KR20170014627A - 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법에 관한 것으로, 이러한 방법은, 안정기의 전압을 승압시키는 단계와, 인입 전류를 직류로 변환하면서 하강시키는 단계와, 직류 전기의 주파수를 상승시키는 단계, 및 방전관 내의 전자를 방출시켜 방전을 발생시키고 점등하는 단계를 포함한다. 이때 상기 방전관의 외부에는 반사 부재가 형성되는데 이러한 반사 부재는 알루미늄 시트가 바람직하다. 그리고 상기 방전관은 다수개가 직렬로 연결되고 하나의 안정기를 이용한다. 본 발명은 상기와 같은 방법에 따라, 하나의 안정기를 사용하여 다수의 냉음극 형광램프를 용이하게 점등시킬 수 있어 절전 효과뿐만 아니라 램프의 수명이 길어져 내구성이 향상되는 효과가 발생한다

Description

절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법{method for lighting cold cathode fluorescent lamp with saving electric energy}

본 발명은 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 안정기를 사용하여 다수의 냉음극 형광램프를 용이하게 점등시킬 수 있어 절전 효과뿐만 아니라 램프의 수명이 길어져 내구성이 향상되는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법에 관한 것이다.

전기와 백열전구가 발견, 발명된 후 지속적으로 발전해온 조명기구에서 현대에 들어 형광등의 밝기와 에너지를 대적할만한 조명기구는 흔치 않다.

백열등을 대체하여 발달해온 형광등은 흔히 삼파장 등이라는 굴곡형 형광등으로 발전하여 현재 가장 널리 사용되고 있으며, 근래에 와서 반도체 소자의 개발 등에 따른 기술의 개발로 LED (발광다이오드)를 조명에 많이 사용하고 있다.

상기한 LED는 밝기에 대비하여 기존의 백열전구나 형광등에 비해 낮은 에너지 소모를 가지나 LED는 그 빛의 성질에 의해 청색광이라는 빛의 온도 7500K 로 발산하기 때문에 그 빛이 넓고 멀리 가지 못하는 단점이 있으며, 램프의 밝기가 너무밝아 사용자의 눈이 부시는 등 문제점들이 나타나고 있다.

또한 빛의 파장의 굴절에 의하여 물체의 색깔이 변질되어 보이는 등의 문제와 더불어 많은 발열에 의한 방열구조 등에 의하여 그 적용범위가 형광등 만큼 넓지 못하다.

그리고 본 발명에 사용되는 절전형 형광램프의 점등방식은 냉음극 형광 램프(CCFL cold cathode fluorescent lamp)의 방식을 적용한 것으로 기존의 형광등인 필라멘트에 의한 발열 점등과는 달리 5KHz 를 상회하는 비교적 높은 주파수에 의한 전계 유도 점등 방식을 사용한다.

다시 말해 필라멘트의 가열 없이 저온에서 점등되는 형광등에 사용하는 것으로 유리관 양끝에 전극이 있고, 내부에는 일정량의 수은과 아르곤, 네온 등의 혼합 가스가 들어 있으며, 유리관 내부 표면은 형광체가 도포된 일반 형광등과 동일한 구조와 원리를 갖는다. 단 기존의 형광램프에 반드시 필요한 필라멘트는 필요치 않다.

예를 들면 필라멘트가 손상된 램프라 할지라도 본 고안에서 제시하는 원리에 의하면 이상 없이 점등되어지고 방전된다.

일반 형광등은 가열에 의해 전자 방출이 시작되는 데 반해 냉음극 형광 램프는 두 전극에 가해진 고전압 전계에 의해 전자 방출이 일어나고 전자 방출이 시작되면 수은이 여기되어 자외선이 발산되며, 이 자외선이 방전관 벽의 형광체와 충돌하면서 가시 광선을 발산시키게 되는 것이다.

