KR970004129B1 - 밸러스트 제어기 - Google Patents

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Description

밸러스트 제어기

제 1 도는 일반적인 고주파 공진형 인버터방식의 형광램프 제어시스템을 도시한 블럭도이다.

제 2 도는 종래의 밸러스트 제어시스템에 사용되는 가변주파수 발생부를 도시한 회로도이다.

제 3 도는 제 2 도와 같은 회로에 의해 동작하는 종래의 밸러스트 시스템에 동작 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

제 4A 도는 본 발명에 의한 밸러스트 제어시스템의 가변 주파수 발생기를 도시한 회로도이다.

제 4B 도는 제 4A 도의 장치에 의한 동작 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

제 5A 도는 본 발명에 의한 중간단계를 가지는 가변주파수 발생기를 도시한 회로도이다.

제 5B 도는 제 5A 도의 장치에 의한 동작 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

제 6A 도는 본 발명에 의한 디밍기능을 가지는 가변주파수 발생기를 도시한 회로도이다.

제 6B 도는 제 6A 도의 장치에 의한 동작 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

제 7A 도는 본 발명에 의한 광센서를 이용한 가변주파수 발생기를 도시한 회로도이다.

제 7B 도는 제 7A 도의 장치에 의한 동작 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

제 7C 도는 제 7A 도의 장치에서 다이오드를 삽입한 경우와 삽입하지 않은 경우의 동작 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

제 8 도는 제 1 도의 정류부와 밸런스트 시스템을 개략적으로 도시한 회로도이다.

제 9 도는 본 발명에 의한 밸러스트 제어기를 도시한 블럭도이다.

제 10A~10D 도는 제 9 도의 장치의 동작 파형을 도시한 파형도이다.

제 11 도는 제 9 도의 무부하 검출기의 예를 도시한 회로도이다.

제 12 도는 본 발명에 의한 밸러스트 제어기를 다른 실시예를 도시한 블럭도이다.

제 13A~13E 도는 제 12 도의 장치의 동작 파형을 도시한 파형도이다.

제 14 도는 제 12 도의 기준신호 발생기의 예를 도시한 회로도이다.

본 발명은 고주파 공진형 인버터 바식의 밸러스트(BALLAST)시스템의 밸러스트 제어기에 관한 것으로, 특히 주파수 변동시 기울기를 주어 급격한 동작 주파수변동을 방지하는 밸러스트 제어기에 관한 것이다.

종래의 형광등 안정기로는 스타트식, 래피드식이 있었으나 소비전력이 과다하고 점등시간이 긴 문제점이 있어 근래에는 전자식 안정기가 널리 사용되고 있다. 이러한 전자식 안정기로는 특허 공보 제2822호 (1992.6.22)의 '형광등 안정기', 동 공보의 '방전램프의 전자식 안정기' 및 동 공보의 '고주파 영전압스위칭방식의 전류제어형 인버터회로를 갖춘 전자식 안정기'등으로 공고된 바있다. 이러한 종래의 전자식 안정기들은 트라이악이나 다이악과 같은 전력소자를 이용하여 트리거펄스를 발진한다. 따라서 스위칭소자와 같은 전력소자에서 소비되는 전력이 많았고 비교적 기능이 단순하였다. 또한 본 발명자가 공동으로 기 출원한 특허출원 제15908호(1993.8.17)에서는 영전압스위칭을 이용하여 효율적인 시스템을 구성하였으나 소프트 스타트에서 정상상태로 이전할 때 급격한 주파수의 변화가 있었다.

제 1 도는 일반적인 고주파 고진형 인버터방식의 형광램프 제어시스템을 도시한 블럭도로서, 정류부(100)와 밸러스트 시스템(110)과 밸러스트 제어기(120)로 구성된다. 제 1 도에 있어서, 정류부(100)는 입력단자(90)을 통해 상용 교류전원을 입력하고, 이를 정류하여 여파 후 직류로 출력하고, 밸러스트 시스템(110)은 제어 트랜스포머와 스위칭소자와 공진부와 형광램프를 구비하여 정류부로부터 직류를 입력하여 제어부의 각종 제어신호에 따라 내부의 스위칭소자를 교번적으로 스위칭하여 공진부의 커패시터에 연결된 형광램프에 전력을 공급한다. 밸러스트 제어부(120)는 통상적으로 밸러스트 IC라 불리우며, 집적회로화되어 부하의 상태에 따라 각종 제어신호를 발생하고 특히, 스위칭소자를 구동하기 위한 구동펄스를 발생하여 영전압 스위칭을 가능토록 한다.

