KR20100040304A - 스텝 디밍 선택을 위한 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프 수명 말기(End of Lamp Life) 감지 회로 및 하프-브릿지 인버터를 포함하는 전자식 안정기에서 스텝 디밍 선택을 수행하기 위한 감지 방법에 관련된다. 상기 램프 수명 말기 감지 회로는 제어 회로의 입력 단자에 연결되고, 전력 스위치가 턴온되는 때마다 상기 하프-브릿지 인버터가 동작을 개시하기 전에 상기 제어 회로의 상기 입력 단자에서의 전압을 감지함에 의해 상기 전자식 안정기가 디밍 모드로 들어가야 하는지 여부가 결정된다. 감지된 전압이 비교 임계값보다 높은 경우에, 상기 디밍 모드가 활성화되어야 한다. 본 발명의 감지 방법에 의해, 램프 수명 말기 보호 기능과 디밍 선택 기능이 전자식 안정기에서 값싸고 단순하고 신뢰성 있는 방식으로 동시에 달성될 수 있다.

Description

스텝 디밍 선택을 위한 감지 방법{DETECT METHOD FOR STEP DIMMING SELECTION}

본 발명은 전자식 안정기(electronic ballast)에서의 스텝 디밍(step dimming) 선택을 위한 새로운 감지 방법에 관한 것이다. 상기 감지 방법은 제어 IC에 디밍 모드가 활성화되어야 하는지 또는 램프 수명 말기(End of Lamp Life, EOLL) 감지 회로를 이용하지 않아야 하는지 여부를 판단하기에 충분한 정보를 제공한다.

잘 알려진 바와 같이, 형광 램프의 수명이 말기에 다다라서, 안정기가 램프를 지속적으로 동작하게 해서, 램프의 과열을 야기하고 한편으로는 "스모그(smog)" 방출을 발생시키는 경우에, 매우 높은 전압이 램프의 캐소드에 발생되어서 램프와 안정기가 비정상이고 위험한 상태에 놓이게 된다. 따라서, 주문형 반도체 회로(ASIC) 또는 마이크로콘트롤러에 의해 제어되는 전자식 안정기에서 램프 수명 말기 감지 회로가 점점 널리 사용되고 있다.

한편, 최대(full) 출력이 불필요한 경우에 고성능 전자식 안정기의 출력 전력을 감소시키는 것은 에너지를 절약하게 하고 램프 수명을 연장시키도록 기능할 뿐만 아니라 시각 효과를 변경시키도록 기능할 수 있다. 따라서, 에너지 절감이 점점 더 중요해지는 이러한 시기에 디밍 선택 기능을 전자식 안정기에 통합시키는 것은 특히 의미가 있다.

그러나, 현재 알려진 회로들을 이용하여, 전자식 안정기에서 위 두 가지 기능들을 동시에 달성하기 위해서는, 두 종류의 보호 회로들을 동시에 통합하는 것 외에 다른 대안이 없으며, 이것은 비용을 상승시킬 뿐만 아니라 다수의 엘리먼트들과 컴포넌트들을 포함하는 복잡한 회로들을 필요로 하게 된다.

따라서, 본 발명에 의해서 해결하고자 하는 기술적 과제는 전자식 안정기에서 값싸고 단순하고 신뢰성 있는 방식으로 램프 수명 말기 보호 기능과 디밍 선택 기능을 동시에 달성하는 것이다.

이 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 채용된 기술적 해결의 기본적인 개념은 전자식 안정기가 디밍 모드로 들어가야 되는지 여부를 전자식 안정기의 제어 회로의 입력 단자에서의 전압을 감지함에 의해 결정한다는 것이다.

하프-브릿지(half-bridge) 인버터와 램프 수명 말기 감지 회로를 포함하는 전자식 안정기에서, 램프 수명 말기 감지 회로는 제어 회로의 입력 단자에 연결되며, 전력 스위치가 턴온(turned on)될 때마다, 하프-브릿지 인버터가 동작을 개시하기 전에 제어 회로의 입력 단자에서의 전압을 감지함에 의해 전자식 안정기가 디밍 모드에 들어가야 되는지 여부가 판단된다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 하프-브릿지 인버터가 동작을 개시하기 전에 제어 회로의 입력 단자에서 감지된 전압이 비교 임계값보다 높은 경우에, 상기 디밍 모드가 활성화되어야 한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 비교 임계값은 바람직하게는 상기 램프 수명 말기 감지 회로의 비교 임계값과 동일하다. 이론적으로는, 비교 임계값은 0 초과이며 정상 동작하의 안정 전압 미만인 임의의 임계값일 수 있다. 비교 임계값은 +25V 내지 -25V인 것으로 선택될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 상기 램프 수명 말기 감지 회로는 형광 램프를 가로지르는 비대칭 전압을 감지하기 위한 평균값 필터이다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 상기 제어 회로는 주문형 집적 회로 또는 마이크로콘트롤러(Microcontroller)일 수 있다.