한국 공개특허공보 제2003-0057323(2003.7.4)

따라서 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 안정기를 사용하여 다수의 냉음극 형광램프를 용이하게 점등시킬 수 있어 절전 효과뿐만 아니라 램프의 수명이 길어져 내구성이 향상되는 절전형 냉음극 형광등 점등 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법은, 안정기의 전압을 승압시키는 단계와, 인입 전류를 직류로 변환하면서 하강시키는 단계와, 직류 전기의 주파수를 상승시키는 단계, 및 방전관 내의 전자를 방출시켜 방전을 발생시키고 점등하는 단계를 포함한다.

이때 상기 방전관의 외부에는 반사 부재가 형성되는데 이러한 반사 부재는 알루미늄 시트가 바람직하다.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 방전관은 다수개가 직렬로 연결되고 하나의 안정기를 이용한다.

본 발명은 상기와 같은 방법에 따라, 하나의 안정기를 사용하여 다수의 냉음극 형광램프를 용이하게 점등시킬 수 있어 절전 효과뿐만 아니라 램프의 수명이 길어져 내구성이 향상되는 효과가 발생한다.

다시 말해 기존의 냉음극 형광램프는 고전압을 이용하지만 본 발명에서는 냉음극 형광램프에서 사용되는 전압보다 낮은 전압에서 점등이 되게 하는데, 실제 형광램프에 걸리는 전압은 일반적인 형광램프에 인가되는 전압보다 낮으나(1/2 수준) 교류전기의 주파수인 60Hz 보다 높은 5KHz 이상의 주파수를 사용하기 때문에 형광램프에 사용되는 전력량 대비 낮은 전력량으로도 충분한 밝기를 얻을 수 있으며, 낮은 전력 사용은 램프의 열을 낮춰 수명을 늘릴 수 있다.

또한 필라멘트의 열에 의해 형광램프에 흑점 같은 손상이 발생하는데 반해 본 고안에서 제시하는 점등방식은 이러한 열의 발생이 낮아 흑점의 발생이 거의 없다.

게다가 높은 주파수에 의한 형광램프의 전기 공급은 형광등의 깜빡거림 현상을 줄여 선명한 빛을 낼 수 있으며, 본 발명에 따른 안정기에 장치되는 가변주파수 장치는 형광램프의 조광(빛의 밝기조절)을 가능하게 하여 한층 더 절전의 효과를 얻을 수 있다.

그리고 프로그램에 의한 시간대별 조광을 달리할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 제어에 의한 관리 또한 가능하며, 잦은 스위치조작에 의한 형광램프의 수명단축 등이 적어 감지기를 이용한 자동 점등 형식의 등이 가능하여 지하 주차장 등에 널리 사용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 절전형 냉음극 형광 램프의 개략적인 구성도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도면에 도시한 바와 같이, 도면 부호 10 으로 도시한 본 발명에 따른 절전형 냉음극 형광 램프의 점등 방법은 다음과 같다.

상기 절전형 냉음극 형광램프(10)의 점등 방법을 보면 우선적으로, 안정기의 전압을 승압시키고 인입 전류를 직류로 변환하면서 하강시킨다.

그 후 발진 회로를 이용하여 직류 전기의 주파수를 상승시키고 방전관 내의 전자를 방출시켜 방전을 발생시키면서 점등하면 용이하고 안정적으로 형광 램프가 작동하게 된다.

특히 상기 방전관의 외부에는 반사 부재를 형성시키는데 이는 방전관의 양측에 인가되는 빛을 방전관의 어느 한 면에 상기 반사 부재를 이용하여 방전관의 양 극에 빛을 인가해 줌으로서 용이하게 점등시킬 수 있게 된다.

상기 반사 부재는 알루미늄 시트 등을 이용할 수 있으나 거울 등의 어떠한 반사체라도 무방하다.

게다가 본 발명에 따른 형광 램프(10)는 다수개를 직렬로 연결시키고 하나의 안정기를 이용해도 안정적으로 램프(10)를 사용할 수 있다.

특히 하나의 안정기를 사용하여 서로 다른 소비전력을 가지는 형광 램프(10)를 혼용사용이 가능한데 예를 들면 10W 램프 2개와 30W 램프 3개를 혼용하여 사용할 수 있다.

그리고 상기 안정기의 표시 전력 내에서 사용되는 형광램프(10)의 갯수에는 제한이 없는데 예를 들면 200W 안정기를 사용할 경우 10W 형광램프를 1-20개까지 사용 할 수 있다.

