KR20080100150A - 필라멘트 가열과 점화 제어를 이용하는 안정기 - Google Patents

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KR20080100150A
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resonant
capacitor
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KR1020080044000A
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Inventor
조셉 엘. 파리셀라
킹홍 유
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오스람 실바니아 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 필라멘트 가열 및 점화 제어를 이용한 안정기에 관한 것이다.
가열 가능 필라멘트들(72, 74)을 갖는 적어도 하나의 가스 방전 램프(70)에 전력을 공급하기 위한 안정기(10)는 인버터(200), 상기 인버터(200) 및 램프(70) 사이에 커플링된 공진 출력 회로(400), 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수를 갖는 공진 출력 회로(400) 및 상기 인버터(200)에 커플링된 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로(600)를 포함하고, 이때 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수보다 실질적으로 높다. 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로(600)는 예열 단계 및 작동 단계 동안에 인버터(200)와 공진 출력 회로(400)를 제어한다. 예열 단계 동안에, 공진 출력 회로(400)는 제1 공진 주파수에 상응하는 유효 공진 커패시턴스를 갖고, 제1 레벨의 가열을 램프 필라멘트들(72, 74)에 제공한다. 정상 작동 단계 동안에, 공진 출력 회로(400)는 제2 공진 주파수에 상응하는 유효 공진 커패시턴스를 갖고, 제1 레벨의 가열과 비교하여 무시해도 좋은 제2 레벨의 가열을 램프 필라멘트들(72, 74)에 제공한다. 제어 회로(600)는 공진 출력 회로(400)의 파라미터들의 임의의 변동을 보상하고 적절한 레벨의 예열이 램프 필라멘트들(72, 74)에 제공되는 것을 보장하기 위하여 공진 출력 회로(400) 내 전압을 감시한다.

Description

필라멘트 가열과 점화 제어를 이용하는 안정기{BALLAST WITH FILAMENT HEATING AND IGNITION CONTROL}
본 발명은 방전 램프들에 전력을 공급하기 위한 범용 회로들에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 하나 이상의 가스 방전 램프들에 공급되는 필라멘트 가열 및 점화 전압들을 제어하기 위한 회로소자를 포함하는 안정기에 관한 것이다.
가스 방전 램프들을 위한 전자식 안정기들은 종종 두 개의 그룹들, 즉 램프들이 어떻게 점화되는지에 따라 예열 타입과 순간 시동 타입으로 분류된다. 예열 타입 안정기들의 경우, 램프 필라멘트들은 램프들을 점화하기 위해 램프 양단에 적절하게 높은 전압(예컨대, 500볼트 피크)이 인가되기 이전에 제한된 시간 기간(예컨대, 1초 또는 그 미만) 동안에 상대적으로 높은 레벨(예컨대, 7볼트 피크)에서 초기에 예열된다. 순간 시동 안정기들의 경우, 램프 필라멘트들은 예열되지 않으며 상기 램프들을 점화하기 위해서는 상당히 더 높은 시동 전압(예컨대, 1000볼트 피크)이 요구된다. 일반적으로, 순간 시동 타입 동작은 일정한 장점들, 예를 들면 램프들의 정상 작동 동안에 필라멘트 가열에 대한 전력 지출이 없으므로 더 낮은 대기 온도에서 더 큰 에너지 효율성(즉, 와트당 더 큰 광 출력)으로 램프들을 점화 시킬 능력을 제공한다. 반면에, 예열 타입 동작은 일반적으로 순간 시동 타입 동작보다 상당히 더 긴 램프수명을 유도한다.
현존하는 많은 예열 타입 안정기들의 경우, 램프들의 정상 작동 동안에(즉, 램프들이 점화된 이후에) 램프 필라멘트들을 가열하는 것에 불필요하게 상당한 양의 전력이 소모된다. 따라서, 램프들이 일단 점화되면 필라멘트 전력이 실질적으로 감소하거나 제거되는 예열 타입 안정기들이 바람직하다. 현재, 상기 목적을 향해 나아기는 적어도 세 개의 공지된 접근법들이 있다.
"수동적" 방법이라 불릴 수 있고 소위 "신속 시동" 안정기들에서 통상 사용되는 첫 번째 접근법의 경우, 필라멘트들은 램프들을 점화하기 위해 높은 전압을 또한 제공하는 출력 변압기 상의 권선부들을 통해 가열된다. 상기 접근법의 공지된 단점은 램프들이 일단 점화하고 작동을 시작하면 필라멘트 가열 전력이 감소될 수 있는 정도가 태생적으로 제한된다는 것이다. 상기 접근법의 고유한 난점들에 대한 상세한 논의는 미국 특허 5,998,930의 "Background of the Invention" 섹션에 제공되며, 관련된 부분들이 여기에 참조로서 통합된다.
두 번째 접근법은 램프들의 점화에 앞서 램프 필라멘트들의 예열을 제공하기 위하여 하나 이상의 전자식 스위치들(예컨대, 전계 효과 트랜지스터들과 같은 전력 트랜지스터들)과 조합으로 별도의 필라멘트 가열 변압기를 사용한다. 램프들이 일단 점화되면, 전자식 스위치들은 비활성화되고, 그럼으로써 램프 필라멘트들의 임의의 추가 가열이 금지된다. 상기 접근법은 상당히 성공적이었고, 램프 점화 이후에 램프 필라멘트들에 대한 임의의 가열을 완전히 제거하는 장점을 갖는다. 그러 나, 상기 접근법은 상당한 양의 추가 회로소자(예컨대, 필라멘트 가열 변압기, 하나 이상의 전력 트랜지스터들, 등)를 요구하는 큰 단점을 갖는다. 이러한 사실은 상기 접근법이 특히 둘 이상의 램프들에 전력을 공급하기 위한 안정기들의 경우에 구현하기에 매우 비싸게 만들었는데, 상기 경우에 연관된 회로소자와 함께 다중 전자식 스위치들이 통상적으로 요구된다.
소위 "프로그램 시동" 안정기들에서 공통적인 세 번째 접근법의 경우, 인버터는 램프 필라멘트들을 예열하기 위해 한 주파수(즉, 예열 주파수)에서 작동되고, 그런 다음에 상기 램프들을 점화하고 작동시키기 위해 다른 주파수(즉, 정상 작동 주파수)에 "이른다". 이러한 안정기들을 위한 공통 회로 토폴로지는 전압-공급 인버터(예컨대, 하프-브릿지 타입)와 직렬 공진 출력 회로를 포함한다; 상기 직렬 공진 출력 회로는 램프 필라멘트들의 가열을 제공하기 위한 보조 권선부들을 공통적으로 포함하는 공진 인덕터를 포함한다. 상기 토폴로지는 많은 공통 타입들의 램프들에 전력을 공급하기 위한 프로그램 시동 안정기들에 폭넓게 그리고 성공적으로 사용되고 있다. 상기 접근법은 자가-오실레이팅 타입 인버터들을 구비한 안정기들로 구현하기에는 어렵고 및/또는 비싸기 때문에, 구동 타입 인버터들을 구비한 안정기들로 통상 사용된다. 그러나, 더욱 중요하게, 상기 접근법은 램프 전화 이후에 필라멘트 가열의 완전한 제거에 근접하는 어떠한 것도 제공할 능력이 없다는 상당한 제한을 갖는다. 상기 제한은 상기 접근법을 구현하기 위해 공통으로 사용되는 회로소자 타입들의 경우 예열 주파수 대 작동 주파수의 비율이 통상적으로 1.6 또는 1.7을 초과하지 않게 제한된다는 사실로부터 유래한다; 결과적으로, 상당한 양의 전력이 정상 작동 동안에 램프 필라멘트들을 가열하는 것에 여전히 불필요하게 소모된다.
하나 이상의 공진 출력 회로(들)를 활용하는 현존하는 예열 타입 안정기들의 추가적인 문제점은 공진 출력 회로(들)의 유효 공진 주파수/주파수들이 다수의 인자들로 인한 변동에 종속적인 것이다. 특히, 상기 변동은 램프(들)의 필라멘트들을 적절하게 예열하기 위한 적당한 전압들을 생성하는 요구사항을 실질적으로 방해할 수 있다.
당업자에 공지된 바와 같이, 공진 회로의 유효 공진 주파수는 공진 인덕터의 인덕턴스와 공진 커패시터의 커패시턴스를 포함하여 일정한 파라미터들에 좌우된다. 실제로, 이러한 파라미터들은 소자 공차들에 종속적이고, 상당한 양만큼 변동할 수 있다. 부가하여, 공진 회로의 유효 공진 주파수는 또한 안정기를 램프(들)에 연결하는 전기 와이어링의 리드 길이들 및/또는 성질에 의해 영향받는다; 상기 전기 와이어링은 공진 회로(들)의 유효 공진 주파수를 효과적으로 변경하고 그에 따라 안정기에 의해 램프(들)의 필라멘트들에 공급되는 예열 전압(들)의 크기에 영향을 끼치는 기생 커패시턴스("부유 커패시턴스"로도 언급됨)를 도입한다. 이러한 파라미터 변동은 적당한 예열 전압들이 램프(들)의 필라멘트들에 공급되는 것을 보장하는 것에 관하여 인버터의 작동 주파수를 미리 정하는 것이(즉, 선험 기초에 대하여) 어렵고 및/또는 비실용적이게 한다.