본 발명의 감지 방법은 긴급 조명 시스템을 위해서도 이용될 수 있다. 유사하게, 정전시와 대체 전력원에 의한 전력 복구 시에, 하프-브릿지 인버터가 동작 개시하기 전에 제어 회로의 입력에서의 전압을 감지함에 의해 전자식 안정기는 정확한 대응을 하게 한다.

본 발명의 감지 방법의 이점은 다음과 같다.

1. 전자식 안정기 온/오프와 최대 출력 모드/디밍 모드를 제어하는데 단지 하나의 전력 스위치만 필요하게 된다.

2. 상기 감지 방법은 새로운 기능을 실현하기 위해 어떠한 추가적인 컴포넌트도 추가하지 않는다.

3. 제어 ASIC이 안정기를 제어하는데 요구되는 경우에 디밍 모드 선택이 EOLL 감지 핀과 결합되기 때문에 이러한 디밍 모드 선택 기능을 실현하기 위하여 추가적인 핀이 필요하지 않게 된다.

4. 마이크로콘트롤러가 안정기를 제어하는데 요구되는 경우에 디밍 모드 선택이 EOLL 감지 입력 포트와 결합되기 때문에 이러한 디밍 모드 선택 기능을 실현하기 위하여 추가적인 입력 포트가 필요하지 않게 된다.

5. 제어 회로에 어떠한 정보를 제공하는데 추가적인 제어 스위치 또는 하드웨어가 요구되지 않으며, 단지 모든 안정기에 필요한 주(primary) 전력 스위치만이 요구된다.

본 발명은 도면을 참조한 실시예들의 설명에 의해 더욱 명확해 질 것이다.
도1은 하프-브릿지 인버터 및 EOLL 감지 회로를 포함하는 형광 램프 안정기에 대한 통상의 회로를 나타낸다.
도2는 제어 집적 회로 내의 통상의 회로를 나타낸다.

도1은 하프-브릿지 인버터 및 EOLL 감지 회로를 포함하는 형광 램프 안정기에 대한 통상의 회로를 나타낸다.

도1에서, 저항기들(R1, R2, R14) 및 커패시터(C4)는, 형광 램프를 가로지르는 비대칭 전압을 감지하고 제어 회로(예를들어 ASIC)의 입력 단자(LD)에 연결하는 평균값 필터인 EOLL 감지 회로를 형성한다. 제어 부분의 통상 회로가 도2에 도시된다. EOLL 감지 기능을 달성하기 위하여, 제어 회로의 입력 단자(LD)와 커패시터(C4)의 전압 레벨들은 제어 회로의 동작 도중에 매우 유사하며, 이것은 컴포넌트들의 파라미터들을 최적화함에 의해 실현될 수 있다. 이하의 설명에서, 제어 회로의 입력 단자(LD)의 전압은 입력 단자(LD)의 전압과 커패시터(C4)의 전압을 항상 의미한다.

정상 동작 도중에, 입력 단자(LD)의 전압 레벨은 1/2 Vref에 근접한다. 전력 스위치를 턴오프(turn off)함에 의해 안정기로의 전력 공급이 차단되는 경우에, 안정기는 동작을 멈추고 어떠한 전력도 기준 전압(Vref)에 의해 제공되지 않아야 할 것이다. 이때, 입력 단자(LD)의 전압 레벨은 강하되고 시간 상수는 커패시터(C4)의 커패시턴스와 레지스터들(R1, R2, R6 및 R8)의 저항값의 함수가 될 것이다.

오프 타임(OFF TIME)은 전력 스위치가 턴온되는 것에서 턴오프되는 것까지의 시간 간격이고 상기 오프 타임은 하프-브릿지 인버터가 동작 개시하기 전까지 제어 회로의 입력 단자(LD)의 전압 레벨과 관련된다. 또한, 오프 타임은 안정기가 최대 전력 모드 또는 디밍 모드로 들어가게 할지에 대한 사용자의 의도를 나타낼 수 있다. 따라서, 전력 스위치가 턴온되는 시간마다, 하프-브릿지 인버터가 오프 타임에 대한 정보를 획득하기 위해 동작을 개시하기 전에 제어 회로는 입력 단자(LD)의 전압 레벨을 감지해야 한다.