또한 형광램프(10)의 소비전력에 관계없이 같은 안정기로 사용하여도 형광램프(10) 자체의 소비전력 만큼만 전력을 소모하게 되는데 예를 들어 14W 형광램프 사용시 14W의 소비전력, 20W 형광램프 사용시 20W의 소비전력이 사용된다.

그리고 상기 형광 램프(10)의 조광(밝기조절)은 볼륨을 이용한 가변 주파수의 변환으로 조절할 수 있으며 프로그램화 시켜 형광 램프(10)의 밝기를 임의로 조절 가능하게 할 수 있다.

실시예 1

1) 섭씨 10^oC 실내 암실 환경

2) 측정 도구 TES13304 모델 조도 측정기

3) 광원에서 수직으로 2m 거리에서 측정

구분	굴절삼파장형광등	T5 형광등	본제품	형광등
사용램프소비전력	36W	28W	20W	40W
램프 개수	3EA	4EA	4EA	2EA
램프 총 소비전력	108W	112W	80W	80W
안정기 소비전력	3 X 3 = 9W	2.14X4 = 8.56W	0.9 X 1 =0.9W	9 X 9 = 18W
합계 소비전력량	117W	120.56W	80.9W	98W
밝기	306LX	289LX	364LX	299LX

실시예 2

반사부재의 사용

1) 길이 1.2m 램프 6개 사용

2) 육안검사

반사부재가 없는 경우 안정기에 전원을 인가 했을 때 각 램프의 양극에 붉은 빛이 생기면서 수분 이내에 흑점이 발생함.

이때 반사부재를 형광램프에 5mm 이내의 거리까지 근접시키면 형광램프는 점등이 됨.

반사부재가 장치된 경우 안정기에 전원을 인가하면 즉시 점등됨.

반사부재가 알루미늄 시트나, 스테인레스 시트가 아닌 백색의 종이 또는 백색의 철판 등을 사용하였을 경우 전원을 안정기에 인가하면 형광램프의 양극에 붉은 빛이 발생하였다가 약간의 시간(0.1 ~ 수초)이 경과한 다음 점등됨.

이러한 경우 짧은 시간일지라도 붉은 빛이 발생하게 되면 형광램프의 양극에 흑점이 발생하게 됨.

실시예 3

형광램프의 수량을 조절하여 실험 한 결과

반사부재를 충분히 구성한 경우 안정기의 출력 전력 이내에서는 수량에 관계없이 점등이 되었고 안정적으로 방전이 일어남.

실시예 4

형광램프의 소비전력이 다른 경우의 혼용 사용

안정기의 출력 전력 내에서는 형광램프의 소비전력에 관계없이 혼용 사용이 가능하였으며, 그 밝기 또한 변화가 없이 일정하게 방전됨.

실시예 5

형광램프의 수량과 점등의 조건관계 실험

형광램프의 수량이 1~4개일때 반사부재의 유무와 관계없이 점등이 잘되었으나 형광램프의 수가 5개를 넘기게 되는 경우에는 점등이 잘되지 않았음.

본 발명은 기재된 실시예에 따른 절전형 냉음극 형광 램프의 점등 방법에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 형광 램프

Claims (7)

1. 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법에 있어서,
   안정기의 전압을 승압시키는 단계;
   인입 전류를 직류로 변환하면서 하강시키는 단계;
   직류 전기의 주파수를 상승시키는 단계; 및
   방전관 내의 전자를 방출시켜 방전을 발생시키고 점등하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방전관의 외부에는 반사 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사 부재가 알루미늄 시트인 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 다수개가 직렬로 연결되고 하나의 안정기를 이용하는 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 서로 다른 소비전력을 가지는 다수개가 직렬로 연결되고 하나의 안정기를 이용하는 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 형광램프의 조광(밝기조절)은 볼륨을 이용한 가변 주파수의 변환으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 상기 안정기의 표시 전력내에서 사용되는 갯수에는 제한이 없는 것을 특징으로 하는 절전형 냉음극 형광램프의 점등 방법.

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