KR20100049492A

KR20100049492A - 전자식 안정기 및 그것에 연결된 디밍 제어 장치를 포함하는 어레인지먼트, 및 램프를 동작시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR20100049492A
Application number: KR1020090105361A
Authority: KR
Inventors: 베르너 롱히노; 로베르트 슈트루에블
Original assignee: 오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2010-05-12
Also published as: EP2182782B1; CN101730346B; CN101730346A; EP2182782A3; DE102008054290A1; EP2182782A2; US20100109574A1

Abstract

디밍 제어 장치(18)가 전자식 안정기(12)의 1 내지 10 V 인터페이스에 연결된다. 1 내지 10 V 인터페이스는 전자식 안정기(12)가 디밍 제어 장치(18)로 전기 에너지를 공급하는 전압을 제공한다는 사실에 특징이 있다. 동시에, 전자식 안정기(12)는 부하의 변화를 검출하고, 그러한 변화는 램프(10)가 스위칭 온 된 이후에 미리 결정된 시간 주기가 경과된 다음에 디밍 제어 장치에 의해 수행된다. 전자식 안정기(12)는 부하의 변화를 검출하여 램프(10)를 디밍시킨다.

Description

전자식 안정기 및 그것에 연결된 디밍 제어 장치를 포함하는 어레인지먼트, 및 램프를 동작시키기 위한 방법{ARRANGEMENT COMPRISING AN ELECTRONIC BALLAST AND DIMMING CONTROL APPARATUS CONNECTED THERETO, AND METHOD FOR OPERATING A LAMP}

대부분의 램프들은 램프에 의해 방출되는 광의 강도(light intensity) 면에서 차이가 나는 서로 상이한 모드들로 동작할 수 있다. 램프들은 보통, 정규 모드(normal mode)에서 비교적 높은 강도로 광을 방출하도록 동작하고, 램프가 현저히 더 낮은 강도의 광을 방출하는 디밍된 모드(dimmed mode)로 변화하는 것이 가능하다. 디밍된 동작은 에너지를 절약한다. 그러나 종종 높은 강도의 광 방출이 바람직하다. 결과적으로, 정규 동작에서 디밍된 동작으로 변화가 수행되어야 할 때를 제어하는 것이 필요하다. 가로 조명(street lighting)의 분야에서는, 램프가 디밍된 동작으로 스위칭 온 된 이후 4 내지 6 시간 사이의 미리 결정된 시간 주기 이후에 변화하는 것이 관행이다.

본 발명은 램프의 2가지 동작 모드들 간의 이러한 변화에 관한 것이고, 그리하여 램프를 동작시키기 위한 방법을 수반한다. 이를 위하여, 본 발명은 전자식 안정기 및 그것에 연결된 디밍 제어 장치를 포함하는 신규한 어레인지먼트를 제공 한다.

본 발명은 종래의 전자식 안정기가 사용된다는 가정에서 시작한다. 종래의 전자식 안정기는 특정 타입의 인터페이스를 갖고, 동작 동안, 전자식 안정기는 상기 전자식 안정기의 2 단자에(또는 2 단자 사이에) 전압을 인가한다. 전자식 안정기는 이제 단자들에 연결된 상이한 부하들을 구분할 수 있다. 전자식 안정기는 전형적으로 트랜스포머를 포함하고, 교류 전압이 트랜스포머의 1차측 상에서 트랜스포머에 인가된다. 전자식 안정기의 상기 2 단자들은 2차측에 결합되고, 2차측은 또한 정류기를 갖는다. 그 때, 일정한 전압이 존재한다. 만약 부하가 상기 2 단자들 사이에 연결되면, 상기 부하는 전체 어레인지먼트에 영향을 주고, 특히 트랜스포머의 1차측에서의 전위들의 변화를 초래한다. 만약 그러한 전위가 1차측에서 측정되면, 그것은 부하를 추정할 근거로서 사용될 수 있다. 극단의 경우에, 전압원이 2 단자들에 연결되고, 그러한 전압원이 매우 높은 내부 저항을 갖기 때문에, 부하는 매우 크다. 그 때, 전압원에 존재하는 전압은 전자식 안정기 내 트랜스포머의 1차측에서 측정되는 전위에 영향을 미친다.

