KR940008049B1 - 무전극 고광도 방전 램프 시스템 및 그 점등 회로 - Google Patents

무전극 고광도 방전 램프 시스템 및 그 점등 회로 Download PDF

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내용 없음.

Description

무전극 고광도 방전 램프 시스템 및 그 점등 회로
제1도는 부분적으로 절취하여 도시한 무전극 HID 램프를 포함하고, 본 발명의 양호한 실시예에 따른점등 회로를 사용하는 HID 램프 시스템의 개략도.
제 2도는 제1도의 HID 램프 시스템을 보다 상세하게 도시한 회로도.
제3도는 제2도의 점등 회로에 대한 양호한 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
제4도는 제2도의 점등 회로에 대한 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 무전극 HID 램프 14 : 외부 엔벨롭프(envelope)
12 : 점등 프로브 16 : 아크 방전관
20 : 여기 코일 22 : RF 밸러스트
26 : 점등 회로 28 : 리드선
29 : 밸러스트 구동기 30 : RF 전원 장치
34 : 고주파발진기
본 발명은 일반적으로 고광도 방전(HID : High Intensity Discharge) 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면 무전극 HID 램프내에서 아크 방전을 개시하기 위한 회로에 관한 것이다.
고광도 방전(HID) 램프에 있어서, 수은 또는 나트륨 증기와 같은 고압 이온화 개스 매질은 전류가 개스를 통과함으로써 여기가 발생할 때 가시광을 방출한다. HID 램프의 한 종류는 고압 개스 램프 필(fill)내에 솔레노이드 전계를 발생시킴으로써 아크 방전을 발생시키는 무전극 램프로 구성된다. 특히, 램프 필, 또는 방전 플라즈마는 아크 방전관을 감싸고 있는 여기 코일내의 고주파(RF) 전류에 의해 여기된다. 아크 방전관 및 여기 코일 조립체는 본질적으로 RF 에너지를 플라즈마에 결합시키는 변환기로서 작용한다. 즉, 여기코일은 1차 코일로서 작용하고, 플라즈마는 2차 단일 권선(single-tum)으로서 기능한다. 여기 코일내의 RF 전류는 시변 자계를 발생시킨 다음에 완전히 폐쇄된 플라즈마내의 전계, 즉 솔레노이드 전계를 발생시킨다. 전류는 이 전계로 인해 발생하여 아크 방전관내에 토로이드형 아크 방전을 발생시킨다.
상온에서, 여기 코일에 의해 발생된 솔레노이드 전계는 전형적으로 개스 필을 이온화시킬 만큼 높지 않으므로, 아크 방전을 개시한다. 이 결함을 극복하기 위한 한가지 방법은 예를 들면, 개스 온도가 매우 낮은값으로 떨어지도록 아크 방전관을 액체 질소내에 담근 다음, 개스 온도를 상승시킴으로써 필의 개스 압력을 낮추는 것이다. 온도가 상승하면, 최적 개스 밀도에 달하여 아크 방전이 개시되도록 필의 이온화, 또는 브레이크다운(breakdown)이 발생하게 된다. 그러나, 아크 방전을 개시시키는 액체 질소 방법은 광범위하게 사용될 수 있을 정도로 실용적이지 못하다.
무전극 HID 램프를 점등시키기 위한 최근의 방법은 여기 코일 권선의 양단에 발생된 고전압을 아크 방전관 내로 용량적으로 결합시키기 위한 점등 보조 수단을 사용하는 것을 필요로 한다. 이 전압의 경도(gradient)에 기인하여, 용량성 전류는 점등 보조 수단과 여기 코일 사이에서 흐르므로, 아크 방전관을 통해, 개스 필을 이온화시키고 내부에서는 저전류 글로우 방전을 발생시킨다. 개스가 충분히 이온화되면, 상대적으로 저전류의 글로우 방전에서 상태적으로 고전류 고광도 솔레노이드 아크 방전으로 전이가 이루어진다. 예를 들면, 이러한 점등 보조 수단은 본 명세서에 참고 문헌으로 사용되고, 본 발명의 양수인에게 양도된, 에이취, 엘, 위팅(H. L. Witting)에게 1990년 2월 20일자로 허여된 미합중국 특허 제4,902,937호에 기술되어 있는 한쌍의 용량성 점등 전극을 포함한다. 각각의 점등 전극은 아크 방전관을 감싸는 전도성 링을 포함하고, HID 램프의 여기 코일에 접속된다. 한쌍의 점등 전극 사이에 고전압 신호를 결합하면, 아크방전관 벽의 커패시턴스(capacitance)로 인해 아크 방전관내에 글로우 방전을 발생시키기에 충분한 크기의 전계가 한쌍의 점등 전극 사이에 발생된다. 더우기, 점등 보조 수단을 경유하여 아크 방전관에 상대적으로 큰 전계를 직적 인가하는 것은 아크 방전관을 쉽게 노화시킬 수 있기 때문에, 아크 방전의 개시 후에 강열부재(heat sensitive members), 예를 들면 바이메탈 스트립(bimetallic strips)이 점등 전극을 아크 방전관으로부터 멀리 이동시키기 위해 이용되어, 램프의 유효 수명을 보전할 수 있다.