파라미터 변동들로부터 발생한 전술된 문제점들은 안정기가 다중 공진 회로들을 포함하는 경우 및/또는 안정기 출력 접속부와 램프들 사이의 와이어링이 상당한 길이 를 갖는 경우 훨씬 더 문제가 된다; 후자의 경우, 결과적 기생 커패시턴스는 매우 큰 인자가 된다. 따라서, 소정의 미리 정의된 인버터 작동 주파수의 경우, 공진 출력 회로에 의해 공급되는 필라멘트 예열 전압들의 크기가 상당히 변동할 수 있고, 일부 경우들에서는 원하는 방식으로 램프 필라멘트들을 예열하기에 불충분하거나 또는 적어도 이상보다 상당히 낮다는 것이 증명될 수 있다.
그러므로, 하기의 예열 타입 안정기를 제공할 필요가 있다 : (ⅰ) 램프 점화 이전에 필라멘트들이 적절하게 예열된다; (ⅱ) 램프들의 정상 작동 동안에 필라멘트 가열에 전력이 소모되지 않거나 거의 소모되지 않는다; 및 (ⅲ) 요구되는 회로소자는 편리하고 경제적인 방식으로 구현될 수 있다. 이러한 안정기는 종래 기술에 비하여 상당한 장점을 나타낸다.
또한, 안정기가 램프 필라멘트들에 대한 적절한 레벨의 예열을 제공하는 것을 보장하는 것에 관하여 공진 출력 회로에 영향을 끼치는 파라미터 변동들을 보상할 수 있는 안정기가 존재할 필요가 있다. 이러한 성능을 갖는 안정기는 또한 종래 기술에 비하여 상당한 장점을 나타낸다.
도 1은 한 쌍의 필라멘트들(72, 74)을 갖는 가스 방전 램프(70)에 전력을 공급하기 위한 안정기(10)를 도시한다. 안정기(10)는 인버터(200), 공진 출력 회로(400), 그리고 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로(600)를 포함한다.
안정기(10)의 작동 동안에, 인버터(200)는 작동 주파수를 갖는 인버터 출력 전압을 공급한다. 공진 출력 회로(400)는 인버터(200)와 램프(70) 사이에 커플링되고, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 갖는다; 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수보다 실질적으로 더 높게 선택된다. 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로(600)(하기에서는 간단히 "제어 회로(600)"로서 언급됨)는 인버터(200)와 공진 출력 회로(400) 사이에 커플링된다. 작동 동안에, 제어 회로(600)는 하기의 방식으로 인버터(200)와 공진 출력 회로(400)를 제어한다.
램프 필라멘트들(72, 74)이 예열되는 동안의 예열 단계에서, 공진 출력 회로(400)는 : (ⅰ) 제1 공진 주파수에 상응하는 유효 공진 커패시턴스를 갖고; (ⅱ) 제1 레벨의 가열을 램프 필라멘트들(72, 74)에 제공한다.
(예열 단계에 이어서), 램프(70)가 점화되어 정상적인 방식으로 작동하는 동안의 정상 작동 단계에서, 공진 출력 회로(400)는 : (ⅰ) 제2 공진 주파수에 상응하는 유효 공진 커패시턴스를 갖고; (ⅱ) 제2 레벨의 가열을 램프 필라멘트들(72, 74)에 제공한다. 상기 제2 레벨의 가열은 제1 수준의 가열과 비교하여 무시해도 좋다(예컨대, 단지 약 10% 또는 그 정도 크기의 전력 레벨을 가짐).
바람직하게 그리고 여기에 추가로 상세히 기술되는 바와 같이, 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수보다 적어도 약 2.5배 더 높은 정도로 선택된다. 제1 주파수(즉, 예열 주파수)와 제2 주파수(즉, 정상 작동 주파수) 사이의 상대적으로 넓은 구분은 예열 단계 동안에 램프 필라멘트(72, 74)를 적절하게 예열하도록 충분한 전력량이 공급되는 것을 보장하면서 동시에 정상 작동 단계 동안에 램프 필라멘트들(72, 74)을 가열하는데 소모되는 전력량을 최소화하기 위해 바람직하다. 예컨 대, 안정기(10)의 바람직한 구현에서, 제1 주파수는 약 105킬로헤르쯔 정도로 선택되고, 반면에 제2 주파수는 약 42킬로헤르쯔 정도로 선택된다.
전술된 기능성을 제공하기 위해, 제어 회로(00)는 공진 출력 회로(400) 내 전압을 감시하도록 구성된다. 상기 감시되는 전압이 특정 레벨(즉, 적절한 레벨의 예열을 필라멘트들(72, 74)에 공급하는 출력 회로(400)에 상응하는 레벨)에 도달하는 것에 응답하여, 제어 회로(600)는 예열 단계를 제공하도록 동작하는데, 그 동안에는 인버터(200)의 작동 주파수가 미리 정해진 예열 기간(예컨대, 500밀리초 또는 그 정도) 동안에 제1 현재 값(예컨대, 105킬로헤르쯔 또는 그 정도)으로 유지된다. 예열 단계의 완료에 따라, 제어 회로(600)는 작동 단계를 제공하도록 동작한다. 작동 단계 동안에, 인버터(200)의 작동 주파수는 램프(70)를 점화하고 작동시키기 위해 상기 제1 현재 값으로부터 더 낮은 값(예컨대, 42킬로헤르쯔 또는 그 정도)으로 떨어지는 것이 허용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 인버터(200)는 입력부(202)와 인버터 출력 단자(204)를 포함한다. 작동 동안에, 인버터(200)는 입력부(202)를 통해 실질적인 직류(DC) 전압 VRAIL을 수신한다. VRAIL은 종래의 교번적인 전류(AC) 전압 소스(예컨대, 60헤르쯔에서 120volts rms 또는 277volts rms)로부터 전력을 수신하는 적당한 정류 회로(예컨대, DC-DC 컨버터를 정정하는 전력 인자와 풀-웨이브 브릿지 정류기의 조합)에 의해 통상적으로 제공된다. 예컨대, VRAIL은 약 460볼트 정도의 크기를 갖도록 선택될 수 있다. 작동 동안에, 인버터(200)는 인버터 출력 단자(204) 를 통해(및 회로 접지를 고려하여) 약 20,000헤르쯔보다 더 크게 통상적으로 선택되는 작동 주파수를 갖는 인버터 출력 전압을 공급한다.
공진 출력 회로(400)는 인버터 출력 단자(204)와 램프(70) 사이에 커플링된다. 공진 출력 회로(400)는 램프(70)의 필라멘트들(72, 74)에 커플링되도록 적응된 적어도 네 개의 출력 접속부들(402, 404, 406, 408)을 포함한다. 더욱 상세하게, 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부(402, 404)가 램프(70)의 제1 필라멘트(72)에 커플링되도록 적응되는 반면에, 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부(406, 408)는 램프(70)의 제2 필라멘트(74)에 커플링되도록 적응된다. 바람직하게도, 그리고 여기에 바람직한 실시예들에서 기술되는 바와 같이, 공진 출력 회로(400)는 직렬 공진 타입 출력 회로로서 구현된다.
작동 동안에, 공진 출력 회로(400)는 (인버터 출력 단자(204)를 통해) 인버터 출력 전압을 수신하고, (출력 접속부들(402, 404, 406, 408)을 통해) : (1) 필라멘트들(72, 74)을 예열하기 위한 가열 전압들; (2) 램프(70)를 점화하기 위한 점화 전압; 및 (3) 램프(70)를 작동시키기 위한 크기-제한된 전류를 공급한다. 예컨대, 램프(72)가 F32T8 타입 램프로서 구현되는 경우, 필라멘트들(72, 74)을 예열하기 위한 전압은 3.5volts rms 정도로 통상적으로 선택되고, 램프(72)를 점화하기 위한 점화 전압은 약 350volts rms 정도로 통상적으로 선택되고, 크기-제한된 작동 전류는 약 180밀리암페어 정도로 통상적으로 선택된다.
필라멘트 가열 및 점화 제어 회로(600)(여기서는 간단히 "제어 회로(600)"로서 언급됨)는 인버터(200)와 공진 출력 회로(400)에 커플링된다. 작동 동안에, 제 어 회로(600)는 공진 출력 회로(400) 내 전압을 감시한다. 감시되는 전압이 필라멘트 예열 전압(예컨대, 램프 점화 이전에 출력 접속부들(402, 404) 및 출력 접속부들(406, 408) 사이의 전압들)이 필라멘트들(72, 74)을 적절하게 예열하기에 충분한 크기에 이르렀음을 지시하는 특정 레벨에 도달하는 것에 응답하여, 제어 회로(600)는 예열 단계를 제공하도록 동작한다. 예열 단계의 완료 이후에, 제어 회로(600)는 램프(70)를 점화하고 작동시키기 위한 작동 단계를 제공하도록 동작한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바람직한 실시예들을 잠깐 살펴보면, 공진 출력 회로들(400, 400') 각각은 제1 공진 커패시터(422), 예비 공진 커패시터(430), 전자식 스위치(440)를 포함한다. 예비 공진 커패시터(430)는 제1 공진 커패시터(422)에 커플링된다. 전자식 스위치(440)는 예비 공진 커패시터(430)에 커플링된다.
