KR20120022641A - 적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기 및 방법 - Google Patents

적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기 및 방법 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기 및 방법
본 발명은 적어도 하나의 방전 램프(La)의 동작을 위한 전자 안정기에 관한 것으로, 상기 전자 안정기는 전압 컨버터를 갖는 역률 보정을 위한 장치(12)를 갖는다. 전압 컨버터 자체는 인덕턴스(L1), 다이오드(D5) 및 스위치(S1)를 포함한다. 역률 보정을 위한 장치(12)의 스위치(S1)에 대한 제어 신호로서 구형파 신호를 생성하는 제어 장치(16)는 I 레귤레이터(20)를 포함한다. 이는, 제어 신호의 온 타임(ton)의 제1 성분(ton1)을 생성한다. 예컨대 방전 램프(La)의 점화시 부하 회로(14)에서의 단기적 전력 요구들에 반응하기 위하여, 본 발명에 따른 전자 안정기는 게다가 전력 결정 장치(24)를 포함하고, 상기 전력 결정 장치(24)는 제어 장치(16)에 커플링되고, 상기 제어 장치(16)는 방전 램프(La)에서 소비되는 전력의 함수로서 제어 신호를 가변시키도록 설계된다. 본 발명은 게다가 적어도 하나의 방전 램프(La)의 동작을 위한 대응하는 방법을 포함한다.

Description

적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기 및 방법{ELECTRONIC BALLAST AND METHOD FOR OPERATION OF AT LEAST ONE DISCHARGE LAMP}
본 발명은 적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기에 관한 것으로, 상기 전자 안정기는, AC 공급 전압에 커플링하기 위한 제1 입력 연결부 및 제2 입력 연결부를 갖는 입력부; 입력부 및 출력부를 갖는 정류기 ? 상기 정류기의 상기 입력부는 상기 제1 입력 연결부 및 상기 제2 입력 연결부에 커플링됨 ?; 입력부 및 출력부를 갖는 역률 보정을 위한 장치 ? 상기 역률 보정을 위한 장치의 상기 입력부는 상기 정류기의 상기 출력부에 커플링되고, 상기 역률 보정을 위한 장치는 인덕턴스, 다이오드 및 스위치를 갖는 전압 컨버터를 포함하고 이 경우 중간-회로 전압이 상기 전자 안정기의 동작 동안에 상기 역률 보정을 위한 장치의 상기 출력부에서 생성될 수 있음 ?; 상기 적어도 하나의 방전 램프에 커플링하기 위한 제1 출력 연결부 및 제2 출력 연결부를 갖는 부하 회로 ? 상기 부하 회로는 상기 역률 보정을 위한 장치의 상기 출력부에 커플링됨 ?; 및 공칭 값 입력부 및 실제 값 입력부를 갖는 I 레귤레이터(20)를 갖는 제어 장치 ? 상기 공칭 값 입력부는 상기 중간-회로 전압의 공칭 값과 상관되는 변수의 생성을 위해 공칭-값 생성 장치에 커플링되고, 상기 실제 값 입력부는 상기 중간-회로 전압의 실제 값과 상관되는 변수의 생성을 위해 상기 부하 회로의 노드에 커플링되고, 상기 제어 장치는 자신의 출력부에서 상기 전압 컨버터의 상기 스위치로의 제어 신호를 생성하도록 설계되고, 상기 제어 신호는 구형파 신호이고, 상기 I 레귤레이터의 상기 제어된 변수는 상기 제어 신호의 온 타임의 제1 성분을 표현하고, 상기 온 타임은 상기 구형파 신호의 하나의 기간 내의 시간 지속기간을 표현하고, 상기 시간 지속기간 내에 상기 전압 컨버터 내의 상기 스위치가 스위치 온 됨 ? 를 갖는다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 대응하는 방법에 관한 것이다.