무전극 HID 램프용의 나선형 점등 전극은 본 명세서에 참고 문헌으로 사용되고, 본 발명의 양수인에게 양도된, 에이취. 엘, 위팅에게 1990년 1월 16일자로 허여된 미합중국 특허 제4,894,590호에 기술되어 있다.
단일 원추-나선형 점등 전극은 그 협단부(narrower end)가 아크 방전관의 표면에, 또는 그 상부에 인접하도록 배치된다. 점등 전극의 광단부(wider end)는 여기 코일에 의해 발생된 선속(flux)이 나선형 전극의 권선을 통과하도록 배치되므로, 아크 방전관내에 글로우 방전을 발생시키기에 충분히 큰 전계의 경도(gradient)를 야기시키는 고전압 신호를 발생시킨다. 바이메탈 스트립은 아크 방전이 방전관 내부에서 개시된 후에 점등 전극을 아크 방전관으로부터 멀리 이동시키는데 이용된다.
압전 수단(piezoelectric means)에 의해 정지 위치(rest position)에서 아크 방전관에 인접한 점등 위치(starting location)로 이동되는 한쌍의 점등 전극은 본 명세서에 참고 문헌으로 사용되고, 본 발명의 양수인에게 양도된, 제이·씨. 보로위엑(J. C. Borowiec)에게 1990년 1월 16일자로 허여된 미합중국 특허 제4,894,598호에 기술되어 있다. 아크 방전이 개시된 후에 압전 수단은 비활성화되고, 점등 전극은 정지 위치로 다시 이동된다. 압전 수단은 점등 전극을 선택적으로 이동시킬 수 있으므로, 아크 방전관이 계속 가열될지라도 필요하다면, 램프의 방전이 다시 개시될 수 있게 만든다.
1989년 10월 5일자로 출원되고 본 발명의 양수인에게 양도된 에이취, 엘, 위팅의 계류중인 미합중국 특허출원 제417,404호에 있어서, 무전극 HID 램프용의 다른 점등 보조 수단은 제2전도성 코일 주위에 배치된 제1전도성 코일을 포함하는데, 각각의 코일은 절두 원추(truncated-cone) 형태이다. 코일은 대향 방향으로 감겨지므로, 아크 방전관내에서 아크 방전을 개시하기 위해 충분히 큰 전계 경도를 공급하도록 코일내에유도된 전압이 함께 추가된다. 바이메탈 지지대는 아크 방전관에 인접한 점등 위치와 아크 방전관에서 멀리 떨어진 선정된 장소의 램프 동작 위치 사이에서 점등 보조 수단을 이용시키는데 사용된다. 상기 위팅의 출원은 본 명세서에 참고 문헌으로 사용된다.
상술한 점등 보조 수단이 무전극 HID 램프의 아크 방전을 개시하는데 효과적이지만, 소정의 응용에서는 점등 보조 수단을 이동시킬 필요가 없는 점등 보조 수단을 제공하는 것이 요구된다. 특히, 아크 방전관을 감싸는 외부 엔벨롭프(envelope)를 갖고 있는 HID 램프에 있어서, 높은 신뢰도를 가지고 점등 보조 수단을 이용시키는 데에는 어려움이 있으므로 다수의 응용에 있어서, 이러한 점등 보조 수단은 비실용적일 수도있다.