여기서 더욱 상세히 기술될 바와 같이, 전자식 스위치(440)는 램프(70)의 의도된 동작 및 수명에 유익하고 안정기들(20, 30)의 에너지 효율성에 유익한 방식으로 예열 단계 및 작동 단계를 제공하는 것에 관하여 출력 회로들(400, 400')의 유효 공진 커패시턴스 및 그에 따른 유효 공진 주파수들을 변경하기 위하여 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로(600)에 의해 제어(즉, 초기 턴 오프, 이후의 턴 온)된다.
예열 단계 동안에, 전자 회로(600)는 두 개의 주요한 제어 기능들을 제공한다. 첫 번째로, 제어 회로(600)는 공진 출력 회로(400) 내 전자식 스위치(440)가 턴 오프 되도록 동작한다. 두 번째로, 제어 회로(600)는 인버터(200)의 작동 주파수가 미리 결정된 예열 기간(예컨대, 500밀리초 또는 그 정도) 동안에 제1 현재 값 으로서 유지되도록 동작한다. 예열 단계 동안에 제1 현재 값에서 작동 주파수를 유지함으로써, 제어 회로(600)는 공진 출력 회로(400)가 적절한 레벨에서 필라멘트들(72, 74)을 예열하기 위해 적당한 전압/전류/전력을 공급하도록 허용한다.
(예열 단계에 이어서) 작동 단계 동안에, 제어 회로(600)는 또한 두 개의 주요한 제어 기능들을 제공한다. 첫 번째로, 제어 회로(600)는 공진 출력 회로(400) 내 전자식 스위치(440)가 턴 온 되도록 동작한다. 두 번째로, 제어 회로(600)는 인버터(200)의 작동 주파수가 제1 현재 값으로부터 감소하도록 허용하게 동작한다. 작동 주파수는 램프(70)를 점화하기 위한 적당히 높은 전압과 램프(70)를 작동시키기 위한 크기-제한된 전류를 생성하기 위하여 제1 현재 값으로부터 감소하는 것이 허용된다.
따라서, 예열 단계 및 작동 단계 동안에 공진 출력 회로(400)의 유효 공진 커패시턴스 및 그에 따른 유효 공진 주파수를 제어하기 위해 전자식 스위치(440)가 활용되는 것이 인정될 수 있다. 전자식 스위치(440)의 동작에 관한 더욱 상세한 설명이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예들을 참조하여 하기에 논의된다.
도 2는 (안정기(20)로서 지시되고 여기에서 언급되는) 안정기(10)의 바람직한 제1 실시예를 기술한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공진 출력 회로(400)는 제1, 제2, 제3, 및 제4 출력 접속부들(402, 404, 406, 408), 공진 인덕터(주요 권선부(420), 제1 보조 권선부(450), 제2 보조 권선부(40)를 포함하고, 상기 보조 권선부들(450, 40)은 주요 권선부(420)에 자기적으로 커플링되는 것으로 이해됨), 제1 공진 커패시터(422), 예비 공진 커패시터(430), 전자식 스위치(440), 제1 필라멘트 커패시터 및 제2 필라멘트 커패시터(452, 42), 직류(DC) 블로킹 커패시터(428), 전압-분배기 커패시터(426)를 포함한다. 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부(402, 404)는 램프(70)의 제1 필라멘트(72)에 커플링되도록 적응되는 반면에, 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부(406, 408)는 램프(70)의 제2 필라멘트(74)에 커플링되도록 적응된다. (공진 인덕터의) 주요 권선부(420)는 인버터 출력 단자(204)에 커플링된다. 제1 필라멘트 커패시터(452)는 제1 보조 권선부(450)와 직렬로 커플링되고, 제1 필라멘트 커패시터(452) 및 제1 보조 권선부(450)의 직렬 결합은 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부(402, 404) 사이에 커플링된다. 제2 필라멘트 커패시터(462)는 제2 보조 권선부(46)와 직렬로 커플링되고, 제2 필라멘트 커패시터(462) 및 제2 보조 권선부(460) 사이의 직렬 결합은 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부(406, 408) 사이에 커플링된다. 제1 공진 커패시터(422)는 제2 출력 접속부(404) 및 제1 노드(424) 사이에 커플링된다. 전압-분배기 커패시터(426)는 제1 노드(424) 및 회로 접지(60) 사이에 커플링된다. DC 블로킹 커패시터(428)는 제4 출력 접속부(408) 및 회로 접지(0) 사이에 커플링된다. 예비 공진 커패시터(430)와 전자식 스위치(440)는 제2 출력 접속부(404) 및 회로 접지(60) 사이에 커플링되는 직렬 회로로서 배열된다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 전자식 스위치(440)는 게이트(444), 드레인(446), 소스(448)를 갖는 N-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)에 의해 구현될 수 있으며, 여기서 게이트(444)는 제어 회로(00)에 커플링되고, 드레인(446)은 예비 공진 커패시터(430)에 커플링되고, 소스(448)는 회로 접지(60)에 커플링된다. 대안적으로, 전자식 스위치(440)는 트라이액과 같은 임의의 다수의 적당한 전력 스위칭 장치들에 의해 구현될 수 있다.
안정기(20)의 작동 동안에, 전자식 스위치(440)는 예열 단계 동안에 턴 오프 된다. 전자식 스위치(440)의 턴 오프에 의해, 예비 공진 커패시터(430)는 출력 회로(400)로부터 효과적으로 제거된다(즉, 예비 공진 커패시터(430)는 출력 회로(400)의 동작에 영향을 가하지 않는다); 즉, 예열 단계 동안에, 출력 회로(400)의 유효 공진 커패시턴스는 단지 (출력 와이어링으로 인해 존재할 수도 있는 임의의 기생 커패시턴스들에 부가하여) 커패시터(422)의 커패시턴스와 동등하다.
반대로, 전자식 스위치(440)는 작동 단계 동안에 턴 온 된다. 전자식 스위치(440)의 턴 온에 의해, 예비 공진 커패시터(430)는 제1 공진 커패시터(422)에 효과적으로 병렬이 된다; 즉, 작동 단계 동안에, 출력 회로(400)의 유효 공진 커패시턴스는 (출력 와이어링으로 인해 존재할 수 있는 임의의 기생 커패시턴스에 부가하여) 커패시터들(422, 430)의 커패시턴스의 합에 동등하고, 상기 합은 예열 단계 동안의 유효 공진 커패시턴스보다 더 크다. 결과적으로, 출력 회로(400)의 유효 공진 주파수는 예열 단계 동안에 보다 작동 단계 동안에 더 낮다.
작동 단계 동안에 감소하는 출력 회로(400)의 유효 공진 주파수에 의해, 그리고 램프(70)를 점화하고 작동시키기 위해 감소되는 인버터(200)의 작동 주파수에 의해, 작동 단계 동안에 가열 필라멘트들(72, 74)에 대해 소모되는 전력량이 상당 한 정도로 감소된다. 당업자에 인정될 바와 같이, 예열 단계 및 작동 단계 사이의 인버터 작동 주파수의 현저한 감소(예컨대, 2.5배 또는 그 이상)는 커패시터들(452, 462)의 임피던스의 현저한 증가(예컨대, 2.5배 또는 그 이상)를 야기하고, 상응하게도 작동 단계 동안에 필라멘트들(72, 74)에 전달되는 전력량의 현격한 감소를 야기한다.
이러한 방식으로, 예열 단계 동안에 적당한 레벨의 필라멘트 가열을 제공하고 동시에 작동 단계 동안에 램프 필라멘트들을 가열하는데 소모되는 전력량을 현격하게 감소시키는 것에 관하여 출력 회로(400)의 유효 공진 커패시턴스 및 유효 공진 주파수를 변경하기 위해 예비 공진 커패시터(430)와 함께 전자식 스위치(440)가 활용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인버터(200)는 입력부(202), 인버터 출력 단자(204), 제1 인버터 스위치 및 제2 인버터 스위치(210, 220), 인버터 구동 회로(230)를 포함하는 구동 하프-브릿지 타입 인버터로서 바람직하게 구현된다. 앞서 언급된 바와 같이, 입력부(202)는 실질적인 DC 전압 VRAIL의 소스를 수신하도록 적응된다. 제1 인버터 스위치 및 제2 인버터 스위치(210, 220)는 N-채널 전계-효과 트랜지스터들(FETs)에 의해 바람직하게 구현된다. 인버터 구동 회로(230)는 인버터 FET들(210, 220)에 커플링되고, 다수의 이용 가능한 장치들에 의해 구현될 수 있다; 바람직하게, 인버터 구동 회로(230)는 International Rectifier, Inc.에 의해 제조되는 IR2520 하이-사이드 구동 IC와 같은 적당한 집적회로(IC) 장치에 의해 구현된다.