예컨대, 종래 기술로부터 알려진 전자 안정기들은 역률 보정(PFC:power factor correction)을 위한 장치에 대한 전압 컨버터로서 부스트 컨버터를 사용한다. 이 경우, 합리적으로 일정한 중간-회로 전압들이 느린 I 레귤레이터의 도움으로 생성될 수 있다. 이 경우, 전압 컨버터의 PFC 특징들을 획득하기 위하여, 즉 정현파 전류가 인출되는 것을 허용하기 위하여, 상기 I 레귤레이터의 시간 상수는 길어야 한다. 갑작스런 부하 변화들의 경우에, 예컨대 방전 램프의 점화 및 후속 동작에 관해서 발생하는 경우에, I 레귤레이터가 반응할 수 있기 이전에 중간-회로 전압이 먼저 크게 강하되어야 한다. 게다가, 레귤레이터의 느린 I 특징은 폐쇄-루프 제어 시스템이 동작을 시작하기 이전에 추가의 시간 지연을 생성한다. 프로세스 동안에, 중간-회로 전압은 원치 않게 커다란 정도로 떨어진다. 제한 값들 기반으로 설계된 부하 회로들의 경우에, 이는 그런 다음에 원치 않는 동작 지점들을 유도한다. 이는, 방전 램프가 점화하지 않거나 또는 전자 안정기가 스위칭 오프 하도록 야기할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 적절한 리버스(reverse)들이 종래 기술의 부하 회로에 통합된다. 그러므로, 종래 기술의 부하 회로는, 예컨대 램프의 점화를 위해, 심지어 비교적 낮은 중간-회로 전압들에서도, 적절한 전력을 생성할 수 있도록 설계되어야 한다. 이를 위해, 예컨대, 램프 인덕터처럼, 전압 컨버터의 출력부에 있는 커패시터가 크게 설계된다. 이러한 조치들은, 심지어 중간-회로 전압이 낮을 때에라도, 방전 램프의 점화를 여전히 허용하기 위해, 더 많은 무효 전류가 생성될 수 있도록 허용한다. 이 경우에 흐르는 높은 무효 전류는 원치 않게 높은 손실들을 야기한다. 이와 같은 전자 안정기의 효율성은 이러한 이유로 원치 않게 낮다.
WO 02/098187 A1호 및 EP 0 596 740 A1호는 예컨대 방전 램프의 노화를 고려하기 위하여 램프 전력의 폐쇄-루프 제어를 위한 회로 어레인지먼트들을 기재한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 가능한 한 높은 효율성을 허용하기 위하여 이러한 범용 타입의 전자 안정기와 이러한 범용 타입의 방법을 개발하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항의 특징들을 갖는 전자 안정기에 의해 그리고 청구항 제12항의 특징들을 갖는 방법에 의해 달성된다.
본 발명은, 위의 목적이 방전 램프에서 소비되는 전력의 함수로서 전압 컨버터의 스위치에 대하여 제어 신호를 가변시킴으로써 달성될 수 있다는 발견에 기초한다. 이 경우, 방전 램프에서 소비되는 전력은 교란 변수로서 해석되고, 조작된 변수로서 역률 보정을 위한 장치에 공급된다. 이는, 심지어 중간-회로 전압이 폭락하기 이전에 특정 부하 변화들에 대한 반응을 허용한다. 본 발명은, 제어 장치로서 사용될 수 있는 최신 마이크로제어기들에서, 출력 회로 내의 전력이 어떠한 경우에라도 폐쇄-루프 제어를 위해 자주 측정된다는 점에서 특히 유리하다. 그러므로, 적절한 측정된 값이 자주 이미 이용 가능하며, 그 결과로 본 발명의 구현을 위한 부가적인 복잡성이 낮게 유지될 수 있다.
중간-회로 전압에서의 감소를 지배하는 시간 상수는, 전압 컨버터의 출력부에 있는 커패시터의 커패시턴스에 의해, 그리고 부하 회로 내의 저항에 의해 정의된다. 이는 정상적으로 2ms 내지 10ms 사이에 있다. 램프에서 소비되는 전력에 관한 제어 신호의 변동을 지배하는 시간 상수는 대조적으로 본 경우에 약 400㎲ 내지 1㎳이다. 그러므로, 중간-회로 전압에서의 감소는 적시에 대응(counter)될 수 있다. 중간-회로 전압 폭락(collapse)들은 신뢰성 있게 방지될 수 있다. 이는, 전해질 커패시터 및 램프 인덕터가 상대적으로 작게 설계될 수 있도록 허용하고, 따라서 종래 기술에서보다 더 적은 손실이 야기된다. 그러므로, 본 발명에 따른 전자 안정기의 효율성은 위에서 언급된 알려진 프로세스의 효율성보다 훨씬 더 높다.