더우기, 여기 코일 전류가 최대 진폭으로 됨과 거의 동시에 이온화 전계를 필에 가하는 점등 보조 수단을 제공하는 것이 요구된다. 그렇지 않으면, 여기 코일 전류가 최대 진폭에 이르기 전에 점등 보조 수단이 글로우 방전을 개시하면, 램프 시스템은 제동되므로, 최대 코일 전류가 감소되어, 솔레노이드형 방전으로 의전이를 방지시킬 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 아크 방전관에 근접한 점등 위치와 아크 방전관으로부터 멀리 떨어진 램프 동작 위치 사이에서 점등 보조 수단을 야기시킬 필요가 없는 무전극 HID 램프용 점등 회로를 제공하기 위한것이다.
본 발명의 다른 목적은 밸러스트(ballast) 회로와 무관하여 이의 동작을 방해하지 않는 동조 점등 회로를 사용하므로 최적 점등 시간에 점등 전류를 인가할 수 있는 무전극 HID 램프 시스템용 점등 회로를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 램프가 점등된 후에 용량성으로 결합된 상대적으로 높은 점등 전류가 소멸되어 램프의 유효 수명을 보전하는 무전극 HID 램프용 점등 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적 및 또 다른 목적은 고정 점등 프로브 및 고효율 전원 장치를 포함하는 무전극 HID 램프용점등 회로에 의해 달성되는데, 이는 램프의 아크 방전관에 아크 방전을 개시시키기 위한 용량성으로 결합된점등 전류를 발생시키기 위해서 점등 프로브에 고주파 신호를 제공하기 위한 동조 출력 회로를 포함한다. 고효율 전원 장치는 양호하게는 D급 또는 E급 전력 증폭기를 포함한다. 동조 출력 회로는 직렬로 결합된 인덕턴스 및 커패시턴스를 포함한다. 양호하게는, 동조 회로의 커패시턴스는 점등 프로브와 여기 코일 사이의 기생 커패시턴스를 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 점등 회로는 여기 코일을 구동시키기 위해서 램프 밸러스트를 동작시키는데 사용된 주파수 보다 더 높은 주파수에서 동작한다. 이러한 방식으로,점등 회로는 램프 밸러스트 회로에 무관하게 동작하므로, 예를 들어 D급형 밸러스트의 동조 출력 회로를 이조(detuning)시킴으로써 램프 밸러스트 회로의 동작을 방해하지는 않는다. 더우기, 이러한 독립 점등 회로는 여기 코일 전류가 최대 진폭으로 됨과 거의 동시에 점등 전류가 발생되도록 하는데 사용될 수 있다.
아크 방전이 개시될 때, 점등 전류는 비활성화 상태이므로, 램프 밸러스트 회로에 대한 높은 임피던스를 효율적으로 포함한다. 결과적으로, 용량성으로 결합된 점등 전류는 소멸되므로, 램프의 유효 수명을 보전할수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하겠다.
제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 고정 점등 프로브(12)를 사용하는 무전극 HID 램프(10)을 포함하는 HID 램프 시스템이 도시되어 있다. 램프(10)은 기부(base,15)에 장착된 외부 엔벨롭프(14)를 포함하고, 로드(18)에 의해 내부에 지지된 아크 방전관(16)을 감싼다. 엔벨롭프(14)와 아크 방전관(16)은 용융 석영(fused quartz) 또는 다결정 알루미나와 같은 투광 물질을 각각 포함한다. 아크 방전관(16)은 램프동작중에 솔레노이드 아크 방전이 여기되는 필(fill)을 포함한다. 1989년 3월 7일자로 피. 디. 존슨(P. D.Johnson), 제이. 티. 대킨(J.T. Dakin) 및 제이. 엠. 앤더슨(J.M.Anderson)등에게 허여되고, 본 발명의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,810,938호에 기술되어 있는 적절한 필은 백색 온도에서 고효능과 양질의 색 묘사 능력을 발휘하고 가시 방사선을 발생시키기 위한 중량비로 혼합된 나트륨 할로겐화물, 세륨 할로겐화물 및 크세논의 화합물을 포함한다. 예를 들면, 존슨등의 특허에 따른 이러한 필은 부분 압력이 약 500토르인 크세논과 중량비가 동일하게 혼합된 나트륨 요오드화물과 세륨 염화물을 포함할 수 있다. 존슨등의 특허는 본 명세서의 참고 문헌으로 사용되었다. 다른 적절한 필은, 본 명세서의 참고 문헌으로 사용되고, 1989년 5월 8일자로 에이취.엘. 위팅(H.L. witting)이 출원하여 본 발명의 양수인에게 양도된, 계류중인 미합중국 특허 출원 재348,433호에 기술되어 있다. 위팅의 특허 출원에 기재된 필은, 버퍼 개스로서 란탄 할로겐화물, 나트륨 할로겐화물, 세륨 할로겐화물, 및 크세논 또는 크립톤의 화합물을 포함한다.