제 2 도는 종래의 밸러스트 제어기에 사용되는 가변주파수 발생기를 도시한 회로도로서, 주파수가변기(8)와 톱니파발생기(Sawtooth Generator)(9)로 구성된다. 제 2 도에 있어서 주파수가변기(8)는 전류미러(4)를 형성하는 트랜지스터(Q3, Q4)와, 트랜지스터(Q3)에 연결되어 전류미러(4)의 전류(i1)의 크기를 결정하는 저항(R_D)과, 전류미러(4)를 온, 오프하기 위해 서로 병렬 구조 연결되는 스위칭 트랜지스터(Q5, Q6)와, 스위칭 트랜지스터(Q5)의 베이스에 연결되는 제어 트랜지스터(Q1, Q2)와, 스위칭 트랜지스터(Q5)의 베이스에 바이어서를 인가하기 위한 전압분할 저항(R1, R2)과, 주파수가변기(8)와 톱니파발생기(9)를 연결하는 전류미러(5)를 형성하는 트랜지스터(Q6, Q7)로 구성된다. 또한 톱니파 발생기(Sawtooth Generator)(9)는 충방전 커패시터(C_T)와, 커패시터(C_T)를 충전하기 위한 전류미러(6)를 형성하는 트랜지스터(Q9, Q10, Q11)와, 전류미러(6)의 전류(i2)의 크기를 결정하는 저항(R_T)과, 방전경로를 형성하는 방전부(7)로 구성된다. 이러한 구성을 가지는 종래의 장치가 동작하는 것을 살펴보자.

통상적으로 영전압 스위칭 인버터방식의 전자식안정기(BALLAST)에 있어서, 램프(부하)에 인가되는 전력은 밸러스트 제어기(120)의 스위치 구동주파수가 높아질수록 적어진다. 따라서 종래의 전자식 안정기(BALLAST)는 전원이 '온'되는 초기에는 부하에 정격전력보다 낮은 전력을 공급하기 위하여 예열주파수(f_p)로 발진하여 램프의 수명을 연장하고, 정상상태에서는 예열주파수보다 낮은 전광주파수(정상 동작상태에서 램프에 충분히 전력을 전달할 때의 톱니파 발생주파수로서 f_L로 표시한다)로 발진한다. 즉, 제 3 도와 같이 종래의 밸어스트 제어기(120)는 두 단계의 주파수로 동작하고, 정상상태에 도달하면 디밍기능을 온, 오프하는 스위치(미도시)의 제어를 통해 정상모드로 계속 동작하거나 디밍모드로 동작한다. 디밍모드에서는 외부의 조정에 의하 적당한 조도를 유지하기 위한 특정 주파수를 동작하나 전광주파수(f_L)보다는 항시 높은 주파수로 동작하여 두 개의 동작 모드가 분리되었었다. 제 2 도의 장치는 이와 같이 두 단계의 주파수(f_p, f_L)를 발진하여 램프에 공급하는 전력을 제어하였다. 제 2 도에 있어서, 발진주파수(f)는 충방전 커패시터(C_T)를 충전시키는 전류의 크기의 함수로 결정되는데, 충전전류는 트랜지스터(Q9, Q10, Q11) 및 저항(R_T)으로 구성되는 전류원(6)과 트랜지스터(Q3, Q4) 및 저항(R_D)으로 구성되는 전류원(4)에 따라 결정된다. 따라서 전원이 인가되는 초기에는 단자(3)으로 소프트 스타트신호를 입력하여 전류원(4)를 작동시켜, 이때 흐르는 전류i1과 전류원(6)의 전류i2에 의해 커패시터(C_T)를 신속하게 충전시켜 발진주파수를 높게 하여 예열 주파수(f_p)로 동작하게 한다. 이때 전류(i1)의 변화는 저항(RD)의 크기에 따라 달라지고, 저항(RD)가 작아지면 전체 주파수는 높아지게 된다. 한편 초기 동작모드가 끝나면, 스위칭 트랜지스터(Q5, Q8)를 '오프'하여 전류원의 동작을 차단하여 커패시터(C_T)는 전류원(6)의 전류i2에 의해서만 충전되므로 예열 주파수(f_p)보다 낮은 전광주파수(f_L)로 발진하게 된다. 단자(1)이나 단자(2)로 '하이'가 입력되면 트랜지스터(Q5)의 베이스전위를 낮추어 트랜지스터(Q5)를 오프시킨다. 또한 단자(1) 및 단자(2)로 '로우'가 입력되어 트랜지스터(Q1)과 트랜지스터(Q2)가 '오프'되면 저항(R1)과 저항(R2)로 분할된 전압(V1)이 트랜지스터(Q5)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q5)를 도통시킨다. 스위칭 트랜지스터 Q5이나 Q8중 어느 하나만 '온'되어도, 전류원(4)은 작동하게 된다.