전술한 타입의 인터페이스는 예를 들어, IEC 표준 60929, 그것의 부록 E2에 정의된다. 그러한 표준은 형광 램프용 전자식 안정기의 특별한 경우를 다룬다. 본 발명은 또한 인터페이스가 형광램프용 상기 인터페이스와 유사한 설계로 이루어질 수 있는 할로겐 램프들, 고압(high-pressure) 램프들 및 LED들용 전자식 안정기에도 적용될 수 있다.

상기 인터페이스는 보통 전자식 안정기로 제어 명령들을 전송하기 위해 사용된다.

연관된 전자식 안정기들을 구비한 복수 개의 램프들을 포함하는 어레인지먼트에서, 통상 각각의 인터페이스들에 결합된 중앙 제어 유닛이 제공된다. 그러나, 단지 전자식 안정기들로 미리 결정된 디밍 주기(dim period)의 만료를 보고하기 위하여만 그러한 어레인지먼트를 제공하는 것은 이치에 맞는 것으로 보이지 않는데, 그 이유는 케이블 설치(cabling)의 경비가 극히 높기 때문이다: 각각의 전자식 안정기는 중앙 제어 유닛에 개별적으로 연결되어야 함.

본 발명의 목적은 디밍 주기의 만료가 큰 경비를 들이지 않고 전자식 안정기에 어떻게 보고될 수 있는지를 보여주는 것이다.

그러한 목적은 청구범위 제1항의 특징들을 갖는 어레인지먼트 및 청구범위 제4항의 특징들을 갖는 방법을 제공함으로써 달성된다. 종속항들은 특히 유리한 실시예들을 포함한다.

상기 어레인지먼트의 전자식 안정기는 그것이 자신과 연결된 램프를 단자들에 연결된 부하에 관한 분석 결과에 따라 구동하도록 구성된다는 사실에 의해 특징이 있다.

그러나, 유력하게, (디밍) 제어 장치는 2개의 단자들에 연결되어, 상기 2개의 단자들에 존재하는 전압을 통해(특히, 오직 상기 2개의 단자들에 존재하는 전압을 통해서만) 자신의 동작을 위한 에너지를 얻는다. 종래의 인터페이스는 큰 전력 출력을 허용하지 않는 반면, 기껏해야 ㎂ 범위의 전류들이 2개의 단자들 양단에 흐르고, 단지 전자 컴포넌트들만을 사용하여 전력-효율적인 디밍 제어 장치를 구성하는 것이 가능하다. 디밍 제어 장치는 클록을 포함하고, 클록에 의해 제공되는 정보에 따라 또는 클록에 의해 방출되는 신호들에 기초하여 전자식 제어기를 통해, 2개의 단자들 사이에 존재하는 부하를 변화시킬 수 있다. 가장 단순한 경우에, 트랜지스터를 갖는 회로가 사용되고, 전자식 제어기는 그것의 제어 입력(베이스 또는 게이트)에 존재하는 전위를 변화시키기 위해 사용되는 반면, 상기 트랜지스터의 2개의 나머지 단자들(한편으로는 콜렉터 또는 소스, 다른 한편으로는 에미터 또는 드레인)은 제너 다이오드, 복수 개의 다이오드들 및/또는 저항기들과 같은 추가 엘리먼트들을 경유하여 전자식 안정기의 2개 단자들에 결합된다.

본 발명에 따른 어레인지먼트의 제공은 과도한 케이블 설치 경비를 필요로 하지 않으면서 전자식 안정기에 연결된 램프의 시간 제어를 달성할 수 있다. 이러한 경우에, 디밍 제어 장치는 전자식 안정기와 함께 조명기구(luminaire)의 바디에 수용될 수 있고, 조명기구로의 어떠한 외부 제어 라인들도 필요하지 않다. 디밍 제어 장치는 테스팅 기관에 의한 검사를 필요로 하지 않으면서 전자식 안정기에 간단히 결합될 수 있다.