하나의 특히 바람직한 실시예에서, 제어 장치는, 방전 램프에서 소비되는 전력의 함수로서 제어 신호의 온 타임의 제2 성분을 생성하도록 설계된다. I 레귤레이터로부터 유래되는 제1 성분에 부가하여, 제2 성분이 방전 램프에서 소비되는 전력의 함수로서 따라서 부가된다. 이는, 더 긴 스위치-온 시간들이 전압 레귤레이터 내의 스위치에 대하여 매우 신속하게 달성될 수 있도록 허용하고, 따라서 전압 컨버터의 출력부에 있는 커패시터의 특히 신속한 재충전이 허용된다. 이는, 중간-회로 전압의 원치 않는 급락을 신뢰성 있게 방지하는 것을 가능하게 한다. 증가된 전력 요구의 마지막 이후에, 온 타임의 제2 성분은 대응하게 다시 감소된다.
특히, 적어도 하나의 방전 램프에서 소비되는 전력에서 증가가 발견될 때, 제어 장치는 온 타임의 제2 성분을 마찬가지로 증가시키도록 설계될 수 있다. 이는, 부하 회로 내의 단기적 전력 요구들에 신속하게 반응하는 것을 가능하게 한다.
I 레귤레이터의 시간 상수는, 적어도 하나의 방전 램프에서 소비되는 전력의 함수로서 변동의 시간 상수보다 바람직하게 더 크며, 특히 배수로 크다. 이는, 적어도 하나의 방전 램프에서 소비되는 전력의 함수로서, 예컨대 방전 램프의 점화시, 폐쇄-루프 제어 시스템이 신속한 전력 요구들에 반응할 수 있으면서 동시에, 역률 보정을 달성하기 위해서 원해지는 바와 같이 I 레귤레이터가 전압 컨버터의 출력부에 있는 커패시터의 상대적으로 느린 재충전을 제공할 수 있도록 한다.
특히 바람직하게, P 레귤레이터가 I 레귤레이터와 병렬로 연결된다. 이 경우, P 레귤레이터는 바람직하게도 제어 신호의 온 타임의 제3 성분을 생성한다. 이는, 정상 동작 동안에, 즉 부하 회로에서 보기 드문 전력 요구가 존재하지 않을 때, 폐쇄-루프 제어가 I 레귤레이터 및 P 레귤레이터에 의해 제공될 수 있도록 허용한다. 물론, P 레귤레이터는 I 레귤레이터보다 중간-회로 전압에서의 변동들에 훨씬 신속하게 반응할 수 있다.
이 경우에 P 레귤레이터의 특히 적절한 설계는, PFC 조건의 위반(infringement)이 발생하지 않는다는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다. 이 맥락에서, 그러므로, 온 타임의 제3 성분과 중간-회로 전압에서의 변화 사이의 관계를 반영하는 P 레귤레이터의 전달 함수가 제로 크로싱의 영역에서, 즉 중간-회로 전압의 공칭 값의 영역에서 평평한 중심 섹션을 갖는 것이 바람직하다. 이 평평한 중심 섹션은, 100㎐ 리플(ripple)(AC 공급 전압이 50㎐의 주파수에 있을 때)이 정상 동작 동안에 PFC 조건으로부터의 이탈을 유도하지 않는다는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다. 따라서, P 레귤레이터는 100㎐ 리플에 의해 미리결정된 중간-회로 전압 윈도우로부터의 이탈을 유도하는 변화들에만 반응한다. P 레귤레이터가 I 레귤레이터에 의해 커버되지 않는 변화에 반응하게 되는 변화의 레이트는, P 레귤레이터의 전달 함수에 의해 정의된다. 이 전달 함수가 온 타임의 제3 성분과 중간-회로 전압에서의 변화 사이의 관계를 재생한다면, P 레귤레이터의 전달 함수는 미리결정가능한 경사도를 갖는 적어도 하나의 섹션을 갖는다. 제어 장치는, 특히 중간-회로 전압에서의 변화 또는 변화의 레이트의 함수로서, P 레귤레이터의 전달 함수의 적어도 하나의 섹션의 이 미리결정가능한 경사도를 가변시키도록 특히 바람직하게 설계된다. 예컨대, 일단 P 레귤레이터가 액티브 상태가 되면, P 레귤레이터의 전달 함수의 이 적어도 하나의 섹션의 경사도는 느리게 감소될 수 있고, 그 결과로 긴, 즉 느린 시간 상수를 자연스레 갖는 I 레귤레이터는 P 레귤레이터의 폐쇄-루프 제어의 성분을 다시 서서히 취할 수 있다.