제 3 도는 제 2 도와 같은 종래의 장치가 두 단계로 동작하는 것을 나타내는 그래프이다. 제 3 도에 있어서, 전원을 '온'한 후 예열기간(t0~t1)에서는 예열주파수(f_p)로 동작하고, 정상기간(t1이후)에서는 전광주파수(f_L)로 동작하는 것을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 종래의 전자식 안정기(BALLAST)시스템은 초기구동부터 정상동작까지 두 단계로 동작하여 예열기간에서 정상기간으로 이전할 때 급격한 주파수의 변동을 초래한다. 이에 따라 급격한 주파수변화는 시스템에 과전류가 흐르게 되어, 소자에 스트레스를 주는 문제점이 있었다. 또한 디밍(dimming)주파수로 가변시에도 급격한 주파수의 변동을 초래하였고, 디밍모드에서는 전광주파수(f_L)로 갈 수 없어 외부에서 디밍기능 스위치를 온, 오프하여야 하는 불편함이 있었다.

따라서 본 발명의 제 1 목적은 상기와 같은 종래의 급격한 주파수변동을 해결하기 위하여 주파수 가변시에 기울기를 가지는 가변주파수 발생기를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 주파수 가변시 기울기를 가지고 디밍기능을 가지는 가변주파수 발생기를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 3 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 주파수 가변시에 기울기를 가지고 디밍기능과 무부하 검출기능을 가지는 밸러스트 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 4 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 무부하상태에 따라 주파수 가변시에 기울기를 가지고 발진주파수를 변동하여 영전압스위칭을 위한 구동신호를 방생하는 밸러스트 제어장치를 제공하는데 있다.

상기 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 밸러스트 제어기에 있어서, 전원인가 초기에 리셋신호에 따라 부하에 인가하는 전력을 낮게하기 위하여 높은 예열주파수를 발생하도록 하고 정상모드의 전광주파수로 이행하는 과정에 주파수 변화에 기울기를 주는 주파수 가변기; 및 상기 주파수가변기의 출력에 따라 주파수를 변동하여 톱니파를 발생하는 톱니파발생기를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 밸러스트 제어기에 있어서, 전원인가 초기에 리셋신호에 따라 부하에 인가하는 전력을 낮게하기 위하여 높은 예열주파수를 발생하도록 하고 정상모드의 전광주파수로 이행하는 과정에 주파수 변화에 기울기를 주는 주파수 가변기; 상기 전광주파수 도달 후 설정된 조도를 유지하기 위하여 설정된 디밍주파수로 소정의 기울기를 가지고 상승하여 조도를 조정하는 디밍부; 및 상기 주파수가변기 및 디밍부의 출력에 따라 주파수를 변동하여 톱니파를 발생하는 톱니파발생기를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 3 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 상용교류전원을 입력하여 정류하는 정류부와, 상기 정류부의 전원을 입력하여 소정의 주파수로 스위칭소자를 제어하여 공진회로를 통해 부하에 전원을 공급하는 밸러스트시스템을 구비한 전자식 안정기에 있어서, 상기 부하에 인가되는 권력의 일부를 궤환하여 무부하상태를 검출하는 무부하검출기; 저전압록아웃기능을 가지고 전원을 공급하며 상기 무부하 검출기의 출력에 따라 전원을 차단하며 주파수 가변기로 리셋신호를 출력하는 제어전원공급기; 상기 리셋신호에 따라 리셋하며 시간의 경과에 따라 예열주파수, 전광주파수, 및 디밍주파수의 톱니파를 발생하는 가변주파수발생기; 상기 톱니파를 입력하여 기준전압과 비교하고 논리합하여 구동신호를 발생하는 구동신호발생기; 및 상기 구동신호발생기의 출력을 입력하여 상기 밸러스트 시스템부의 스위칭소자를 구동하는 출력구동기를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제 4 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 상용교류전원을 입력하여 전류하는 정류부와, 상기 정류부의 전원을 입력하여 소정의 주파수로 스위칭소자를 제어하여 공진회로를 통해 부하에 전원을 공급하는 밸러스트 시스템을 구비한 전자식 안정기에 있어서, 전원이 온되면, 시간의 경과에 따라 예열주파수와 전광주파수와 디밍주파수로 소정의 기울기를 가지고 변동하도록 제어하는 주파수 가변기; 상기 주파수 가변기의 출력에 따라 발진 주파수를 변동하여 삼각파를 발생하는 삼각파발생기; 상기 삼각파를 입력하여 기준전압과 비교하고 논리합하여 구동신호를 발생하는 구동신호발생기; 상기 부하에 인가되는 전력의 일부를 궤환하여 무부하상태를 검출하는 무부하검출기; 및 상기 구동신호발생기의 출력을 입력하여 상기 밸러스트 시스템부의 스위칭 소자를 구동하고 무부하검출기; 및 상기 구동신호발생기의 출력을 입력하여 상기 밸러스트 시스템부의 스위칭 소자를 구동하고 상기 무부하 검출기의 출력에 따라 무부하시에는 출력을 차단하는 출력구동기를 구비한 것을 특징으로 한다.