클록의 제공으로 인하여 복잡한 시간 사양(time specification)들이 가능하다.

본 발명에 따른 어레인지먼트가 우세하게 제공되는 가장 간단한 경우에, 디밍 제어 장치는 (자신의 명칭이 시사하는 바와 같이) 전자식 안정기에 연결된 램프가 디밍되도록 의도된 시간을 결정하여야 한다. 따라서, 단지 2가지 상태들, 특정하여 말하면 "디밍되는 않은 상태"와 "디밍된 상태"를 구별하는 것만이 필요하다. 따라서, 디밍 제어 장치는 가장 간단한 경우에, 존재하는 부하와 관련하여 제 1 상태로부터 제 2 상태로 변화하도록 구성된다. 전자식 안정기는 단지 거기에 연결된 디밍 제어 장치의 이러한 2가지 상태들을 구별하도록 구성될 필요가 있으며, 제 1 상태에서 전자식 안정기는 램프가 제 1 강도의 광을 방출하는 방식으로 그것에 연결된 램프를 구동하여야 하고, 제 2 상태에서는 램프가 제 1 강도보다 감소된 제 2 강도의 광(즉, 디밍된 광)을 방출하는 방식으로 램프를 구동하여야 한다.

특히 단순한 경우에, 디밍 이후에 정규 동작으로 다시 변화하는 것조차 필요하지 않다. 가장 단순한 경우에, 디밍 제어 장치는 단지 램프가 그것이 스위칭 온된 이래로 미리 결정된 시간 주기가 경과된 이후에 디밍됨을 보장하여야 한다. 상기 시간 주기는 디밍 제어 장치에 의해 결정되어야 한다. 상이한 상기 시간 주기들에 대하여 각각의 경우에 여러 다양한 디밍 제어 장치들을 제공하는 것이 가능하고, 그 결과, 각각의 경우에 요구된 디밍 제어 장치는 전자식 안정기에 연결되어야 한다. 그러나 미리 결정된 시간 주기는 또한 디밍 제어 장치에 데이터 값으로서 저장될 수 있고 입력들을 통해 가변될 수 있다. 임의의 경우에, 본 발명은 이러한 시간 주기를 전자식 안정기 그 자체에 저장할 필요없이, 램프가 스위칭 온된 이래로 미리 결정된 시간 주기가 경과된 이후에 램프의 디밍을 인에이블시킨다. 오히려, 미리 결정된 시간 주기는 디밍 제어 장치에 대해 특정되고, 디밍 제어 장치는 바람직하게 그것의 전압 공급(특히, 전자식 안정기의 2개의 단자들을 통한 전압 공급) 시작 이래로 정확히 상기 미리 결정된 시간 주기의 경과를 대기하고, 후속적으로 2 단자들 사이에 존재하는 부하의 변화를 달성하도록 구성된다.

디밍 제어 장치에서, 기본 상태, 즉, 제 1 상태가 디밍 제어 장치의 전압 공급 시작 시 자동으로 설정되고, 또 다른 상태, 특정하여 말하면 제 2 상태로 변화하기 위하여 능동적인 조치(active measure)에 대한 요구가 존재하는 것이 제공될 수 있다. 이러한 경우 디밍 제어 장치는 그 자체가 전자식 안정기로부터 그것의 전압을 얻는다는 점을 제외하고 클록 타이머의 기능을 갖고, 디밍 제어 장치는 전압 단자들을 통하여 전자식 안정기로 보고(report)들을 전송하고, 상기 보고들은 실제로 제어 명령의 방식으로 전자식 안정기에 의해 프로세싱된다.

램프를 동작시키기 위한 본 발명에 따른 방법은 이하의 단계들을 포함한다.