안정기(20)의 작동 동안에, 인버터 구동 회로(230)는 인버터 출력 단자(204) 및 회로 접지(60) 사이에 실질적인 사각파 전압을 공급하기 위해 실질적으로 상보적인 방식으로(즉, FET210이 온 상태이고, FET220이 오프 상태이고 및 그 반대 상태이도록) 인버터 FET들(210, 220)을 정류한다. 인버터 구동 회로(230)는 DC 공급 입력부(232)(230의 핀 1)와 전압 제어된 오실레이터(VCO) 입력부(234)(230의 핀 4)를 포함한다. DC 공급 입력부(232)는 약 +15볼트 또는 그 정도의 전압을 제공하도록 통상적으로 선택되는 DC 전압 공급부 +VCC로부터 작동 전류(즉, 인버터 구동 회로(230)에 전력을 공급하기 위한 작동 전류)를 수신한다. 인버터(200)의 작동 주파수는 VCO 입력부(234)에 공급되는 전압에 따라 설정된다. 더욱 상세하게는, VCO 입력부(234)에 존재하는 순간 전압이 인버터 구동 회로(230)가 인버터 트랜지스터들(210, 220)을 정류하는 때의 순간 주파수를 결정한다; 특히, 주파수는 VCO 입력부(234)에서의 전압이 증가함에 따라 감소한다. 당업자에 의해서는, 인버터 구동 회로(230)가 인버터 트랜지스터들(210, 220)을 정류하는 때의 순간 주파수가 인버터 출력 단자(204) 및 회로 접지(60) 사이에 공급되는 인버터 출력 전압의 원래 주파수(여기에서 "작동 주파수"로서 언급됨)와 동일한 것이 이해될 것이다. 인버터 구동 회로(230)와 연관된 다른 소자들은 커패시터들(244, 262)과 저항기들(242, 24, 248)을 포함하고, 그 기능들은 당업자에 공지되어 있다.
유용하게도, 안정기(20)는 램프(70)의 정상 작동 동안에 램프 필라멘트 들(72, 74)을 가열하는데 소모되는 전력향을 현격하게 제한하기 위하여 제1 노드(424)에서의 전압을 능동적으로 감시하고 램프(70)의 필라멘트들(72, 74)을 적절하게 예열하기 위해 (출력 접속부들(402, 404) 사이에 및 출력 접속부들(406, 408) 사이에) 충분한 전압이 공급되는 것을 보장하는 인버터(200)를 위한 작동 주파수를 선택하고 그런 다음 램프(70)의 점화 이후에 출력 회로(400)의 유효 공진 주파수와 인버터(200)의 작동 주파수를 변경함으로써 (본 발명의 "배경기술" 섹션에서 논의된 바와 같은) 전술된 문제점들을 해결한다.
제1 노드(424)에서의 전압은 (그 자체로 주요 권선부(420) 양단의 전압에 비례적인) 제2 권선부들(450, 460) 양단에 존재하는 전압들을 나타내고, 따라서 램프(70)의 필라멘트들(72, 74)을 적절하게 예열하기 위해 적당한 전압들이 공급되고 있는지의 여부를 지시한다. 안정기(20)에 대한 전력 인가에 이어서, 제어 회로(600)는 적어도 감시되는 전압(제1 노드(424)에서의 전압)이 특정 레벨에 도달하는 시간 전까지 인버터 작동 주파수가 감소하는 것을 허용한다. 일단 그렇게 되면, 제어 회로(00)는 램프(70)를 점화하는 것을 시도하기에 앞서 필라멘트들에게 충분히 가열될 기회를 주기 위하여 미리 결정된 시간 기간 동안에 현재 레벨에서의 작동 주파수를 유지한다(그렇게 함으로써 원하는 레벨에서 필라멘트 예열 전압들을 유지한다). 이러한 방식으로, 안정기(20)는 (공진 회로 소자들의 값들의 변동들로 인한 또는 안정기 출력 접속부들(402, 404) 및 램프(70) 사이의 와이어링에 기인하는 기생 커패시턴스들로 인한) 출력 회로(400) 내 파라미터 변동들을 자동으로 보상하고, 따라서 적당한 필라멘트 예열 전압이 램프(70)에 공급되는 것을 보장한다. 예열 단계의 완료에 따라, 안정기(20)는 램프(70)를 점화하고 작동시키면서 동시에 필라멘트들(72, 74)에 공급되는 전력량이 예열 단계 동안에 필라멘트들(72, 74)에 공급되는 전력량과 비교하여 무시해도 좋은 레벨까지 감소하도록 하기 위하여 인버터(200)의 작동 주파수를 감소시키고 출력 회로(400)의 유효 공진 주파수를 감소시키도록 동작한다.
이제, 제어 회로(600)를 구현하기 위한 바람직한 회로소자가 하기에서 도 2를 참조하여 기술된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어 회로(600)는 바람직하게도 전압 검출 회로(610), 주파수-유지 회로(700), 타이밍 제어 회로(780)를 포함한다. 전압 검출 회로(610), 주파수-유지 회로(700), 타이밍 제어 회로(780)를 구현하기 위한 바람직한 구조들과 상기 회로들의 관련된 작동 세부사항들이 하기와 같이 기술된다.
전압 검출 회로(610)는 공진 출력 회로(400)에 커플링되고, 검출 출력부(612)를 포함한다. 작동 동안에, 전압 검출 회로(610)는 감시되는 전압(즉, 전압-분배기 커패시터(426) 양단의 전압)이 전술된 특정 레벨에 도달하는 것에 응답하여 검출 출력부(612)를 통해 검출 신호를 제공하도록 동작한다. 앞서 설명된 바와 같이, 감시되는 전압은 출력 접속부들(402, 404 그리고 406, 408)을 통해 필라멘트들(72, 74)에 공급되는 필라멘트 가열 전압을 나타낸다. 따라서, 감시되는 전압이 특정 레벨에 있는 것은 필라멘트 가열 전압이 원하는 레벨(예컨대, 3.5volts rms)에 있는 것에 상응한다.
도 2에 기술된 바와 같이, 전압 검출 회로(610)는 바람직하게도 제1 다이오 드(616), 제2 다이오드(622), 필터 저항기(628) 및 필터 커패시터(632)의 직렬 결합을 포함하는 저역 필터, 그리고 제너 다이오드(634)를 포함한다. 제1 다이오드(616)는 양극(618)과 음극(620)을 갖는다. 제2 다이오드(622)는 양극(624)과 음극(626)을 갖는다. 제1 다이오드(616)의 양극(618)은 제2 다이오드(622)의 음극(626)과 제1 공진 출력 회로(400)(즉, 제1 노드(424)에 커플링된다. 제2 다이오드(622)의 양극(624)은 회로 접지(60)에 커플링된다. 필터 저항기(628)는 제1 다이오드(616)의 음극(620) 그리고 필터 저항기(628) 및 필터 커패시터(632) 사이의 접합점에 위치된 노드(630) 사이에 커플링된다. 필터 커패시터(632)는 노드(630) 및 회로 접지(60) 사이에 커플링된다. 제너 다이오드(634)의 음극(638)은 노드(630)에 커플링된다. 제어 다이오드(634)의 양극(636)은 검출 출력부(612)에 커플링된다.
전압 검출 회로(610)의 작동 동안에, 필터 커패시터(632) 양단에서 전개되는 전압은 노드(424)에서 감시되는 전압의 양의 하프-주기의 필터링된 버전이다. 필터 저항기(628) 및 필터 커패시터(632)는 감시되는 전압에 존재하는 임의의 고주파 성분들을 억제하도록 동작한다. 노드(630)에서의 전압이 제어 다이오드(634)의 제너 브레이크다운 전압에 도달할 때, 제너 다이오드(634)는 전도성이 되고 제1 노드(424)에서의 전압(즉, 전압-분배기 커패시터(426) 양단의 전압)이 특정 레벨에 도달하였음을 지시하는 전압 신호를 검출 출력부(612)를 통해 제공한다.
타이밍 제어 회로(780)는 (공진 출력 회로(400)) 내 전자식 스위치(440)와 주파수-유지 회로(700)에 커플링된다. 더욱 상세하게는, 타이밍 제어 회로(780)는 제1 출력부(784)와 제2 출력부(782)를 포함한다. 제1 출력부(784)는 전자식 스위치(440)에 커플링되는 반면에, 제2 출력부(782)는 주파수-유지 회로(700)에 커플링된다. 타이밍 제어 회로(780)는 바람직하게 상대적으로 저렴한 재료비와 낮은 작동 전력 요구사항의 장점을 갖는 (Microchip, Inc.에 의해 제조되는) 부품 번호 PIC10F510과 같은 적당한 프로그램 가능 마이크로제어기 집적회로에 의해 구현된다.
작동 동안에, 마이크로제어기(780)는 (마이크로제어기(780) 내로 프로그래밍되는) 내부 타이밍 기능들에 따라 (출력 회로(400) 내) 전자식 스위치(440)의 타이밍 및 동작, 그리고 주파수-유지 회로(700)와 연관된 기능성 부분을 제어하도록 동작한다. 더욱 상세하게는, 예열 단계 동안에, 마이크로제어기(78)는 : (ⅰ) 제1 출력부(784)를 통해 전자식 스위치(440)를 비활성화하기 위한 예열 제어 신호; (ⅱ) 제2 출력부(782)를 통해 주파수-유지 회로(700)를 인에이블링하기 위한 인에이블 신호를 제공한다. 제1 기능에 관련하여, 제1 출력부(784)를 통한 예열 제어 신호는 예열 단계의 지속기간을 위해(즉, 미리 결정된 시간 기간을 위해) 제공된다; 예열 단계의 완료에 따라, 제1 출력부(784)에서의 신호가 전자식 스위치(440)를 활성화(즉, 턴 온)하는 레벨(즉, 15볼트 또는 그 정도)로 되돌아간다. 제2 기능(즉, 인에이블 신호)에 관한 추가의 세부사항들은 하기와 같이 주파수-유지 회로(700)의 바람직한 구조 및 동작을 참조하여 설명된다.
