력 핀의 스위치(SW2, SW3)에 의해서 이루어진다.In the counter circuit of FIG. 2, the DC-link voltage (Vcc 311) is applied to pin 16 of the counter 180 at regular time intervals.
Figure 112007032728227-PAT00020
= 15 Volt to get the counter to operate at regular intervals
Figure 112007032728227-PAT00021
When this signal is turned ON and the preset upper limit value is exceeded
Figure 112007032728227-PAT00022
Is designed to stop the counter and stop the ignition itself. In FIG. 2, the voltage of the lamp is set as the current converter 141.
Figure 112007032728227-PAT00023
Is supplied to the base of the
Figure 112007032728227-PAT00024
Is ON
Figure 112007032728227-PAT00025
Is OFF, so the counter 180 and the analog switch 160 are operated. If the lamp current is less than the normal current,
Figure 112007032728227-PAT00026
Is OFF
Figure 112007032728227-PAT00027
Is turned on and the counter analog switch is turned off. In Figure 2, the lamp voltage is detected (151) and the current value of the lamp is taken as the input of the microcontroller, and the output generates a PWM waveform. The DC voltage of the voltage controlled oscillation driving IC is made by the RC low pass filter through the analog switch. It is applied to the input to generate a frequency that drives the half bridge, thereby controlling the current in the lamp and eventually adjusting the dimming. In addition, in FIG. 1, the signal obtained from the power line modem 210 and the various sensor circuits 220 is transmitted to the microcontroller 160 to utilize the illumination control signal and to raise and lower the frequency of the switch SW2 and SW3 of the microcontroller input pin. )

한편, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기 또는 일반적인 고압방전등용 안정기와 전력선모뎀과 같은 통신제어수단을 결합시켜 HID 램프의 조도를 제어할 수 있도록 하는 기술을 부가하여 기술하고자 한다.On the other hand, the present invention is to describe by adding a technology that can control the illumination of the HID lamp by combining a communication control means such as a high voltage discharge ballast or ballast for a high voltage discharge lamp and a power line modem according to the present invention as described above. do.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 고압방전등용 조도 제어기술은 상술한 본 발명의 고압방전등용 안정기(100)에 연결되며, 중앙제어용 PC(220)에 연결된 전력선모뎀(210)에서 얻은 신호를 상기 안정기(100)의 램프구동용 드라이브회로에 전달함과 아울러 램프의 상태를 확인하고 시간대별로 또는 광량이나 온도의 외부 환경 조건에 따라 프로그래밍 제어를 행하여 나트륨 또는 메 탈헬라이드 램프의 조도를 제어토록 하는 마이크로컨트롤러(160)와, 상기 마이크로컨트롤러(160)와 중앙제어용 PC(220)와의 통신을 가능하게 한다. 3 and 4, the illumination control technology for the high-pressure discharge lamp according to the embodiment of the present invention is connected to the ballast 100 for the high-pressure discharge lamp of the present invention described above, the power line modem connected to the central control PC 220 The signal obtained from (210) is transmitted to the lamp driving drive circuit of the ballast 100, and the state of the lamp is checked, and programming control is performed by time zone or according to external environmental conditions of light quantity or temperature, so that sodium or metal halide The microcontroller 160 for controlling the illuminance of the lamp and the microcontroller 160 and the central control PC 220 are enabled.

이때, 상기 전력선모뎀(210)이 연결되는 전력라인(PL)에 누전검출기(220)를 연결하고 상기 마이크로컨트롤러(160)로 누전검출신호를 보내도록 구성하며, 상기 안정기(100) 또는 HID 램프를 OFF시키는 스위치를 연결 구성하되 이러한 누전검출정보 제공에 의한 누전차단기능을 부여함으로써 에너지 절약은 물론 안정기 및 램프를 보호하는 효과를 얻게 되는 것이다.In this case, the ground fault detector 220 is connected to the power line PL to which the power line modem 210 is connected, and the ground fault detection signal is transmitted to the microcontroller 160, and the ballast 100 or the HID lamp is configured. The switch is configured to be OFF, but by providing the circuit breaker blocking function by providing the ground fault detection information, the energy saving and the protection of the ballast and the lamp are obtained.