- 상기 램프는 전자식 안정기에 결합되고,

- 디밍 제어 장치는 상기 전자식 안정기의 2개의 입력 단자들에 연결되며,

- 전자식 안정기의 2개의 전원공급 단자들(mains terminal)로의 (또는 단자들 사이의) 전압의 인가가 시작되고,

- 그 다음 첫 번째로 상기 전자식 안정기는 제 1 동작 모드를 위하여 램프를 구동하기 시작하며, 즉, 램프로의 전압 공급을 제어하는 방식으로 램프를 제 1 동작 모드로 이동시키며, 적절한 경우 제어 신호들에 의해, 두 번째로, 전압이 전자식 안정기에 의해 입력 단자들로 처음 인가되어, 디밍 제어 장치를 동작으로 설정하며,

- 디밍 제어 장치는 디밍 제어 장치가 동작으로 설정된 이후에 미리 결정된 시간 주기를 대기하며,

그리고, 미리 결정된 시간 주기가 경과된 이후에,

- 입력 단자들에 존재하는 부하의 변화가 달성되며,

- 부하 변화가 전자식 안정기에 의해 검출되고, 따라서, 램프는 후속적으로 제 2 동작 모드를 위해 구동된다(즉, 적절한 전압 공급, 및 적절한 경우, 제어 신호들은 램프가 제 2 동작 모드로 동작하도록 한다).

제 1 동작 모드는 바람직하게 램프가 통상적으로 동작하는 모드이고, 제 2 동작 모드는 램프가 디밍된 방식으로 동작하는 모드이다. 즉, 램프는 바람직하게 제 1 동작 모드에서보다 제 2 동작 모드에서 더 낮은 강도의 광을 방출한다.

본 발명은 이하에서 전형적인 실시예를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.

램프(10)는 그 자체로 공지된 방식으로 전자식 안정기(12)에 의해 구동된다. 전자식 안정기(12)는 전원공급 단자들(14a, 14b)을 경유하여 전원 시스템에 결합될 수 있다. 전자식 안정기(12)의 내부 회로들은 램프(10)가 적합한 동작 전압으로 구동되는 효과를 갖고, 여기서, 에너지는 전원공급 단자들(14a 및 14b)에 연결된 전원 시스템을 통해 얻어진다. 전자식 안정기(12)는 2개의 입력 단자들(16a 및 16b)을 갖는 인터페이스를 갖는다. 전자식 안정기(12)의 전원공급 단자들(14a 및 14b)에 제공되는 전압이 존재하자마자, 전자식 안정기 스스로 단자들(16a 및 16b)에 전압을 인가한다. 전기 에너지는 상기 전압을 통해 디밍 제어 장치(18)에 공급된다.

디밍 제어 장치(18)는 시간 제어기(20)를 포함한다. 미리 결정된 시간 주기가 시간 제어기(20)에서 특정되고, 시간 제어기(20)는 디밍 제어 장치가 스위칭 온된 이래로의 시간을 레코딩하기 시작하며, 이것은 전압이 단자들(16a 및 16b)에 인가될 때 자동으로 일어나며, 미리 결정된 시간 주기가 경과되었을 때, 화살표(22)를 따라 신호를 방출한다.

전압을 제한하기 위한 수단(24) 및 스위칭 액츄에이터(26)가 이제 직렬로 디밍 제어 장치(18) 내에서 시간 제어기(20)와 병렬로 연결된다. 그리하여 상기 수단(24) 및 스위칭 액츄에이터(26)가 단자들(16a 및 16b)에서 또는 단자들(16a 및 16b) 사이에서 부하로서 존재한다. 전압을 제한하기 위한 수단(24)은 예를 들어, 제너 다이오드의 형태, 제너 다이오드와 다른 다이오드들의 직렬 회로의 형태, 적절한 경우 단지 저항기들의 형태이거나, 또는 그들은 제너 다이오드들, 종래의 다이오드들 및/또는 저항기들의 조합을 포함한다.