주파수-유지 회로(700)는 전압 검출 회로(610), 인버터 구동 회로(230)의 VCO 입력부(234), 타이밍 제어 회로(780)의 제2 출력부에 커플링된다. 작동 동안 에, 그리고 검출 출력부(612)에 존재하는 검출 신호(이로써 필라멘트 예열 전압이 충분히 높은 레벨에 이르렀음을 지시함) 및 마이크로제어기(780)의 제2 출력부(782)에 존재하는 인에이블 신호에 응답하여, 주파수-유지 회로(700)는 VCO 입력부(234)에 공급되는 전압을 미리 결정된 시간 기간 동안에(즉, 예열 단계의 지속기간 동안에) 현재 레벨로 유지한다. VCO 입력부(234)에서의 전압을 현재 레벨로 유지함으로써, 인버터(200)의 작동 주파수가 상응하게 유지되고, 그럼으로써 램프(70)의 필라멘트들(72, 74)을 적절하게 예열하기 위한 (보조 권선부들(450, 460) 양단의) 전압들이 적절하게 유지된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주파수-유지 회로(700)는 바람직하게도 제1 전자식 스위치(702), 제2 전자식 스위치(720), 제1 바이어싱 저항기(710), 제2 바이어싱 저항기(712), 풀-다운 저항기(714)를 포함한다. 제1 전자식 스위치(702)는 베이스(704), 이미터(708), 컬렉터(706)를 갖는 NPN 타입 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)에 의해 바람직하게 구현된다. 제2 전자식 스위치(720)는 게이트(722), 드레인(724), 소스(726)를 갖는 논리 레벨 P-채널 전계-효과 트랜지스터(FET)에 의해 바람직하게 구현된다. FET(720)의 게이트(722)는 마이크로제어기(780)의 제2 출력부(782)에 커플링된다. FET(720)의 소스(726)는 회로 접지(60)에 커플링된다. FET(720)의 드레인(724)은 BJT(702)의 이미터(708)에 커플링된다. 제1 바이어싱 저항기(710)는 BJT(702)의 베이스(704) 및 검출 출력부(612) 사이에 커플링된다. 제2 바이어싱 저항기(712)는 BJT(702)의 베이스(704) 및 회로 접지(60) 사이에 커플링된다. 풀-다운 저항기(714)는 인버터 구동 회로(230)의 VCO 입력부(234) 및 BJT(702)의 컬렉터(706) 사이에 커플링된다.
안정기(20)의 작동 동안에, 주파수-유지 회로(700)는 검출 출력부(612)에서의 전압 신호가 감시되는 전압이 특정 레벨에 도달하였음을 지시할 때 그리고 마이크로제어기(780)의 제2 출력부(782)에서의 인에이블 신호가 적당한 레벨(즉, 0볼트 또는 그 정도)에 있을 때 활성화된다(즉, BJT(702) 및 FET(720)가 모두 턴 온 된다). 앞서 언급된 바와 같이, 마이크로제어기(780)는 FET(720)가 예열 단계 동안에 턴 온 되는 것을 보장한다. 따라서, 예열 단계 동안에, 트랜지스터들(702, 720) 모두의 턴 온에 의해, 인버터 구동 회로(230)의 VCO 입력부(234)는 상기 VCO 입력부(234)에서의 전압의 임의의 추가 상승을 막기 위하여 풀-다운 저항기(706)를 통해 회로 접지(60)에 필수적으로 커플링된다. 결과적으로, VCO 입력부(234)에서의 전압은 필연적으로 현재 값으로 유지되고, 이로써 저항기들(702, 720)이 턴 온 상태로 유지되는 한 그 동안에는 인버터 작동 주파수가 현재 값으로 필수적으로 유지되게 유도한다. 이러한 방식으로, 주파수-유지 회로(700)는 출력 회로(400)가 램프 필라멘트들(72, 74)의 원하는 예열을 제공하도록 허용하는데 적합한 레벨로 인버터 작동 주파수를 유지하도록 동작한다.
따라서, 당업자에게는, 램프 필라멘트들(72, 74)의 적정한 예열이 제공될 수 있도록 하는 적당한 작동 주파수를 효과적으로 "탐색"하기 위해 안정기(20)가 기능하는 것이 이해될 것이다.
예열 단계의 완료에 따라, 마이크로제어기(78)는 (제2 출력부(782)를 통해) FET(720)를 비활성화한다. FET(720)의 턴 오프에 의해, 주파수-유지 회로(700)는 효과적으로 디스에이블링되고, 그럼으로써 VCO 입력부(234)에서의 전압이 증가하게 되고, 따라서 인버터(200)의 작동 주파수가 예열 단계 동안의 상대적으로 높은 레벨로부터 떨어지게 된다.
FET(720)가 턴 오프 되는 것과 거의 동시에, 전자식 스위치(440)는 적절한 전압(예컨대, +15볼트 또는 그 정도)이 마이크로제어기(780)의 제1 출력부(784)에 공급됨으로써 턴 온 된다. 전자식 스위치(440)의 턴 온에 의해, 예비 공진 커패시터(430)는 제1 공진 커패시터(422)에 효과적으로 병렬로 커플링되고, 이로써 출력 회로(400)의 유효 공진 주파수가 낮아진다. 인버터(200)의 작동 주파수가 낮아짐에 따라, 램프(70)를 점화하는 충분한 전압이 (출력 접속부(402, 404 그리고 406, 408) 각각의 쌍들 사이에) 공급되도록 하는 레벨(즉, 전술된 "제2 공진 주파수"에 상응하는 출력 회로(400)의 유효 공진 주파수 부근)까지 마침내 떨어진다. 작동 주파수가 예열 단계 동안의 이전의 높은 레벨로부터 현격하게 떨어지는 것에 의해, 커패시터들(452, 462)의 임피던스들이 상응하게 현격하게 증가되고, 이로써 작동 단계 동안에 필라멘트들(72, 74)에 공급되는 전압/전류/전력의 양이 크게 제한된다. 이러한 방식으로, 안정기(20)는 매우 적은 전력이 램프 필라멘트들(72, 74)을 가열하는데 소모되는 작동 단계를 제공한다.
따라서, 안정기(20)는 램프의 정상 작동 동안에 필라멘트들에 대한 임의의 낭비적인 가열을 크게 제한함과 동시에 램프에 필라멘트 예열을 제공하는 문제에 대하여 경제적이고 신뢰성 있는 솔루션을 제공한다. 부가하여, 안정기(20)는 (소자 공차들로 인한, 및/또는 출력 와이어링으로 인한 기생 커패시턴스들에 기인하는 - 후자의 경우 균등 공진 커패시턴스를 감소하는 효과를 가짐 -) 공진 출력 회로(400) 내 파라미터 변동들을 자동으로 보상하고, 이로써 신뢰성 있고 램프(70)의 작동 수명을 보전하는 방식으로 램프(70)의 필라멘트들(72, 74)을 적절하게 예열하기 위한 적당한 전압을 제공한다. 안정기(20)는 램프(70)의 정상 작동 동안에 필라멘트 가열을 최소화하고 이로써 안정기(20) 및 램프(70)의 작동 에너지 효율성을 상당히 향상시키는 방식으로 출력 회로(400)의 공진 특성들을 효과적으로 변경하기 위하여 출력 회로(400) 내 제어된 전자식 스위치(440)를 활용한다.
도 3은 (안정기(30)로서 지시되고 여기에서 언급되는) 안정기(10)의 바람직한 제2 실시예를 기술한다.
안정기(30)를 위한 많은 바람직한 구조는 (도 2를 참조하여 앞서 기술된 바와 같은) 안정기(20)의 구조와 동일하다. 더욱 상세하게는, 인버터(200) 및 제어 회로(600)의 바람직한 구조들과 작동 세부사항들은 안정기(20)에 관련하여 앞서 기술된 것과 필연적으로 동일하다. 그러나, 출력 회로(400')의 바람직한 구조 및 작동과 관련하여 일부의 두드러진 차이점이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공진 출력 회로(400')는 제1, 제2, 제3, 제4 출력 접속부들(402, 404, 406, 408) 그리고 공진 인덕터(주요 권선부(420), 제1 보조 권선부(450), 제2 보조 권선부(460), 예비 보조 권선부(470); 보조 권선부들(450, 460, 470)이 각각 주요 권선부(420)에 자기적으로 커플링되는 것으로 이해됨), 제1 공진 커패시터(422), 예비 공진 커패시터(430), 전자식 스위치(440), 제1 필라멘트 커패시터 및 제2 필라멘트 커패시터(452, 462), 직류(DC) 블로킹 커패시터(428), 커플링 커패시터(472)를 포함한다. 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부(402, 404)가 램프(70)의 제1 필라멘트(72)에 커플링되도록 적응되는 반면에, 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부(406, 408)는 램프(70)의 제2 필라멘트(74)에 커플링되도록 적응된다. (공진 인덕터의) 주요 권선부(420)는 인버터 출력 단자(204)에 커플링된다. 제1 필라멘트 커패시터(452)는 제1 보조 권선부(450)에 직렬로 커플링되고, 제1 필라멘트 커패시터(452) 및 제1 보조 권선부(450)의 직렬 결합은 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부(402, 404) 사이에 커플링된다. 제2 필라멘트 커패시터(462)는 제2 보조 권선부(460)와 직렬로 커플링되고, 제2 필라멘트 커패시터(462) 및 제2 보조 권선부(460)의 직렬 결합은 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부(406, 408) 사이에 커플링된다. 제1 공진 커패시터(422)는 제2 출력 접속부(404) 및 제1 노드(424) 사이에 커플링된다. DC 블로킹 커패시터(428)는 제4 출력 접속부(408) 및 회로 접지(60) 사이에 커플링된다. 예비 공진 커패시터(430) 및 전자식 스위치(440)는 제1 노드(424) 및 회로 접지(60) 사이에 커플링되는 병렬 회로로서 배열된다. 커플링 커패시터(472) 및 예비 보조 권선부(470)의 직렬 결합은 제어 회로(600)에 커플링된다.