예를 들면, 위팅의 특허 출원에 따른 필은 란탄 요오드화물, 나트륨 요오드화물, 세륨 요오드화물, 및 부분압력이 250토르인 크세논의 화합물을 포함할 수 있다.
여기 코일(20)은 고주파 밸러스트(22)에 결합되어 필내의 아크 방전을 여기시키기 위해서 아크 방전관(16)을 감싼다. 예를 들면, 코일(20)은 코일 중심선의 각 측면상에 거의 V형 단면을 갖도록 정렬되는 권선을 갖는 것으로 나타난다. 코일 구성은 본 명세서에서 참고 문헌으로 사용되고 본 발명의 양수인에게 양도된, 1989년 3월 14일자로 제이. 엠. 앤더슨에게 허여된 미합중국 특허 제4,812,702호에 기술되어 있다.
동작시에, 코일(20)내의 RF 전류는 시변 자계를 발생시키고, 시변 자계는 아크 방전관(16)내에 그 자체를 에워싸는 전계를 발생시킨다. 이러한 솔레노이드형 전계의 발생으로 인해, 전류가 아크 방전관(16)내의 필을 통해 흐르므로, 방전관 내부에 토로이드형 아크 방전(24)를 발생시킨다. RF 밸러스트(22)에 대한 적절한 동작 주파수 범위는 0.1 내지 30메가 헤르쯔(MHz)이고, 예시적인 동작 주파수 범위는 13.56 및 6.78MHz이다. 이러한 주파수는 적당한 양의 전자기 방사가 허용되는 산업, 과학, 및 의학(ISM) 분야의 전자기파 스펙트럼의 대역내에 있는데, 이러한 방사는 일반적으로 무전극 HID 램프 시스템에 의해 방출된다.
제1도에 있어서, 점등 프로브(12)는 아크 방전관(16)에 인접하여 아크 방전관 지지 로드(18)에 장착되어있다. 양호한 실시예의 점등 포르브는 구리박으로 구성된다. 그러나, 예를 들어, 도선 루프(도시하지 않음)와 같은 다른 적절한 점등 프로브는 본 발명의 점등 회로와 함께 사용될 수 있다. 점등 프로브(12)는 리드선(28)에 의해 점등 회로(26)에 결합된다. 도시된 바와 같이, 점등 회로(26)은 밸러스트(22)와는 무관하고, 밸러스트(22)의 주파수 보다 상당히 높은 주파수에서 양호하게 동작하는데, 점등 회로(26)의 적절한 동작주파수 범위는 약 1 내지 40MHz인데, 이 주파수는 밸러스트 동작 주파수에 따라서도 변한다.
점등 프로브(12)가 본 명세서에서는 고정되어 있는 것으로 도시되었을지라도, 본 발명의 점등 회로(26)은 이동가능 점등 보조 수단과 함께 사용될 수 있는데, 이 이동 가능 점등 보조 수단은 본 명세서에 참고 문헌으로 사용된 위팅의 미합중국 특허 제4,894,590호 ; 보로위엑의 미합중국 특허 제4,894,589호 ; 위팅의 미합중국 특허 제417,404호 ; 엘-하맘시(EL-Hamamsy)와 로버츠(Roberts)의 미합중국 특허 출원 제527.503호 ; 및 로버츠, 엘-하맘시 및 토마스(Thomas)의 미합중국 특허 출원 제527,502호에 기재되어 있다.