제어 회로는 안정기가 디밍 모드로 들어가야 하는지 여부를 결정하기 위하여 하프-브릿지 인버터가 동작을 개시하기 전에 입력 단자(LD)의 전압 레벨을 감지함에 의해 오프 타임을 알아낼 수 있다. 예를들어, LD 상의 전압이 비교 임계값보다 높은 경우에, 디밍 모드가 활성화되어야 하며 그 역의 경우에는 반대가 되어야 한다. 바람직하게는, 비용을 절감하기 위하여 비교 임계값은 EOLL 감지 회로의 비교 임계값과 동일 할 수 있다. 이론적으로는, 비교 임계값은 0 초과이며 정상 동작하의 안정 전압 미만인 임의의 임계값일 수 있다. 그러나, 적절한 값들은 비용과 어플리케이션의 관점에서 구체화될 것이다. 비교 임계값의 범위가 구체화되어야 한다면, 그것은 +25V 내지 -25V이어야 한다.

또한, 본 발명의 감지 방법은 스텝 디밍을 위해서뿐만 아니라 긴급 조명 시스템을 위해서도 이용될 수 있다.

일부 유럽 국가들의 안전 규칙들에서, 긴급 조명 시스템에서 사용되는 안정기에 대한 특별 요구사항들이 설정되어 있다. 즉, 정전시와 대체 전원에 의한 전력 복구 시에, 조명 소스는 0.5 초 이내로 광을 방출해야 한다. 본 발명의 감지 방법은 정전 후의 이러한 긴급 복구 프로세스를 감지할 수 있으며, 이에 의해 내부 제어 회로가 정확히 대응할 수 있다.

본 발명이 특정 실시예들과 관련하여 설명되었으나, 다양한 대안들, 수정들, 및 변경들이 위의 설명을 참조하여 당업자에 의해 명확할 것이다. 따라서, 모든 이러한 대안들, 수정들, 및 변경들이 청구범위의 사상과 범주 내에 들어가는 것으로 의도된다.

Claims (8)

1. 램프 수명 말기(End of Lamp Life) 감지 회로 및 하프-브릿지 인버터를 포함하는 전자식 안정기에서 스텝 디밍 선택을 수행하기 위한 감지 방법으로서,
   상기 램프 수명 말기 감지 회로는 제어 회로의 입력 단자에 연결되고,
   전력 스위치가 턴온되는 때마다 상기 하프-브릿지 인버터가 동작을 개시하기 전에 상기 제어 회로의 상기 입력 단자에서의 전압을 감지함에 의해 상기 전자식 안정기가 디밍 모드로 들어가야 하는지 여부가 결정되는, 감지 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 회로의 상기 입력 단자에서 감지된 상기 전압이 비교 임계값보다 높은 경우에, 상기 디밍 모드가 활성화되는, 감지 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 비교 임계값이 상기 램프 수명 말기 감지 회로의 비교 임계값과 동일한, 감지 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 비교 임계값이 0 초과이며 정상 동작하의 안정 전압 미만인 임의의 임계값일 수 있는, 감지 방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 비교 임계값이 +25V 내지 -25V에 있는 것으로 선택되는, 감지 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 램프 수명 말기 감지 회로는 형광 램프를 가로지르는 비대칭 전압을 감지하기 위한 평균값 필터인, 감지 방법.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 회로는 주문형 집적 회로 또는 마이크로콘트롤러인, 감지 방법.
8. 긴급 조명 시스템에서 사용하기 위한 감지 방법으로서,
   상기 긴급 조명 시스템은 램프 수명 말기 감지 회로 및 하프-브릿지 인버터를 포함하는 전자식 안정기를 포함하고,
   상기 램프 수명 말기 감지 회로는 제어 회로의 입력 단자에 연결되고,
   정전시와 대체 전원에 의한 전력 복구 시에, 상기 하프-브릿지 인버터가 동작을 개시하기 전에 상기 제어 회로의 상기 입력 단자에서의 전압을 감지함에 의해 상기 제어 회로가 정확히 대응하도록 하는, 감지 방법.
   

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