이어서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장치를 상세히 설명하기로 한다.

제 4A 도는 본 발명에 의한 밸러스트 제어장치의 가변 주파수 발생기를 도시한 회로도로서, 주파수가변기(8)와 톱니파발생기(9)를 구비한다. 주파수가변기(8)는 충방전 커패시터(C_s)와 충반전 커패시터(C_s)를 충전시키기 위한 전류(i1)를 발생하는 전류미러(11)와 커패시터(C_s)의 충전전압(V_cs)을 단자10으로 입력되는 리셋신호에 따라 방전하는 트랜지스터(Q1)를 가지는 예열부(8-1)와, 커패시터(C_s)의 한쪽단자에 연결되어 충전전압(V_cs)을 베이스로 입력하는 트랜지스터(Q2)와 트랜지스터(Q2)의 에미터에 연결되는 저항(R1)과, 저항(R1)의 다른쪽 단자와 전류싱크(i2)의 접속점에 캐소드가 연결되고 톱니파발생기(9)에 아노드가 연결되는 다이오드(D1)를 가지는 슬로퍼(8-2)로 구성된다. 톱니파 발생기(9)는 충방전 커패시터(C_T)와 커패시터(C_T)를 충전시키는 전류를 발생하는 전류미러(14)와, 커패시터(C_T)에 충전된 전압을 방전하는 방전부(15)와 전류미러(14)의 전류의 크기를 결정하는 저항(R_t1, R_t2)으로 구성된다. 또한 V_RT는 노드(13)에서의 전압을 나타내고, i_D1은 다이오드(D1)를 흐르는 전류이다.

제 4B 도는 제 4A 도의 장치에 의한 동작 주파수특성을 도시한 그래프로서, 횡축은 전원을 온하는 시간(t0)부터 시간의 경과를 나타내는 시간(t)축이고, 종축은 해당시간에 발진되는 발진주파수(f)를 나타내는 주파수축이다. 제 4B 도에 있어서, 전원이 인가(t0)되고 나서 초기 예열기간(t0~t1)에는 예열주파수(f_p)를 발생하여 스위칭소자를 구동하다가 예열기간이 종료되면, 정상상태에 도달하기까지 과도기간(t1~t2)을 두어 예열주파수(f_p)에서 서서히 낮아져 전광주파수(f_L)에 도달하도록 한다. 이와 같이 예열주파수(f_p)에서 전광주파수(f_L)로 도달하기까지 주파수변동에 경사를 주어(서서히 변화시켜), 소자에 흐르는 전류의 급격한 변화를 방지한다.