제2도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 점등 회로를 사용하는 HID 램프 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들면, 본 명세서에 참고 문헌으로 사용되고 본 발명의 양수인에게 양도되고, 에스. 에이. 엘-하맘시와 제이. 씨. 보로위엑이 1990년 1월 30일자로 출원한 계류중인 미합중국 특허 출원 제472,144호에 기술된 밸러스트와 같이, 밸러스트(22)는 D급의 전력 증폭기를 포함하는 것으로 도시되어 있다. D급 밸러스트는 반브리지 구조로 구성되는 직류 전원(VDD)와 직렬로 접속된 2개의 스위칭 디바이스(Q1, Q2)를 포함한다. 스위칭 디바이스(Q1, Q2)는 MOSFET로 나타내었지만, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 또는 MOS-제어 사이리스터(MCT)와 같은 용량성 게이트를 갖는 다른 형태의 스위칭 디바이스가 사용될 수 있다. 스위칭 디바이스(Ql,Q2)는 입력 분리 변환기(input isolation transformers : 31,32)를 각각 경유하여 밸러스트 구동기(29)에 결합된다. 동작시에, 스위칭 디바이스는, 이들 중 하나의 디바이스가 도통 상태이면 다른 하나의 디바이스는 턴 오프되거나 또는 이와 반대로도 되도록 컷 오프 상태와 포화 상태 사이에서 선택적으로 구동된다. 따라서, D급 밸러스트는 구형파 신호에 의해 용이하게 구동될 수 있다. 선택적으로, 밸러스트 구동기(29)는, 본 명세서에 참고 문헌으로 사용된 에스. 에이. 엘-하맘시와 지. 저나코프(G . Jernakoff)의 미합중국 특허 출원 제454,614호에 기재된 2개의 이상(out-of-phase) 사인파 신호를 발생시키지 위한 수단을 포함할 수 있다. 공진 로드 회로망은 스위칭 디바이스(Ql,Q2) 사이의 접합부에 스위칭 디바이스(Q2)와 병렬로 반 브리지에 접속된다.
공진 로드 회로망은 HID 램프(10)의 여기 코일(20), 및 이와 병렬로 접속된 동조 커패시터(Cp)를 포함한다[더욱 명확히 설명하자면, 코일(20)은 아크 방전관(16) 주위의 동작 위치에 배치되지 않음.]. 커패시터(Cp)와 코일(20)의 병렬 결합은 밸러스트 로드내에 아크 방전(24)의 임피던스를 반사시키기 위한 임피던스변환기로서 기능한다. 블럭킹/동조 커패시터(Cs)는 코일(20)과 커패시터(Cp)의 병렬 결합부와 직렬로 접속된다. 특히, 커패시터(Cs)는 직류 전압을 블럭킹하고 공진 회로를 동조시키는데 사용된다. 봉 명세서에 참고 문헌으로 사용된, 엘-하맘시와 브로위엑의 특허 출원서에서 기재된 바와 같이, 커패시터(Cs와 Cp)는 임퍼던스 정합이 최대한 효과적으로 이루어지도록 선택된다.
본 발명에 따르면, 점등 회로(26)은 커패시턴스(Co)와 직렬로 결합된 인덕턴스(Lo)를 포함하는 공진 회로로 구성된다. 공진 회로는, 아크 방전관(16)내에서 아크 방전(24)를 개시하기 위한 RF 전력을 제공하는 고효율의 RF 전원 장치(30)의 주파수로 동조된다. RF 전원 장치(30)은 제3도에 도시된 바와 같이 반 브리지 구조로 직류 전원(VDD)와 직렬로 연결된 2개의 스위칭 디바이스(Q3,Q4) 또는 제4도에 도시된 바와같은 직류 전원(VDD) 및 RF 초크(LRFC)와 직렬로 연결된 단일 스위칭 디바이스(Q5)를 포함하는 전력 증폭기를 포함한다. 커패시턴스(Co)는 점등 프로브(12)와 여기 코일(20) 사이의 기생 커패시턴스로 양호하게 구성된다. 밸러스트(22)와 점등 회로(26) 사이의 결합을 최소화하기 위해서, 고효율의 RF 전원 장치(30)은 밸러스트(22)보다 높은 주파수에서 구동된다. 즉, 점등 회로(26)의 동작 주파수는 아크 방전이 개시된 후에 점등 회로가 비활성화되는 경우 인덕턴스(Lo)와 커패시턴스(Co)로 구성되는 동조 회로가 여기 코일(20)에 의해 여기되지 않도록 선택되어야 한다. 더우기, 용량성으로 결합된 점등 전류는 점등 프로브를 이동시키지않고서도 소멸된다. 예를 들어, 13.56MHz에서 구동되는 밸러스트(22)에 있어서, 점등 회로(26)의 양호한동작 주파수의 범위는 15 내지 40MHz이고, 27.12MHz가 양호한 주파수이다. 27.12MHz에서의 커패시턴스(Co)와 인덕턴스(Lo)의 예시적인 값은 각각 1 내지 2pF와 17 내지 34μH이다.