제어 장치는 온 타임의 개별 성분들을 부가하도록 특히 바람직하게 설계된다. 따라서, I 레귤레이터는 메인즈(mains) 주파수에 의해 유발되는 중간-회로 전압에서의 느린 변동들을 커버한다. P 레귤레이터는, 예컨대 메인즈 전압에서의 강하가 미리결정가능한 값이 중간-회로 전압의 범위로부터 이탈하는 위험을 야기할 때 동작한다. 대조적으로, 부하 회로 상에서의 보기 드문 전력 요구들의 경우에, 방전 램프에서 소비되는 전력 때문에, 전압 컨버터에 대한 스위치에서의 제어 신호의 변동이 액티브이다. 중간-회로 전압의 폐쇄-루프 제어를 위한 이들 세 가지 조치들 사이의 상호작용은, PFC 조건에 매우 부합하면서 동시에, 방전 램프의 원치 않는 동작 지점들을 신뢰성 있게 방지하는 것을 가능하게 한다.
하나의 특히 바람직한 예시적 실시예에서, 전압 컨버터는 부스트 컨버터를 표현한다.
추가의 바람직한 실시예들은 종속항들로부터 도출된다.
본 발명에 따른 전자 안정기를 참조하여 설명된 바람직한 실시예들 및 그들의 장점들은, 대응하는 방식으로, 적용 가능한 범위까지, 본 발명에 따른 방법에 적용된다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예가 이제 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 안정기에 의한 폐쇄-루프 제어가 없는(곡선 트레인 a)) 그리고 본 발명에 따른 전자 안정기에 의한 폐쇄-루프 제어가 있는(곡선 트레인 b)) 중간-회로 전압의 시간 프로파일의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 안정기의 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 1은 알려진 전자 안정기에 대한 중간-회로 전압(UZW)의 시간 프로파일 ? 곡선 트레인 a) 참조 ?, 및 본 발명에 따른 전자 안정기에 대한 중간-회로 전압(UZW)의 시간 프로파일 ? 곡선 트레인 b) 참조 ? 의 개략도를 나타낸다. 볼 수 있는 바와 같이, 중간-회로 전압(UZW)은 메인즈 AC 주파수로부터 야기되는 리플 때문에, 공칭 값(UZWnom)을 기준으로 변동한다. 특히, 중간-회로 전압(UZW)은 최소 값(UZWmin)과 최대 값(UZWmax) 사이에서 변동한다. 시간(tz)에서, 전자 안정기의 출력부에 연결되는 방전 램프가 점화되도록 의도된다. 고전력 요구 때문에, 종래 기술의 경우의 중간-회로 전압(UZW) ? 곡선 트레인 a) 참조 ? 은 최소 허용 가능 값(UZWmin) 아래로 떨어진다. 이는, 원치 않는 동작 상태들을 야기하고, 상기 원치 않는 동작 상태들은 방전 램프의 점화가 불가능하도록 만들 수 있고 전자 안정기가 스위칭 오프 하도록 유도할 수 있다. 대조적으로, 본 발명에 따른 전자 안정기의 경우에, 부하 회로에서의 증가된 전력 요구가 시간(tz)에서 등록되고, 폐쇄-루프 제어 프로세스가 시작되며, 이 폐쇄-루프 제어 프로세스는 도 2를 참조하여 훨씬 더 상세히 설명될 것이다. 이는, 중간-회로 전압(UZW)이 최소 허용 가능 값(UZWmin) 아래로 떨어지는 것을 신뢰성 있게 방지하는 것을 가능하게 한다 ? 곡선 트레인 b) 참조 ?.