또한, 상기 마이크로컨트롤러(160)는 외부 환경에 따라 HID 램프의 조도 제어를 위해서 광센서나 온도센서 및 차량감지센서 등 각종 감지센서로부터 신호를 전달받도록 연결 구성되게 한다.In addition, the microcontroller 160 is configured to receive a signal from a variety of sensors, such as light sensors, temperature sensors and vehicle detection sensors for illumination control of the HID lamp according to the external environment.

상술한 바와 같은 이러한 본 발명의 조도 제어시스템에 의하면, 사람이나 차량 소통이 많거나 공장에서 작업량이 많은 시간대에는 100% 조도를 유지하도록 제어할 수 있고, 새벽 등 조도가 높을 필요가 없거나 소통이 적거나 없는 경우에는 50% 조도를 유지하도록 제어할 수 있다.According to the illuminance control system of the present invention as described above, it is possible to control to maintain 100% illuminance at a time when there are a lot of people or vehicle communication or a lot of work in the factory, and it is not necessary to have a high illuminance such as dawn or less communication. With or without, control can be made to maintain 50% illuminance.

그리고 광량, 온도, 계절에 따라 조도 제어를 행할 수 있게 될 뿐만 아니라 차량이나 사람의 소통을 인식할 수 있도록 한 모뎀을 통하여 차량이나 사람의 진입 방향 측의 안정기에 미리 신호를 전달함으로써 차량이나 사람이 지나가는 주변의 램프 조도를 100% 유지하도록 제어할 수도 있다.In addition to controlling the illumination according to light quantity, temperature, and season, the vehicle or person can transmit the signal to the ballast in the direction of entry of the vehicle or person through a modem that can recognize the communication between the vehicle and the person. It can also be controlled to maintain 100% of the lamp illumination in the surrounding environment.

따라서 전력선 통신제어수단 및 각종 센서에 의한 나트륨과 메탈헬라이드 램프의 조도를 자동 제어하여 조절함으로써 기존 대비 30% 이상의 에너지 절감효과를 도모할 수 있다.Therefore, it is possible to achieve energy savings of more than 30% compared to the conventional one by automatically controlling and adjusting the illumination of the sodium and metal halide lamps by the power line communication control means and various sensors.

한편, 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템은 상술한 바와 같은 구체적인 실시 예 및 첨부한 도면을 참조하여 설명하였으나, 이에 특별히 한정된다 할 수 없으며, 본 발명의 기술적 사상에 대한 유사범주 내에서 다양하게 치환, 수정, 변형 등이 이루어질 수 있음은 자명하다 할 것이며, 이는 본 발명에 귀속될 수 있다 할 것이다.On the other hand, the ballast and illuminance control system for a high-pressure discharge lamp according to the present invention has been described with reference to the specific embodiments and the accompanying drawings as described above, but can not be limited to this in particular, within the similar category for the technical idea of the present invention It will be apparent that various substitutions, modifications, and modifications can be made in the above, and this can be attributed to the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 고압방전등용 안정기 및 조도 제어시스템에 의하면, 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있으며 특히 실제 적용이 가능한 실용성을 갖는 나트륨램프 및 메탈헬라이드램프 겸용 고압방전등용 안정기를 제공할 수 있다. As described above, according to the ballast and illuminance control system for a high pressure discharge lamp according to the present invention, it is possible to increase durability and reliability, and in particular, to provide a high pressure discharge ballast for a sodium lamp and a metal halide lamp having practicality that can be practically applied. Can be.

또한, 본 발명은 나트륨램프 및 메탈헬라이드램프 겸용 고압방전등용 안정기와 통신제어수단과의 결합을 통해 외부 환경에 따라 나트륨램프 및 메탈헬라이드램프 겸용으로 조도를 자동 제어하여 조절할 수 있어 에너지의 절감효과는 물론 매우 효율적인 운용을 가능하게 하는 조도 제어시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention by combining the ballast and communication control means for the high-pressure discharge lamp combined with sodium lamp and metal halide lamp can be automatically controlled by controlling the illumination of the combination of sodium lamp and metal halide lamp according to the external environment to save energy The effect can of course be provided with an illumination control system that allows for very efficient operation.