밸러스트(22)보다 상당히 높은 고주파에서 점등 회로(26)를 구동시키는 다른 장점은, 필의 이온화가 개시될 때, 방전을 통해 동일 전류를 구동시키기 위해 저전압이 필요하다는 것이다. 특히, 이온화가 발생되면, 방전 임피던스가 더욱 용량성으로 됨에 따라 전류가 증가한다. 더우기, 이온화 전류를 증가시키면 시킬수록 완전한 솔레노이드형 방전으로의 전이가 보다 용이해진다. 결과적으로, 주파수가 용량성 임피던스에 역비례하기 때문에, 상대적으로 높은 고주파 점등 시스템을 사용함으로써, 비교적 낮은 점등 회로 전압에서도 글로우 방전에서 고광도 솔레노이드형 방전으로의 전이가 보다 용이해진다.
독립 점등 회로(26)을 사용하는 또 다른 장점은, 이 회로는 여기 코일 전류가 최대 진폭에 도달함과 거의동시에 점등 전류를 발생시키기 위해 최적 시간에 작동되어, 글로우 방전에서 고광도 솔레노이드형 방전으로의 성공적인 전이를 방해하는 감쇠-시스템이 되지 못하도록 한다는 것이다.
제3도는 고주파 RF 전원 장치(30)을 포함하는 점등 회로(26)의 양호한 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, RF 전원 장치(30)은 반 브리지 구조로 직류 전원(VDD)와 직렬로 접속된 2개의 스위칭 디바이스(Q3,Q4)를 포함하는 D급 전력 증폭기로 구성된다. 스위칭 디바이스(Q3,Q4)는 MOSFET으로 나타내었지만, IGBT 또는 MCT와 같은 용량성 게이트를 갖는 다른 형태의 스위칭 디바이스가 사용될수 있다. 스위칭 디바이스(Q3,Q4)는 각각의 입력 분리 변환기(36,38)을 경유하여 고주파 발진기(34)에 결합된다. 상술한 바와 같이, D급 회로의 주파수가 상당히 높다는 것을 제외하면, D급 전력 증폭기의 동작은 D급 밸러스트(22)의 동작과 유사하다.
제4도는 직류 전원(VDD)로부터의 입력 전류가 거의 일정하게 유지되도록 직류 전원(VDD) 및 RF 초크(LRFC)와 직렬로 접속된 단일 RFC 스위칭 디바이스(Q5)를 포함하는 고효율 E급 전력 증폭기로 구성되는 점등 회로(26)의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 스위칭 디바이스(Q5)는 MOSFET으로 나타내었지만, IGBT 또는 MCT와 같은 용량성 게이트를 갖는 다른 형태의 스위칭 디바이스가 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 밸러스트(22)의 주파수보다 상당히 높은 점등 회로 동작 주파수를 제공하기 위해서, 스위칭 디바이스(Q5)는 분리 변환기(40)을 경유하여 고주파 발진기(34)에 결합된다.