(도 2에 기술된 바와 같은) 출력 회로(400) 및 (도 3에 기술된 바와 같은) 출력 회로(400') 사이의 관련된 구조적 차이점은, 출력 회로(400)가 전압-분배기 커패시터(426)를 활용하는 반면에 출력 회로(400')는 제어 회로(600)가 출력 회로(400') 내 전압을 감시하는 것을 허용하기 위해 (공진 인덕터의 주요 권선부(420)에 자기적으로 커플링되는) 예비 보조 권선부(470)를 활용한다는 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전자식 스위치(440)는 게이트(444), 드레인(446), 소스(448)를 갖는 N-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)에 의해 구현될 수 있고, 이때 게이트(444)는 제어 회로(600)에 커플링되고, 드레인(446)은 예비 공진 커패시터(430)에 커플링되고, 소스(448)는 회로 접지(60)에 커플링된다. 대안적으로, 전자식 스위치(440)는 트라이액과 같은 임의의 다수의 적당한 전력 스위칭 장치들에 의해 구현될 수 있다.
안정기(30)의 작동 동안에, 전자식 스위치(440)는 예열 단계 동안에 턴 오프 된다. 전자식 스위치(440)의 턴 오프에 의해, 예비 공진 커패시터(430)는 제1 공진 커패시터(422)에 효과적으로 커플링된다. 즉, 예열 단계 동안에, 출력 회로(400')의 유효 공진 커패시턴스는 (출력 와이어링으로 인해 존재할 수 있는 임의의 기생 커패시턴스에 부가하여) 커패시터들(422, 430)의 균등한 직렬 커패시턴스에 동등하다. 결과적으로, 예열 단계 동안에, 출력 회로(400')의 유효 공진 주파수가 상대적으로 높은 레벨에 있다.
반대로, 작동 단계 동안에, 전자식 스위치(440)는 턴 온 된다. 전자식 스위치(440)의 턴 온에 의해, 예비 공진 커패시터(430)는 전자식 스위치(440)에 의해 효과적으로 쇼트되고, 따라서 출력 회로(400')의 작동에 영향을 끼치지 않는다. 즉, 작동 단계 동안에, 출력 회로(400')의 유효 공진 커패시턴스는 (출력 와이어링으로 인해 존재할 수 있는 임의의 기생 커패시턴스에 부가하여) 예열 단계 동안의 유효 공진 커패시턴스보다 더 큰 제1 공진 커패시터(422)의 커패시턴스에 단지 동등하다. 결과적으로, 작동 단계 동안에, 출력 회로(400')의 유효 공진 주파수는 상대적으로 낮은 레벨에 있다.
출력 회로(400')의 유효 공진 주파수가 작동 단계 동안에 낮아지는 것에 의해, 그리고 인버터(200)의 작동 주파수가 램프(70)를 점화하고 작동시키기 위해 낮아지는 것에 의해, 필라멘트들(72, 74)을 가열하는데 소모되는 전력량이 마찬가지로 신뢰할만한 방식으로 감소한다. 당업자에 의해 인정될 바와 같이, 예열 단계 및 작동 단계 사이의 인버터 작동 주파수의 현저한 감소(예컨대, 2.5배 또는 그 이상)는 커패시터들(452, 462)의 임피던스들의 현저한 증가(예컨대, 2.5배 또는 그 이상)를 야기하고, 상응하게 작동 단계 동안에 필라멘트들(72, 74)에 전달되는 전력량의 현저한 감소를 야기한다.
이러한 방식으로, 적절한 레벨의 필라멘트 예열을 제공하면서 동시에 작동 단계 동안에 램프 필라멘트들을 가열하는데 소모되는 전력량이 크게 감소하도록 하는 것에 관하여 출력 회로(400')의 유효 공진 주파수를 변경하기 위하여 예비 공진 커패시터(430)와 함께 전자식 스위치(440)가 활용된다.
본 발명이 일정한 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 신규한 정신 및 범위를 벗어나지 않고서 많은 수정들과 변형들이 당업자에 의해 가능하다. 예컨대, 기술된 바람직한 실시예들이 단일 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기를 특정하게 예로 들지만, 본 발명의 내용은 용이하게 둘 이상의 램프들에 전력을 공급하기 위한 안정기들 그리고 둘 이상의 직렬 공진 회로들을 포함하는 안정기들에도 적용될 수 있다(즉, 출력 회로들(400, 400') 등에 적당한 변경과 함께).
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따라 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기의 전기적 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따라 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기의 전기적 도면, 및
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예들에 따라 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기의 전기적 도면.

Claims (23)

  1. 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트를 갖는 적어도 하나의 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기로서,
    상기 안정기는,
    작동 주파수를 갖는 인버터 출력 전압을 공급하도록 작동 가능한 인버터;
    상기 인버터와 상기 램프 사이에 커플링된 공진 출력 회로 - 상기 공진 출력 회로는 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 갖고, 상기 제1 공진 주파수는 상기 제2 공진 주파수보다 실질적으로 더 높음 -;
    상기 출력 회로 및 인버터에 커플링된 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    (a) 예열 단계 동안에, 상기 공진 출력 회로가 : (ⅰ) 상기 제1 공진 주파수에 상응하는 유효 공진 커패시턴스를 갖고; 및 (ⅱ) 상기 적어도 하나의 가스 방전 램프의 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트에 제1 레벨의 가열을 제공하도록 하기 위하여;
    (b) 상기 예열 단계에 후속하는 정상 작동 단계 동안에, 상기 공진 출력 회로가 : (ⅰ) 상기 제2 공진 주파수에 상응하는 유효 공진 커패시턴스를 갖고; 및 (ⅱ) 상기 적어도 하나의 가스 방전 램프의 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트에 제2 레벨의 가열을 제공하도록 하기 위하여, 상기 인버터와 상기 공진 출력 회로를 제어하도록 작동 가능하고,
    상기 제2 레벨의 가열은 상기 제1 레벨의 가열과 비교하여 무시해도 좋은,
    안정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 공진 주파수는 상기 제2 공진 주파수보다 적어도 약 2.5배 더 높은 정도인(the first resonant frequency is on the order of at least about 2.5times greater than the second resonant frequency),
    안정기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 :
    (a) 상기 공진 출력 회로 내 전압을 감시하도록;
    (b) 상기 감시되는 전압이 특정 레벨에 도달하는 것에 응답하여, 인버터의 작동 주파수가 미리 결정된 예열 기간 동안에 제1 현재 값에서 유지되는 예열 단계를 제공하도록; 및
    (c) 상기 예열 단계의 완료에 따라, 램프의 점화 및 작동을 위해 상기 인버터의 작동 주파수가 상기 제1 현재 값으로부터 감소하도록 허용되는 작동 단계를 제공하도록 추가로 작동 가능한,
    안정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 출력 회로는 :
    제1 공진 커패시터;
    예비 공진 커패시터; 및
    상기 예비 공진 커패시터에 직렬로 커플링된 전자식 스위치를 포함하고, 이때 상기 예비 공진 커패시터와 상기 전자식 스위치는 상기 제1 공진 커패시터와 병렬로 커플링되는 직렬 회로를 형성하고;
    상기 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로는 :
    (a) 상기 예열 단계 동안에, 상기 전자식 스위치를 비활성화하도록; 및
    (b) 상기 정상 작동 단계 동안에, 상기 전자식 스위치를 활성화함으로써, 효과적으로 상기 예비 공진 커패시터가 상기 제1 공진 커패시터에 병렬로 커플링되도록 작동 가능한,
    안정기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 출력 회로는 :
    제1 공진 커패시터;
    예비 공진 커패시터; 및
    상기 예비 공진 커패시터에 병렬로 커플링된 전자식 스위치를 포함하고, 이때 상기 예비 공진 커패시터와 상기 전자식 스위치는 상기 제1 공진 커패시터에 직렬로 커플링되는 병렬 회로를 형성하고;
    상기 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로는 :
    (a) 상기 예열 단계 동안에, 상기 전자식 스위치를 비활성화함으로써, 상기 예비 공진 커패시터가 효과적으로 상기 제1 공진 커패시터에 직렬로 커플링되도록 하고; 및
    (b) 상기 정상 작동 단계 동안에, 상기 전자식 스위치를 활성화하도록 작동 가능한,
    안정기.