도 2는 본 발명에 따른 전자 안정기의 하나의 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다. 상기 전자 안정기는, 제1 입력 연결부(E1) 및 제2 입력 연결부(E2)를 갖는 입력부를 포함하고, 상기 제1 입력 연결부(E1) 및 제2 입력 연결부(E2) 사이에는 AC 공급 전압(UN), 특히 메인즈 전압이 연결될 수 있다. 다이오드들(D1 내지 D4)을 포함하는 정류기(10)의 입력부는 입력 연결부들(E1, E2) 사이에 커플링된다. 역률 보정을 위한 장치(12)가 정류기(10), 본 경우에 전압 컨버터, 특히 부스트 컨버터의 출력부에 커플링된다. 부스트 컨버터 자체는 인덕턴스(L1), 다이오드(D5) 및 스위치(S1)를 포함한다. 소위 중간-회로 전압(UZW)은, 특히 전해질 커패시터 형태일 수 있는 커패시터(C1)의 양단에 걸쳐서, 역률 보정을 위한 장치(12)의 출력부에 있는 부하 회로(14) 상에서 생성된다. 본 예시적 실시예에서, 부하 회로(14)는 하프-브릿지 어레인지먼트 형태인 인버터를 포함하고, 상기 하프 브릿지는 스위치들(S2, S3)과 커플링 커패시터들(CK1 및 CK2)을 포함한다. 램프 인덕터(LD)가 제1 하프-브릿지 중심점(BM1)에 연결되고, 상기 중심점(BM1)은 스위치들(S2 및 S3)의 커플링 지점을 표현한다. 램프 인덕터(LD)의 다른 연결부는 제1 출력 연결부(A1)에 커플링된다. 방전 램프의 점화를 위한 점화 커패시터(CZ)가 출력 연결부(A1) 및 기준 전위 사이에 커플링되고, 본 경우에 상기 기준 전위는 정류기(10)의 제2 출력 연결부를 표현한다. 전자 안정기의 제2 출력 연결부(A2)는 제2 하프-브릿지 중심점(BM2)에 커플링되고, 상기 제2 하프-브릿지 중심점(BM2)은 커플링 커패시터들(CK1 및 CK2) 사이의 커플링 지점을 표현한다. 방전 램프(La)가 전자 안정기의 출력부를 형성하는 출력 연결부들(A1, A2) 사이에 연결된다.
역률 보정을 위한 장치(12) 내의 스위치(S1)로의 제어 신호를 자신의 출력부에서 생성하는 제어 장치(16)가 이후의 상세한 설명에서 상세히 설명될 것이다. 이 제어 장치(16)는 공칭-값 생성 장치(18)를 포함하고, 상기 공칭-값 생성 장치(18)는 중간-회로 전압(UZW)에 대한 공칭 값(UZWnom)을 생성한다. 중간-회로 전압(UZW)의 실제 값(UZWact)이 분압기(R1, R2)에 의해 획득되고, 이때 분압기(R1, R2)는 커패시터(C1)와 병렬로 연결된다. 중간-회로 전압의 실제 값(UZWact) 및 공칭 값(UZWnom) 사이의 차이는 한편으로 I 레귤레이터(20)에 공급되고 다른 한편으로 P 레귤레이터(22)에 공급된다. I 레귤레이터는 약 20㎳ 내지 50㎳의 시간 상수를 갖고, 자신의 출력부에서, 스위치(S1)에 대한 제어 신호의 온 타임(ton)의 제1 성분(ton1)을 생성한다. 이 제어 신호는 구형파 신호이고, 이때 온 타임(ton)은 구형파 신호의 하나의 기간 내의 시간 지속기간을 표현하고, 상기 시간 지속기간 내에 스위치(S1)가 스위치 온 된다. P 레귤레이터는 미리결정가능한 경사도를 갖는 두 개의 섹션들과, 평평한 중심 섹션을 갖는다. 개략적으로 도시된 좌표 시스템은 동작 지점(UZWnom)에서 온 타임(ton)의 추가의 성분(ton3)의 종속성을 나타낸다. 상기 평평한 중심 섹션은 중간-회로 전압(UZW)의 정상 폐쇄-루프 제어가 I 레귤레이터(20)에 의해 수행되고 동시에 메인즈 리플 때문에 변동 범위가 이탈될 때에만 P 레귤레이터(22)가 동작하는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다 ? 도 1 참조 ?. P 레귤레이터는 2㎳ 내지 10㎳의 시간 상수를 갖는다. 제어 장치(16)는, 특히 중간-회로 전압에서의 변화 또는 변화의 레이트의 함수로서, P 레귤레이터의 전달 함수의 두 개의 섹션들의 미리결정가능한 경사도를 가변시키도록 설계될 수 있다. 이는, I 레귤레이터(20)가 다시 한 번, 그 동안 P 레귤레이터(22)에 의해 제공되었던 온 타임의 상기 성분을 서서히 취하는 것을 가능하게 한다. 이는, 중간-회로 전압(UZW)의 허용 불가능한 변동들을 방지한다.