Claims (8)

나트륨램프 및 메탈헬라이드램프 겸용 조도조절 가능형 전자식 안정기의 구성(100)에 있어서 하프브리지(130) 구동 주파수를 발생시키는 IC에서 DC 전압에 의해서 가변할 수 있고 단순히 구동부 IC(190)의 주변저항(
Figure 112007032728227-PAT00028
)과 커패시터(
Figure 112007032728227-PAT00029
) 값의 가변으로 발진주파수 가변이 가능한 구조와;
In the configuration of the dimmable electronic ballast, which is a combination of a sodium lamp and a metal halide lamp, in the IC 100 generating the driving frequency of the half bridge 130, the IC may be changed by a DC voltage and is simply a peripheral resistance of the driving IC 190. (
Figure 112007032728227-PAT00028
) And capacitor (
Figure 112007032728227-PAT00029
Oscillation frequency can be varied by varying the value of;
카운터 회로(180)를 이용하여 초기 점화상태 및 정상상태를 구분하고 일정한 시간이 경과하여도 램프의 점등이 불가능할 경우 동작을 중단시키는 회로와; A circuit for distinguishing the initial ignition state from the normal state by using the counter circuit 180 and stopping the operation when the lamp cannot be turned on even after a predetermined time elapses; 아날로그 스위치(170)를 활용하여 카운터(180) 및 마이크로컨트롤러(160)에서 받은 신호를 제어신호로 변환하는 시스템과; A system for converting a signal received from the counter 180 and the microcontroller 160 into a control signal using the analog switch 170; LCC 공진회로(140)를 이용하여 램프의 전압과 전류를 공급하는 방식과 변압기를 이용하여 램프의 전압과 전류를 검출하는 회로(141, 151)와; A circuit for supplying the voltage and current of the lamp using the LCC resonant circuit 140 and circuits 141 and 151 for detecting the voltage and current of the lamp using a transformer; 램프의 전압 및 전류를 검출하고 그 값을 마이크로컨트롤러에 입력시켜서 램프의 점등 및 정상 상태를 판별하는 기능을 갖춘 회로와; A circuit having a function of detecting a voltage and a current of a lamp and inputting the value to a microcontroller to determine the lighting and steady state of the lamp; 누전검출기능(220)에 의해서 동작을 중단시킬 수 있고 전력선 모뎀(210)에 의한 조도제어가 가능하고 외부의 환경에 의해서 조도조절이 가능한 안정기.Ballast can stop the operation by the earth leakage detection function 220 and the illumination control by the power line modem 210 and the illumination control is possible by the external environment.
제 1항에서 구동부 IC의 출력주파수의 가변을 위해서 실시예에서 처럼 IC 주 변저항(
Figure 112007032728227-PAT00030
) 값을 변화 시킬 수 있도록 트랜지스터 두 개 (
Figure 112007032728227-PAT00031
)를 이용하여 정상동작 때에는
Figure 112007032728227-PAT00032
가 ON 되고
Figure 112007032728227-PAT00033
이 OFF 되도록 하여 발진주파수 제어저항을
Figure 112007032728227-PAT00034
만을 이용하고 램프가 점등되지 않은 초기 상태에서는
Figure 112007032728227-PAT00035
가 OFF 되고
Figure 112007032728227-PAT00036
이 ON되어서 발진주파수 제어 저항은
Figure 112007032728227-PAT00037
의 값이 되어서 하프브리지 구동 주파수를 변화시키는 기술.
In order to change the output frequency of the driver IC in claim 1, the IC peripheral resistor (
Figure 112007032728227-PAT00030
Two transistors to change the value
Figure 112007032728227-PAT00031
In normal operation with)
Figure 112007032728227-PAT00032
Is ON
Figure 112007032728227-PAT00033
To turn off the oscillation frequency control resistor.
Figure 112007032728227-PAT00034
In the initial state that only the lamp is used
Figure 112007032728227-PAT00035
Is off
Figure 112007032728227-PAT00036
Is ON, the oscillation frequency control resistor
Figure 112007032728227-PAT00037
The technique of changing the half-bridge driving frequency by the value of.