  6. 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트를 갖는 적어도 하나의 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기로서,
    상기 안정기는,
    인버터 출력 단자를 갖고, 작동 주파수를 갖는 인버터 출력 전압을 상기 인버터 출력 단자를 통해 제공하도록 작동 가능한 인버터;
    상기 인버터 출력 단자 및 상기 램프 사이에 커플링되고, (ⅰ) 상기 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트 각각을 가열하기 위한 가열 전압들; (ⅱ) 상기 램프를 점화하기 위한 점화 전압; 및 (ⅲ) 상기 램프를 작동시키기 위한 크기-제한된 전류를 제공하도록 동작 가능한 공진 출력 회로를 포함하고,
    상기 공진 출력 회로는 :
    제1 공진 커패시터;
    상기 제1 공진 커패시터에 커플링된 예비 공진 커패시터;
    상기 예비 공진 커패시터에 커플링된 전자식 스위치를 포함하고,
    상기 안정기는,
    상기 출력 회로와 상기 인버터에 커플링된 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는 :
    (a) 상기 공진 출력 회로 내 전압을 감시하도록;
    (b) 상기 감시되는 전압이 특정 레벨에 도달하는 것에 응답하여, (ⅰ) 상기 공진 출력 회로 내 상기 전자식 스위치가 턴 오프 되고; 및 (ⅱ) 상기 인버터의 작동 주파수가 미리 결정된 예열 기간 동안에 제1 현재 값에 유지되는 예열 단계를 제공하도록; 및
    (c) 상기 예열 단계의 완료에 따라, (ⅰ) 상기 공진 출력 회로 내 상기 전자식 스위치가 턴 온 되고; 및 (ⅱ) 램프의 점화 및 작동을 위해 상기 인버터의 작동 주파수가 상기 제1 현재 값으로부터 감소하도록 허용되는 작동 단계를 제공하도록 작동 가능한,
    안정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공진 출력 회로는 직렬-공진 타입 출력 회로를 포함하는,
    안정기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 공진 출력 회로는,
    상기 램프의 제1 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부;
    상기 램프의 제2 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부;
    상기 인버터 출력 단자에 커플링되는 주요 권선부, 제1 보조 권선부, 제2 보조 권선부를 포함하는 공진 인덕터;
    상기 공진 인덕터의 제1 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제1 필라멘트 커패시터 - 상기 제1 필라멘트 커패시터와 상기 제1 보조 권선부는 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 공진 인덕터의 제2 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제2 필라멘트 커패시터 - 상기 제2 필라멘트 커패시터와 상기 제2 보조 권선부는 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 제4 출력 접속부 및 회로 접지 사이에 커플링된 직류(DC) 블로킹 커패시터; 및
    상기 제1 공진 커패시터 및 회로 접지 사이에 커플링된 전압-분배기 커패시 터를 더 포함하고,
    상기 제1 공진 커패시터는 제2 출력 접속부 및 제1 노드 사이에 커플링되고,
    상기 전압 분배기 커패시터는 상기 제1 노드 및 회로 접지 사이에 커플링되고, 및
    상기 예비 공진 커패시터와 상기 전자식 스위치는 상기 제2 출력 접속부 및 회로 접지 사이에 커플링된 직렬 회로로서 배열되는,
    안정기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 공진 출력 회로는 :
    상기 램프의 제1 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부;
    상기 램프의 제2 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부;
    상기 인버터 출력 단자에 커플링되는 주요 권선부, 제1 보조 권선부, 제2 보조 권선부, 예비 보조 권선부를 포함하는 공진 인덕터;
    상기 공진 인덕터의 제1 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제1 필라멘트 커패시터 - 상기 제1 필라멘트 커패시터와 상기 제1 보조 권선부는 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 공진 인덕터의 제2 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제2 필라멘트 커패 시터 - 상기 제2 필라멘트 커패시터와 상기 제2 보조 권선부는 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 제4 출력 접속부 및 회로 접지 사이에 커플링된 직류(DC) 블로킹 커패시터; 및
    상기 예비 보조 권선부와 직렬로 커플링된 커플링 커패시터 - 상기 커플링 커패시터와 상기 예비 보조 권선부의 직렬 결합은 상기 제어 회로에 커플링됨 - 를 더 포함하고,
    상기 제1 공진 커패시터는 제2 출력 접속부 및 제1 노드 사이에 커플링되고, 및
    상기 예비 공진 커패시터와 상기 전자식 스위치는 상기 제1 노드 및 회로 접지 사이에 커플링된 병렬 회로로서 배열되는,
    안정기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 인버터는 :
    실질적인 직류(DC) 전압의 소스를 수신하기 위한 입력부;
    인버터 출력 단자;
    적어도 제1 인버터 스위치; 및
    상기 적어도 제1 인버터 스위치에 커플링되고, 작동 주파수에서 상기 제1 인버터 스위치를 정류하도록 작동 가능한 인버터 구동 회로를 포함하고,
    상기 인버터 구동 회로는 :
    DC 전압 공급원으로부터 작동 전류를 수신하기 위한 DC 공급 입력부; 및
    전압 제어된 오실레이터(VCO) 입력부 - 작동 주파수가 VCO 입력부에 제공되는 전압에 따라 설정됨 - 를 포함하는,
    안정기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 :
    상기 공진 출력 회로에 커플링된 전압 검출 회로;
    상기 인버터 구동 회로의 VCO 입력부와 상기 전압 검출 회로 사이에 커플링된 주파수-유지 회로; 및
    상기 공진 출력 회로의 전자식 스위치와 주파수-유지 회로에 커플링된 타이밍 제어 회로를 포함하는,
    안정기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로는 검출 출력부를 포함하고, 상기 공진 출력 회로 내 상기 감시되는 전압이 상기 특정 레벨에 도달하는 것에 응답하여 검출 신호를 상기 검출 출력부를 통해 제공하도록 작동 가능한,
    안정기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로는 :
    양극과 음극을 갖는 제1 다이오드;
    양극과 음극을 갖는 제2 다이오드를 더 포함하고,
    상기 제1 다이오드의 양극은 제2 다이오드의 음극과 상기 공진 출력 회로에 커플링되고;
    상기 제2 다이오드의 양극은 회로 접지에 작동 가능하게 커플링되고;
    상기 전압 검출 회로는 :
    필터 저항기와 필터 커패시터의 직렬 결합을 포함하는 저역 필터 - 상기 필터 저항기는 상기 제1 다이오드의 음극에 커플링되고, 상기 직렬 결합은 상기 제1 다이오드의 음극 및 회로 접지 사이에 커플링됨 -; 및
    음극과 양극을 갖는 제너 다이오드 - 상기 양극은 상기 검출 출력부에 커플링되고 상기 음극은 상기 필터 저항기 및 필터 커패시터 사이의 접합부에 커플링됨 - 를 더 포함하는,
    안정기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어 회로는 상기 공진 출력 회로의 전자식 스위치에 커플링된 제1 출력부와 상기 주파수-유지 회로에 커플링된 제2 출력부를 포함하는,
    안정기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어 회로는,
    프로그램 가능 마이크로제어기를 포함하고,
    예열 단계 동안에, (ⅰ) 상기 공진 출력 회로의 전자식 스위치를 비활성화시키기 위하여 제1 출력부를 통해 예열 제어 신호를 제공하도록; 및
    (ⅱ) 상기 주파수-유지 회로를 인에이블링하기 위하여 제2 출력부를 통해 인에이블 신호를 제공하도록 작동 가능한,
    안정기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 주파수-유지 회로는 검출 신호 및 인에이블 신호에 응답하여 상기 미리 결정된 시간 기간 동안에 현재 레벨로 상기 VCO 입력부에 제공되는 전압을 실질적으로 유지하도록 작동 가능한,
    안정기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 주파수-유지 회로는 :
    베이스, 이미터, 컬렉터를 갖는 제1 전자식 스위치;
    상기 타이밍 제어 회로의 제2 출력부에 커플링된 게이트, 회로 접지에 커플링된 소스, 상기 제1 전자식 스위치의 이미터에 커플링된 드레인을 갖는 제2 전자식 스위치;
    상기 전압 검출 회로의 검출 출력부 및 제1 전자식 스위치의 베이스 사이에 커플링된 제1 바이어싱 저항기;
    상기 제1 전자식 스위치의 베이스 및 접지 회로 사이에 커플링된 제2 바이어싱 저항기; 및
    상기 인버터 구동 회로의 VCO 입력부 및 제1 전자식 스위치의 컬렉터 사이에 커플링된 풀-다운 저항기를 더 포함하는,
    안정기.