지금까지 본 발명의 양호한 실시예에 대해 기술하였지만, 이러한 실시예는 단지 예로서만 제공되었다는것은 명백하다. 본 분야의 기술자들이라면 본 발명의 범위내에서 다양한 변형, 변화 및 응용이 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 제1고주파 신호를 여기 코일에 인가할 때 아크 방전관내에 아크 방전을 여기시키기 위해서, 필을 내장한 상기 아크 방전관 주위에 배치된 상기 여기 코일을 갖는 형태의 무전극 고광도 방전 램프용 점등 회로에 있어서, 최소한 상기 아크 방전관내에서 아크 방전을 개시하는 중에 상기 아크 방전관에 인접하게 배치되는 점등 프로브, 및 상기 점등 프로브에 결합되어 제2고주파 신호를 공급하고, 커패시턴스와 직렬로 결합된 인덕턴스로 구성되는 동조 출력 회로를 포함하는 고효율 고주파 전원 장치를 포함하는 것을 특징으로하는 점등 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고효율 전원 장치가, 반 브리지 구조로 직렬 결합된 제1 및 제2스위칭 디바이스를 구비하는 D급 전력 증폭기를 더 포함하고, 상기 동조 출력 회로가 상기 스위칭 디바이스 사이의 접합부에 결합되는 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고효율 전원 장치가, 고주파 초크 수단과 직렬로 결합된 스위칭 디바이스를 포함하는 E급 전력 증폭기를 포함하고, 상기 동조 출력 회로가 상기 스위칭 디바이스와 상기 고주파 초크수단사이의 접합부에 결합되는 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 커패시턴스가 상기 여기 코일과 상기 점등 프로브사이의 기생 커패시턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 점등 프로브가 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점둥 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 박막이 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2고주파 신호의 주파수가 상기 제1고주파 신호의 주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1고주파 신호의 주파수의 범위가 약 0.1 내지 30MHz이고, 상기 제2고주파 신호의 주파수의 범위가 약 1 내지 40MHz인 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2고주파 신호의 주파수가 약 27.12MHz이고, 상기 제1고주파 신호의 주파수가 약 13.56MHz인 것을 특징으로 하는 점등 회로.
  10. 필을 내장한 아크 방전관의 주위에 배치된 여기 코일을 포함하는 무전극 고광도 방전 램프 ; 상기 아크 방전관내에 아크 방전을 여기시키기 위해 상기 여기 코일에 제1주파 신호를 제공하기 위해 밸러스트; 최소한 상기 아크 방전관내에서 상기 아크 방전을 개시하는 중에는 상기 아크 방전관에 인접하게 배치되는 점등 프로브 ; 및 상기 점등 프로브에 결합되어 제2고주파 신호를 공급하고, 인덕턴스와 직렬로 결합된 커패시턴스를 포함하는 동조 출력 회로를 포함하는 점등 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 고광도방전 램프 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 점등 회로가 반 브리지 구조로 직렬 결합된 제1 및 제2스위칭 디바이스를 구비하는 D급 전력 증폭기를 포함하고, 상기 동조 출력 회로가 상기 스위칭 디바이스 사이의 접합부에 결합되는 것을 특징으로 하는 고광도 램프 램프 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 점등 회로는 고주파 초크 수단과 직렬로 결합된 스위칭 디바이스를 포함하는 E급 전력 증폭기를 포함하고, 상기 동조 출력 회로는 상기 스위칭 디바이스와 상기 고주파 초크 수단 사이의 접합부에 결합되는 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 커패시턴스는 상기 여기 코일과 상기 점등 프로브 사이의 기생 커패시턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  14. 제10항에 있어서, 상기 점등 프로브는 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  15. 제10항에 있어서, 상기 박막은 구리로 구성되는 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  16. 제10항에 있어서, 상기 제2고주파 신호의 주파수는 상기 제1고주파 신호의 주파수 보다 높은 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  17. 제10항에 있어서, 상기 밸러스트가, 반 브리지 구조로 직렬 결합된 2개의 스위칭 디바이스를 포함하고 상기 2개의 스위칭 디바이스 사이의 접합부에 결합되는 동조 출력 회로를 구비하는 D급 전력 증폭기를 포함하고, 상기 동조 출력 회로가 밸러스트 출력 커패시턴스와 직렬로 결합된 상기 여기 코일의 인덕턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  18. 제10항에 있어서, 상기 제2고주파 신호의 주파수가 상기 제1고주파 신호의 주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1고주파 신호의 주파수가 0.1 내지 30MHz 정도의 범위내이고, 상기 제 2고주파 신호의 주파수가 1 내지 40MHz 정도의 범위내인 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2고주파 신호의 주파수가 27.12MHz 정도이고, 상기 제1고주파 신호의 주파수가 13.56MHz 정도인 것을 특징으로 하는 고광도 방전 램프 시스템.
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