스위칭 액츄에이터(26)는 가장 단순한 예에서, 집적 회로 또는 마이크로컨트롤러의 출력부에 결합된 트랜지스터이다. 그것은 또한 바로 마이크로컨트롤러의 출력부일 수 있다. 트랜지스터(26)가 스위칭된다면, 특히, 화살표(22)를 따라 제어기(20)로부터의 제어 명령으로 인하여 스위칭된다면, 단자들(16a 및 16b)에 존재하는 부하는 일시적으로 변화한다. 전자식 안정기(12)는 이러한 부하의 변화를 검출하여, 자신의 구동 거동을 변화시킬 수 있다. 그리하여, 전자식 안정기(12)는 스위칭 온 되자마자, 즉, 전원공급 단자들(14a 및 14b)을 통해 전기 에너지를 얻자마자, 램프(10)를 정규 동작으로 구동할 수 있다. 동시에, 시간 제어기(20)는 디밍 제어 장치(18)에서 시간의 레코딩을 시작하고, 일단 미리 결정된 시간 주기가 경과되면, 부하는 화살표(22)를 따른 제어 명령으로 인하여 변화될 수 있고, 전자식 안정기(12)는 이것을 검출하여, 후속적으로 램프가 디밍된 모드로 동작하도록 램프(10)의 구동을 변화시킨다.

1 내지 10 V 인터페이스로도 언급되는, 단자들(16a 및 16b)을 가진 전자식 안정기(12)의 종래 인터페이스의 경우에, 디밍 제어 장치는 무엇보다도 스위칭 온 된 이후에, 단자들(16a 및 16b) 사이의 전압을 10 V를 초과하게 두어야 하고, 일단 스위칭 액츄에이터(26)가 활성화되면, 이러한 전압은 1과 10 V 사이의 값으로 떨어 져야 한다. 1 내지 10 V 인터페이스는 정류기를 경유하여 트랜스포머의 2차측에 결합된 2개의 입력 단자들을 갖는다. 입력 단자들(16a 및 16b)에서의 부하가 변화하는 경우, 교류 전압이 인가될 때 트랜스포머의 1차측 상의 전압이 변화하고, 상기 전압은 검출될 수 있으며, 그 결과, 전자식 안정기(12)가 스위칭 액츄에이터(26)가 활성화되었음을 검출하도록 한다.

디밍 제어 장치(18)가 종래의 전자식 안정기들(12)에 이미 존재하는 인터페이스에 연결되면, 당연히 시간 제어가 전자식 안정기(12)에 대해 제공되고, 그리하여 큰 비용없이 램프(10)에 대해 간접적으로 시간 제어가 제공된다. 시간 제어는 전자식 안정기(12)에서 내부적으로 제공되지 않는다. 시간 제어의 변화는 또 다른 미리 결정된 시간이 사전 정의된 또 다른 디밍 제어 장치를 사용하여 달성될 수 있다.

디밍 제어 장치(18)가 그 동작을 위한 에너지를 단자들(16a 및 16b)을 통해서만 얻기 때문에, 케이블 설치 관점에서의 경비는 낮다. 따라서 디밍 제어 장치(18)에 대하여 별개의 전원공급 단자들이 존재할 필요가 없다. 전술한 속성들을 갖는 디밍 제어 장치(18)는 단순한 전자 회로로서 제공될 수 있고, 적절하다면, 마이크로컨트롤러 등과 같은 소수 개의 지능형 엘리먼트들을 구비하며, 상기 회로는 전기 에너지를 거의 사용하지 않고, 동시에 거의 공간을 차지하지 않는다. 그리하여 디밍 제어 장치(18)는 전자식 안정기(12)와 함께 램프(10)를 둘러싸는 조명기기 내에 용이하게 수용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 디밍 장치가 연결된 전자식 안정기 및 그것에 연결된 램프를 더 포함하는 어레인지먼트를 보여준다.