제 1항에서 초기점화상태에서는 하프브리지 구동 주파수를 크게 하기 위해서 제 2항의
Figure 112007032728227-PAT00038
을 ON 시키는 신호를 카운터에서 직접 연결시켜서 구동 IC(190) 발진주파수 제어 저항을
Figure 112007032728227-PAT00039
가 되도록 하며; 또한 램프가 정상 상태에서 검출한 전류는
Figure 112007032728227-PAT00040
을 ON 시키고
Figure 112007032728227-PAT00041
을 OFF 시켜서 풀업저항(
Figure 112007032728227-PAT00042
)에 의하여 카운터의 리셋단자를 이용하여 카운터가 리셋되고 램프의 전류가 미소하면
Figure 112007032728227-PAT00043
가 OFF 되고
Figure 112007032728227-PAT00044
가 ON되면 카운터는 동작되며 미리 설정된 일정시간까지 구동IC가 구동주파수를 발생시키도록 하되 램프의 불량등의 이유로 미리 설정된 시간까지 점화되지 않는 경우 구동 IC의 동작을 중단하기 위해서 카운터에서 구동 IC에게 동작 중단 신호를 보내며 카운터 자체의 동작 중단을 위해서
Figure 112007032728227-PAT00045
가 ON되어 실시예인 카운터 IC의 동작중단 핀을 접지시켜 카운터의 동작을 중단시키는 기술 및 회로.
The method of claim 2, in order to increase the half-bridge driving frequency in the initial ignition state.
Figure 112007032728227-PAT00038
The signal to turn ON the signal at the counter
Figure 112007032728227-PAT00039
To be; Also, the current detected by the lamp in the normal state
Figure 112007032728227-PAT00040
ON
Figure 112007032728227-PAT00041
Turn off the pull-up resistor
Figure 112007032728227-PAT00042
If the counter is reset by using the reset terminal of the counter and the lamp current is
Figure 112007032728227-PAT00043
Is off
Figure 112007032728227-PAT00044
When is turned on, the counter is operated and the drive IC generates the drive frequency up to a predetermined time, but if it is not ignited for a predetermined time due to a lamp failure, the counter is operated from the counter to stop the operation of the drive IC. To stop the operation of the counter itself.
Figure 112007032728227-PAT00045
And the circuit for stopping the operation of the counter by grounding the operation stop pin of the counter IC of the embodiment.
제 1항의 아날로그 스위치는 실시 예(170)에서처럼 램프의 점등 전에는 동작하지 않고 점등 후에는 카운터의 DC 공급전원에 의해서 풀업 상태가 되어서 RC 시정수 회로를 3회 반복하도록 하여 하프브리지 구동 주파수를 가변하기 위한 신호를
Figure 112007032728227-PAT00046
의 베이스에 인가하여
Figure 112007032728227-PAT00047
을 ON시키고
Figure 112007032728227-PAT00048
을 OFF 시킴으로 구동 IC의 발진주파수 제어저항 값을
Figure 112007032728227-PAT00049
만 남도록 하여 발진주파수를 낮추도록 고안된 회로와;
The analog switch of claim 1 does not operate before the lamp is turned on as in the embodiment 170, but after the lamp is turned on by the DC supply power of the counter, the RC time constant circuit is repeated three times to vary the half bridge driving frequency. Signal for
Figure 112007032728227-PAT00046
By applying to the base of
Figure 112007032728227-PAT00047
ON
Figure 112007032728227-PAT00048
OFF to increase the oscillation frequency control resistance of the driver IC.
Figure 112007032728227-PAT00049
A circuit designed to lower the oscillation frequency by leaving only it;
램프의 전류와 전압을 마이크로컨트롤러 입력으로 하여 조도제어를 위한 PWM 신호를 마이크로컨트롤러 출력에서 얻은 뒤 DC로 변환하여 아날로그 스위치를 동작시켜 발진주파수 구동 IC의 지정된 핀에 DC 입력으로 가하여 하프브리지 구동 주파수를 변경하여 램프의 전력을 제어하는 수단.Using the current and voltage of the lamp as a microcontroller input, obtain a PWM signal for illuminance control from the microcontroller output, convert it to DC, operate an analog switch, and apply a half-bridge drive frequency to a DC input to a specified pin of the oscillation frequency drive IC. Means for controlling the power of the lamp by changing.