본 발명에 따르면, 제어 신호의 온 타임(ton)의 추가의 성분(ton2)이 역률 보정을 위한 장치(12)에 대한 스위치(S1)를 위해 제공될 수 있다. 이를 위해, 특히 램프(La) 내의 부하 회로(14)에서 소비되는 전력이 전력 결정 장치(24)에서 결정된다. 이를 위해, 전력 결정 장치(24)는 션트 레지스터(Rsh) 양단에서 강하하는 전압(URsh)을 공급받고, 상기 션트 레지스터(Rsh)는 인버터에서 스위치들(S2, S3)과 직렬로 배열된다. 이 전압(URsh)은 방전 램프(La)에서 생성되는 전류(I)에 비례적이다. 게다가, 전력 결정 장치(24)는 중간-회로 전압(UZW)의 실제 값(UZWact)과 상관되는 변수를 공급하기 위해 분압기(R1, R2)의 탭에 커플링된다. 전력 결정 장치(24)는 특히 램프(La)에서 부하 회로(14)에서 소비되는 전력을 결정하기 위해, 자신에게 공급되는 이들 두 개의 전압들을 사용한다. 이 전력을 결정하기 위한 다른 가능한 방법들은 당업자에게 잘 알려져 있고, 마찬가지로 동일한 목적을 수행한다. 이 결정된 전력에 기초하여, 전력 결정 장치(24)는 스위치(S1)에 대한 제어 신호의 온 타임(ton)의 추가의 성분(ton3)을 생성하기 위해 룩업-테이블을 사용하고, 상기 룩업-테이블 내에는 상기 결정된 전력 및 온 타임의 성분(ton3) 사이의 관계가 저장된다. 이는 두 개의 다른 성분들(ton1 및 ton3)에 부가되며, 따라서 아래가 야기된다: ton = ton1 + ton2 + ton3.
온 타임(ton)의 전력-종속적 성분(ton2)의 생성은, 폐쇄-루프 제어가 심지어 중간-회로 전압(UZW)이 폭락하기 이전에라도 급격한 부하 변화들에 반응하는 것을 허용한다. 따라서, P 레귤레이터(22)의 평평한 중심 섹션은 전자 안정기의 정상 동작 동안에 PFC 조건이 부합되도록 허용한다. 예외적 상황들에서만, 예컨대 입력 전압(UN)에서의 보기 드문 강하시, 중간-회로 전압(UZW)을 역으로 공칭 값(UZWnom)으로 조절하기 위하여, P 레귤레이터가 동작한다. 그러나, P 레귤레이터(22)는 자체적으로 부하 회로(14)에서의 보기 드문 전력 요구들에 반응할 수 없는데, 그 이유는 전력 변화가 메인즈 제로 크로싱 부근에서 이루어진다면 P 레귤레이터(22)는 커패시터(C1)를 재충전할 수 없기 때문이다. 대조적으로, 온 타임(ton)의 전력-종속적 성분(ton2) 때문에, 커패시터(C1)의 재충전은 증가된 전력 요구가 인지되자마자 시작될 수 있고, 그 결과로 중간-회로 전압(UZW)이 최소 값(UZWmin) 아래로 떨어지기를 기다릴 필요가 없다. 부하 회로(14)에서의 전력 요구들에 대한 이러한 조기 반응은, 중간-회로 전압(UZW)이 최소 값(UZWmin) 아래로 떨어지는 것을 신뢰성 있게 방지하는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 본 발명에 따른 전자 안정기는 어떠한 원치 않는 동작 지점들도 가정하지 않는다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 방전 램프(La)의 동작을 위한 전자 안정기로서,
    AC 공급 전압(UN)에 커플링하기 위한 제1 입력 연결부(E1) 및 제2 입력 연결부(E2)를 갖는 입력부;
    입력부 및 출력부를 갖는 정류기(10) ? 상기 정류기(10)의 상기 입력부는 상기 제1 입력 연결부(E1) 및 상기 제2 입력 연결부(E2)에 커플링됨 ?;