도 2는 블록 다이어그램을 사용하여 도 1의 디밍 제어 장치의 근본 설계를 보여준다.

Claims

2개의 단자들(16a, 16b)을 갖는 전자식 안정기(12) ― 상기 전자식 안정기는 동작 동안에 상기 단자들에 전압을 인가하고, 상기 전자식 안정기는 상기 단자들(16a, 16b)에 연결된 상이한 부하들을 구분할 수 있고, 그리하여 분석 결과를 획득할 수 있고, 상기 전자식 안정기는 자신에 연결된 램프(10)를 상기 분석 결과에 따라 구동하도록 구성됨 ―; 및

상기 2개의 단자들(16a, 16b)에 연결되어 상기 2개의 단자들(16a, 16b)에 존재하는 전압을 통해 자신의 동작을 위한 에너지를 얻고, 클록(20)을 포함하며, 상기 클록(20)에 의해 제공되는 정보 또는 신호들에 따라 전자식 제어기(22)를 통해 상기 2개의 단자들(16a, 16b) 사이에 존재하는 부하를 변화시킬 수 있는 제어 장치(18);

를 포함하는,

어레인지먼트.
제1항에 있어서,

상기 제어 장치는 디밍 제어 장치(18)로서, 상기 존재하는 부하에 대한 제 1 상태로부터 상기 존재하는 부하에 대한 제 2 상태로 변화하도록 구성되고,

상기 전자식 안정기(12)는 이러한 2가지 상태들을 구분하고, 상기 제 1 상태에서, 상기 전자식 안정기에 연결된 램프(10)가 제 1 강도의 광을 방출하는 방식으 로 상기 램프(10)를 구동하고, 상기 제 2 상태에서, 상기 램프가 상기 제 1 강도에 비해 감소된 제 2 강도의 광을 방출하는 방식으로 상기 램프를 구동하도록 구성되는,

어레인지먼트.
제2항에 있어서,

상기 디밍 제어 장치(18)에 미리 결정된 시간 주기가 특정되고, 상기 디밍 제어 장치(18)는 그것에 전압이 공급되기 시작한 이래로 상기 미리 결정된 시간 주기가 경과하는 것을 대기하며, 후속적으로 상기 2개의 단자들(16a, 16b) 사이에 존재하는 상기 부하의 변화를 달성하도록 구성되는,

어레인지먼트.
램프(10)를 동작시키기 위한 방법으로서,

상기 램프(10)가 전자식 안정기(12)에 결합되는 단계,

디밍 제어 장치(18)가 상기 전자식 안정기(12)의 2개의 입력 단자들(16a, 16b)에 연결되는 단계,

상기 전자식 안정기의 2개의 전원공급 단자들(mains terminal)(14a, 14b)로의 전압의 인가가 시작되는 단계,

그 다음, 첫 번째로 상기 전자식 안정기(12)는 제 1 동작 모드를 위하여 상기 램프(10)를 구동하기 시작하며, 두 번째로, 전압이 상기 전자식 안정기에 의해 상기 입력 단자들(16a, 16b)로 처음 인가되어, 상기 디밍 제어 장치(18)가 동작으로 설정되는 단계,

상기 디밍 제어 장치가 동작으로 설정된 이후에, 상기 디밍 제어 장치(18)가 미리 결정된 시간 주기를 대기하는 단계,

그리고, 상기 미리 결정된 시간 주기가 경과된 이후에,

상기 입력 단자들(16a, 16b)에 존재하는 부하의 변화가 달성되는 단계,

상기 부하의 변화가 상기 전자식 안정기(12)에 의해 검출되고, 따라서, 상기 램프가 후속적으로 제 2 동작 모드를 위해 구동되는 단계,

를 포함하는,

램프를 동작시키기 위한 방법.
제4항에 있어서,

상기 램프는 상기 제 1 동작 모드에서보다 상기 제 2 동작 모드에서 더 낮은 강도의 광을 방출하는,

램프를 동작시키기 위한 방법.