  18. 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트를 갖는 적어도 하나의 가스 방전 램프에 전력을 공급하기 위한 안정기로서,
    상기 안정기는 인버터를 포함하고,
    상기 인버터는 :
    실질적인 직류(DC) 전압의 소스를 수신하기 위한 입력부;
    인버터 출력 단자;
    적어도 제1 인버터 스위치; 및
    상기 적어도 제1 인버터 스위치에 커플링되고, 작동 주파수에서 상기 제1 인버터 스위치를 정류시키도록 작동 가능한 인버터 구동 회로를 포함하고,
    상기 인버터 구동 회로는 :
    DC 전압 공급원으로부터 작동 전류를 수신하기 위한 DC 공급 입력부; 및
    전압 제어된 오실레이터(VCO) 입력부 - 작동 주파수는 VCO 입력부에 제공되는 전압에 따라 설정됨 - 를 포함하고,
    상기 안정기는,
    상기 인버터 출력 단자 및 상기 램프 사이에 커플링되고, (ⅰ) 제1 램프 필라멘트 및 제2 램프 필라멘트 각각을 가열하기 위한 가열 전압들; (ⅱ) 상기 램프를 점화하기 위한 점화 전압; 및 (ⅲ) 상기 램프를 작동시키기 위한 크기-제한된 전류를 제공하도록 작동 가능한 공진 출력 회로를 포함하고,
    상기 공진 출력 회로는 :
    제1 공진 커패시터;
    상기 제1 공진 커패시터에 커플링된 예비 공진 커패시터;
    상기 예비 공진 커패시터에 커플링된 전자식 스위치를 포함하고,
    상기 안정기는,
    필라멘트 가열 및 점화 제어 회로를 포함하고,
    상기 필라멘트 가열 및 점화 제어 회로는 :
    상기 공진 출력 회로에 커플링된 전압 검출 회로;
    상기 전압 검출 회로 및 상기 인버터 구동 회로의 VCO 입력부 사이에 커플링된 주파수-유지 회로; 및
    상기 공진 출력 회로의 전자식 스위치와 상기 주파수-유지 회로에 커플링된 타이밍 제어 회로를 포함하는,
    안정기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로는 :
    상기 주파수-유지 회로에 커플링된 검출 출력부;
    양극과 음극을 갖는 제1 다이오드;
    양극과 음극을 갖는 제2 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 다이오드의 양극은 제2 다이오드의 음극과 상기 공진 출력 회로에 커플링되고;
    상기 제2 다이오드의 양극은 회로 접지에 작동 가능하게 커플링되고;
    상기 전압 검출 회로는 :
    필터 저항기와 필터 커패시터의 직렬 결합을 포함하는 저역 필터 - 상기 필터 저항기는 상기 제1 다이오드의 음극에 커플링되고, 상기 직렬 결합은 상기 제1 다이오드의 음극 및 회로 접지 사이에 커플링됨 -; 및
    음극과 양극을 갖는 제너 다이오드 - 상기 양극은 상기 검출 출력부에 커플링되고 상기 음극은 상기 필터 저항기 및 필터 커패시터 사이의 접합부에 커플링됨 - 를 포함하는,
    안정기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어 회로는 프로그램 가능 마이크로제어기를 포함하고,
    상기 마이크로제어기는 : (ⅰ) 상기 공진 출력 회로의 전자식 스위치에 커플링된 제1 출력부; 및 (ⅱ) 상기 주파수-유지 회로에 커플링된 제2 출력부를 구비한,
    안정기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 주파수-유지 회로는 :
    베이스, 이미터, 컬렉터를 갖는 제1 전자식 스위치;
    상기 타이밍 제어 회로의 제2 출력부에 커플링된 게이트, 회로 접지에 커플링된 소스, 상기 제1 전자식 스위치의 이미터에 커플링된 드레인을 갖는 제2 전자식 스위치;
    상기 전압 검출 회로의 검출 출력부 및 제1 전자식 스위치의 베이스 사이에 커플링된 제1 바이어싱 저항기;
    상기 제1 전자식 스위치의 베이스 및 접지 회로 사이에 커플링된 제2 바이어싱 저항기; 및
    상기 인버터 구동 회로의 VCO 입력부 및 제1 전자식 스위치의 컬렉터 사이에 커플링된 풀-다운 저항기를 더 포함하는,
    안정기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 공진 출력 회로는 :
    상기 램프의 제1 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부;
    상기 램프의 제2 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부;
    상기 인버터 출력 단자에 커플링되는 주요 권선부, 제1 보조 권선부, 제2 보조 권선부를 포함하는 공진 인덕터;
    상기 공진 인덕터의 제1 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제1 필라멘트 커패시터 - 상기 제1 필라멘트 커패시터와 상기 제1 보조 권선부는 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 공진 인덕터의 제2 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제2 필라멘트 커패시터 - 상기 제2 필라멘트 커패시터와 상기 제2 보조 권선부는 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 제4 출력 접속부 및 회로 접지 사이에 커플링된 직류(DC) 블로킹 커패시터; 및
    상기 제1 공진 커패시터 및 회로 접지 사이에 커플링된 전압-분배기 커패시터를 더 포함하고,
    상기 제1 공진 커패시터는 제2 출력 접속부 및 제1 노드 사이에 커플링되고,
    상기 전압 분배기 커패시터는 상기 제1 노드 및 회로 접지 사이에 커플링되고, 및
    상기 예비 공진 커패시터와 상기 전자식 스위치는 상기 제2 출력 접속부 및 회로 접지 사이에 커플링된 직렬 회로로서 배열되는,
    안정기.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 램프의 제1 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부;
    상기 램프의 제2 필라멘트에 커플링되도록 적응된 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부;
    상기 인버터 출력 단자에 커플링되는 주요 권선부, 제1 보조 권선부, 제2 보조 권선부, 예비 보조 권선부를 포함하는 공진 인덕터;
    상기 공진 인덕터의 제1 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제1 필라멘트 커패시터 - 상기 제1 필라멘트 커패시터와 상기 제1 보조 권선부는 제1 출력 접속부 및 제2 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 공진 인덕터의 제2 보조 권선부에 직렬로 커플링된 제2 필라멘트 커패시터 - 상기 제2 필라멘트 커패시터와 상기 제2 보조 권선부는 제3 출력 접속부 및 제4 출력 접속부 사이에 직렬로 커플링됨 -;
    상기 제4 출력 접속부 및 회로 접지 사이에 커플링된 직류(DC) 블로킹 커패 시터; 및
    상기 예비 보조 권선부와 직렬로 커플링된 커플링 커패시터 - 상기 커플링 커패시터와 상기 예비 보조 권선부의 직렬 결합은 상기 제어 회로에 커플링됨 - 를 더 포함하고,
    상기 제1 공진 커패시터는 제2 출력 접속부 및 제1 노드 사이에 커플링되고, 및
    상기 예비 공진 커패시터와 상기 전자식 스위치는 상기 제1 노드 및 회로 접지 사이에 커플링된 병렬 회로로서 배열되는,
    안정기.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2621909C (en) * 2007-02-19 2012-01-31 Marlex Engineering Inc. An impedance controlled electronic lamp circuit
US8203273B1 (en) * 2009-04-13 2012-06-19 Universal Lighting Technologies, Inc. Ballast circuit for a gas discharge lamp that reduces a pre-heat voltage to the lamp filaments during lamp ignition
JP2011082077A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Hitachi Appliances Inc 点灯装置及びそれを用いた液晶表示装置
DE102010029511B4 (de) * 2010-05-31 2014-10-09 Osram Gmbh Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe
US20120248984A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. Ballast and associated control circuit
US8803432B2 (en) * 2011-05-10 2014-08-12 Lutron Electronics Co., Inc. Method and apparatus for determining a target light intensity from a phase-control signal
CN103025035B (zh) * 2011-09-26 2015-09-02 台达电子工业股份有限公司 谐振电容调整元件及其所适用的电流预热型电子安定器
CN114268228B (zh) * 2021-12-15 2023-04-28 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种工频同步灯丝电源

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207497A (en) * 1978-12-05 1980-06-10 Lutron Electronics Co., Inc. Ballast structure for central high frequency dimming apparatus
US6008590A (en) 1996-05-03 1999-12-28 Philips Electronics North America Corporation Integrated circuit inverter control having a multi-function pin
US5998930A (en) 1996-10-24 1999-12-07 Motorola Inc. Electronic ballast with two-step boost converter and method
US5789866A (en) 1997-07-11 1998-08-04 Energy Savings, Inc. Electronic ballast with reversely wound filament winding
US6111369A (en) * 1998-12-18 2000-08-29 Clalight Israel Ltd. Electronic ballast
US6531831B2 (en) * 2000-05-12 2003-03-11 O2Micro International Limited Integrated circuit for lamp heating and dimming control
ITMI20010261A1 (it) * 2001-02-09 2002-08-09 St Microelectronics Srl Circuito di pilotaggio di lampade a fluorescenza
DE10126011A1 (de) 2001-05-28 2002-12-05 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zum Start einer Entladungslampe
US6501225B1 (en) 2001-08-06 2002-12-31 Osram Sylvania Inc. Ballast with efficient filament preheating and lamp fault protection
DE10200053A1 (de) 2002-01-02 2003-07-17 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Betriebsgerät für Entladungslampen mit Vorheizeinrichtung
EP1652412A1 (en) * 2003-07-25 2006-05-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Filament cutout circuit
WO2006056143A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Century Concept Ltd. Electronic ballast with preheating and dimming control
US7187132B2 (en) * 2004-12-27 2007-03-06 Osram Sylvania, Inc. Ballast with filament heating control circuit
DE102005022592A1 (de) 2005-05-17 2006-11-23 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe mit schaltbarem Resonanzkondensator

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