    입력부 및 출력부를 갖는 역률(power factor) 보정을 위한 장치(12) ? 상기 역률 보정을 위한 장치(12)의 상기 입력부는 상기 정류기(10)의 상기 출력부에 커플링되고, 상기 역률 보정을 위한 장치(12)는 인덕턴스(L1), 다이오드(D5) 및 스위치(S1)를 갖는 전압 컨버터를 포함하고 이 경우 중간-회로 전압(UZW)이 상기 전자 안정기의 동작 동안에 상기 역률 보정을 위한 장치(12)의 상기 출력부에서 생성될 수 있음 ?;
    상기 적어도 하나의 방전 램프(La)에 커플링하기 위한 제1 출력 연결부(A1) 및 제2 출력 연결부(A2)를 갖는 부하 회로(14) ? 상기 부하 회로(14)는 상기 역률 보정을 위한 장치(12)의 상기 출력부에 커플링됨 ?;
    공칭 값 입력부 및 실제 값 입력부를 갖는 I 레귤레이터(20)를 갖는 제어 장치(16) ? 상기 공칭 값 입력부는 상기 중간-회로 전압(UZW)의 공칭 값과 상관되는 변수의 생성을 위해 공칭-값 생성 장치(18)에 커플링되고, 상기 실제 값 입력부는 상기 중간-회로 전압(UZW)의 실제 값과 상관되는 변수의 생성을 위해 상기 부하 회로(14)의 노드에 커플링되고, 상기 제어 장치(16)는 자신의 출력부에서 상기 전압 컨버터의 상기 스위치(S1)로의 제어 신호를 생성하도록 설계되고, 상기 제어 신호는 구형파 신호이고, 상기 I 레귤레이터(20)의 상기 제어된 변수는 상기 제어 신호의 온 타임(ton)의 제1 성분(ton1)을 표현하고, 상기 온 타임(ton)은 상기 구형파 신호의 하나의 기간 내의 시간 지속기간을 표현하고, 상기 시간 지속기간 내에 상기 전압 컨버터 내의 상기 스위치(S1)가 스위치 온 됨 ?;
    를 갖고,
    상기 전자 안정기는 또한 전력 결정 장치(24)를 포함하고, 상기 전력 결정 장치(24)는 상기 적어도 하나의 방전 램프(La)의 동작 동안에 상기 방전 램프(La)에서 소비되는 전력과 상관되는 변수를 결정하도록 설계되고, 상기 전력 결정 장치(24)는 상기 제어 장치(16)에 커플링되고, 상기 제어 장치(16)는 상기 방전 램프(La)에서 소비되는 전력의 함수로서 상기 제어 신호를 가변시키도록 설계되는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치(16)는 상기 방전 램프(La)에서 소비되는 전력의 함수로서 상기 제어 신호의 상기 온 타임(ton)의 제2 성분(ton2)을 생성하도록 설계되는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방전 램프(La)에서 소비되는 전력의 증가가 발견될 때, 상기 제어 장치(16)는 상기 온 타임(ton)의 제2 성분(ton2)을 증가시키도록 설계되는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 I 레귤레이터(20)의 시간 상수는, 특히 배수로, 상기 적어도 하나의 방전 램프(La)에서 소비되는 전력의 함수로서 변동의 시간 상수보다 더 큰,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    P 레귤레이터(22)가 상기 I 레귤레이터(20)와 병렬로 연결되는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 P 레귤레이터(22)는 상기 제어 신호의 상기 온 타임(ton)의 제3 성분(ton3)을 생성하는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 온 타임(ton)의 상기 제3 성분(ton3) 및 상기 중간-회로 전압(UZW)에서의 변화 사이의 관계를 반영하는 상기 P 레귤레이터(22)의 전달 함수는 제로 크로싱(zero crossing)의 영역에서 평평한 중심 섹션을 