제 1항에서 램프의 전류를 소형 변압기로 검출하여 DC로 정류한 뒤 그 일부의 전압을 마이크로컨트롤러 입력으로 가함과 동시에, 램프의 전압을
Figure 112007032728227-PAT00050
,
Figure 112007032728227-PAT00051
로 검출(150)하여 변압기(T1)을 통해서 마이크로컨트롤러 입력신호로 활용하여 마이크로컨트롤러 내부프로그램에 의해서 전력을 계산하여 조도를 제어하는 방법.
In claim 1, the lamp current is detected by a small transformer, rectified to DC, and a part of the voltage is applied to the microcontroller input.
Figure 112007032728227-PAT00050
,
Figure 112007032728227-PAT00051
Method of controlling the illumination by calculating the power by the microcontroller internal program by using the detection (150) as a microcontroller input signal through the transformer (T1).
상기 제 1항 내지 제 5항에 의한 고압방전등용 안정기(100) 또는 일반적인 고압방전등용 전자식 안정기에 연결되며, 중앙제어용 PC(220)에 연결된 전력선모 뎀(210)에서 얻은 신호를 상기 안정기(100)의 램프구동용 드라이브 회로에 전달함과 아울러 램프의 상태를 확인하고 시간대별로 또는 광량이나 온도의 외부 환경조건에 따라 프로그래밍 제어를 행하여 HID 램프의 조도를 제어하는 마이크로컨트롤러(160)과;The ballast 100 is connected to the ballast 100 for the high-pressure discharge lamp according to claim 1 or the electronic ballast for general high-pressure discharge lamp, the signal obtained from the power line modem 210 connected to the central control PC 220, the ballast (100) A microcontroller 160 for controlling the illuminance of the HID lamp by transmitting to the lamp driving drive circuit and checking the state of the lamp and performing programming control for each time zone or according to external environmental conditions such as light quantity or temperature; 상기 전력선모뎀(210)이 연결되는 전력라인(PL)에 연결되며 마이크로컨트롤러(160)로부터 중앙제어용 PC(220)에 신호전달시 최대 전송을 행하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 조도 제어시스템.The power line modem (210) is connected to the power line (PL) is connected to the illumination control system for a high-pressure discharge lamp, characterized in that the maximum transmission when transmitting a signal from the microcontroller 160 to the central control PC (220). 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 전력선모뎀(210)이 연결되는 전력라인(PL)에 누전검출기(220)를 연결하고 상기 마이크로컨트롤러(160)로 누전검출신호를 보내도록 구성하며, 상기 안정기(100) 또는 HID 램프를 OFF시키는 스위치를 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 조도 제어시스템.A ground fault detector 220 is connected to a power line PL to which the power line modem 210 is connected, and a ground fault detection signal is transmitted to the microcontroller 160, and the ballast 100 or the HID lamp is turned off. Illumination control system for a high-pressure discharge lamp, characterized in that the switch configuration. 제 1항에서 메탈헬라이드램프용 안정기를 이용하여 나트륨램프를 구동하거나 나트륨램프용 안정기를 이용하여 메탈헬라이드램프를 구동하기 위해서 회로를 변형하지 않고 단순한 저항(190의
Figure 112007032728227-PAT00052
)값을 변환을 스위치로 행함으로 동시 사용 가능한 안정기.
According to claim 1, a simple resistance (190) without modifying the circuit to drive a sodium lamp using a metal halide ballast or a metal halide lamp using a sodium lamp ballast.
Figure 112007032728227-PAT00052
The ballast which can be used simultaneously by converting the value with a switch.
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