갖는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온 타임(ton)의 상기 제3 성분(ton3) 및 상기 중간-회로 전압(UZW)에서의 변화 사이의 관계를 재생하는 상기 P 레귤레이터(22)의 전달 함수는 미리결정가능한 경사도를 갖는 적어도 하나의 섹션을 갖는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 장치(16)는, 특히 상기 중간-회로 전압(UZW)에서의 변화 또는 변화의 레이트의 함수로서, 상기 P 레귤레이터(22)의 전달 함수의 상기 적어도 하나의 섹션의 상기 미리결정가능한 경사도를 가변시키도록 설계되는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치(16)는 상기 온 타임(ton)의 개별 성분들(ton1, ton2, ton3)을 부가하도록 설계되는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압 컨버터는 부스트 컨버터를 표현하는,
    적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 전자 안정기.
  12. 전자 안정기 상에서 적어도 하나의 방전 램프(La)의 동작을 위한 방법으로서,
    상기 전자 안정기는,
    AC 공급 전압(UN)에 커플링하기 위한 제1 입력 연결부(E1) 및 제2 입력 연결부(E2)를 갖는 입력부;
    입력부 및 출력부를 갖는 정류기(10) ? 상기 정류기(10)의 상기 입력부는 상기 제1 입력 연결부(E1) 및 상기 제2 입력 연결부(E2)에 커플링됨 ?;
    입력부 및 출력부를 갖는 역률 보정을 위한 장치(12) ? 상기 역률 보정을 위한 장치(12)의 상기 입력부는 상기 정류기(10)의 상기 출력부에 커플링되고, 상기 역률 보정을 위한 장치(12)는 인덕턴스(L1), 다이오드(D5) 및 스위치(S1)를 갖는 전압 컨버터를 포함하고 이 경우 중간-회로 전압(UZW)이 상기 전자 안정기의 동작 동안에 상기 역률 보정을 위한 장치(12)의 상기 출력부에서 생성될 수 있음 ?;
    상기 적어도 하나의 방전 램프(La)에 커플링하기 위한 제1 출력 연결부(A1) 및 제2 출력 연결부(A2)를 갖는 부하 회로(14) ? 상기 부하 회로(14)는 상기 역률 보정을 위한 장치(12)의 상기 출력부에 커플링됨 ?; 및
    공칭 값 입력부 및 실제 값 입력부를 갖는 I 레귤레이터(20)를 갖는 제어 장치(16) ? 상기 공칭 값 입력부는 상기 중간-회로 전압(UZW)의 공칭 값과 상관되는 변수의 생성을 위해 공칭-값 생성 장치(18)에 커플링되고, 상기 실제 값 입력부는 상기 중간-회로 전압(UZW)의 실제 값과 상관되는 변수의 생성을 위해 상기 부하 회로(14)의 노드에 커플링되고, 상기 제어 장치(16)는 자신의 출력부에서 상기 전압 컨버터의 상기 스위치(S1)로의 제어 신호를 생성하도록 설계되고, 상기 제어 신호는 구형파 신호이고, 상기 I 레귤레이터(20)의 상기 제어된 변수는 상기 제어 신호의 온 타임(ton)의 제1 성분(ton1)을 표현하고, 상기 온 타임(ton)은 상기 구형파 신호의 하나의 기간 내의 시간 지속기간을 표현하고, 상기 시간 지속기간 내에 상기 전압 컨버터 내의 상기 스위치(S1)가 스위치 온 됨 ?;
    를 갖고,
    상기 방법은,
    a) 상기 방전 램프(La)에서 소비되는 전력의 함수로서 상기 제어 신호의 변동 단계
    를 포함하는,
    전자 안정기 상에서 적어도 하나의 방전 램프의 동작을 위한 방법.
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