제 4A 도와 제 4B 도에 있어서, 이와 같이 구성되는 장치의 동작을 살펴보자. 전원이 '온'되면, 단자(10)으로 주파수가변기 리셋펄스신호를 입력하여 트랜지스터(Q1)를 '온'하여 커패시터(C_s)를 방전시킨 후 '오프'되어 커패시터(C_s)가 충전할 수 있도록 한다. 커패시터(C_s)는 전류미러(11)에 의해 전류 i1으로 충전하여 노드(12)에 충전전압(V_cs)을 발생하고, 노드(12)를 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가한다. 충전전압(V_CS)은 영전위부터 차츰 상승하기 시작한다. 이때 V_cs<V_RT이면, 트랜지스터(Q2)는 '오프'되고, 싱크전류 i2는 다이오드(D1)을 통해 흐른다. 따라서 전류미러(14)의 전류가 증가하여 커패시터(C_T)에 충전되는 전류를 크게 하고, 단자(16)으로 출력되는 톱니파 발생신호는 정상상태보다 높은 예열주파수(f_p)가 된다. 이때 방전부(15)는 히스테리시스 특성을 가지는 기준전압을 발생하여 커패시터(C_T)의 충전전압과 비교하여 소정의 전압에서 방전하여 톱니파신호를 발생한다. 이 구간이 예열시간(혹은 소프트 스타트기간)으로 제 4B 도의 t0~t1에 해당한다.

한편 커패시터(C_s)의 충전전압 V_cs가 증가하여 V_CS=V_RT가 되면, 트랜지스터(Q2)가 동작하기 시작한다. 이때 트랜지스터(Q2)가 흘릴 수 있는 전류의 크기는 거의 0에 가깝다. 이후 V_CS>V_RT가 되면, 두 전압의 차(V_CS-V_RT=△V)를 저항(R1)으로 나눈값에 해당하는 전류가 트랜지스터(Q2)를 흐른다. 따라서 다이오드(D1)을 흐르는 전류는 i_D1=i2(△V/R1)이 되어 충전전압(V_CS)이 증가함에 따라 차츰 감소하게 된다. 만일 충전전압(V_CS)이 계속 증가하여 트랜지스터(Q2)를 흐르는 전류(△V/R1)의 크기가 i2와 같아지게 되며, 다이오드(D1)를 흐르는 전류(i_D1)는 0이 되어 사실상 다이오드(D1)는 차단된다. 따라서 커패시터(C_T)를 충전시키는 전류는 전류미러(14)에 의한 전류뿐이다. 즉, 트랜지스터(Q2)를 흐르는 전류가 증가하여 다이오드(D1)를 흐르는 전류(i_D1)가 작아짐에 따라 커패시터(C_T)를 통해 발생하는 발진주파수(f)는 낮아지게 된다. 이와 같은 경사구간이 제 2 도의 t1~t2에 해당하고 다이오드(D1)를 흐르는 전류가 0이 된 후(즉, t2후)에는 전류미러(14)에 의해 결정된 전류만으로 충전되고, 이때 발진주파수가 전광주파수(f_L)가 된다.

제 5A 도는 본 발명에 의한 중간단계를 가지는 가변주파수 발생기를 도시한 회로도로서, 주파수 가변기(8)와 톱니파발생기(9)를 구비한다. 제 5A 도에 있어서, 주파수 가변기(8)는 전류미러(11)와 트랜지스터(Q2) 사이에 중간단계기(20)를 두어, 제 5B 도와 같이 예열주파수(f_p)에서 전광주파수(f_L)로 이전하는 과정에 중간주파수(fi)단계를 둔다. 따라서 주파수 변동과정을 더욱 완만하게 할 수 있다. 또한 이와 같은 중간단계기(20)를 다수 삽입하면, 다단계의 중간단계를 둘 수 있다. 제 5A 도에 있어서, 중간단계기(20)는 베이스가 노드12에 연결되어 충전전압(V_CS)을 입력하는 트랜지스터(Q3)와 트랜지스터(Q3)의 에미터에 한쪽단자가 연결되는 저항(R2)과 저항(R2)의 다른쪽 단자와 전류싱크(i3)의 접속점에 캐소드가 연결되고 아노드가 톱니파발생기(9)의 노드17에 연결되는 다이오드(D2)와 노드17과 노드13 사이에 연결되는 저항(Rt₂)으로 구성된다. 중간단계기(20)를 제외한 나머지의 구성과 동작은 제 4A 도의 장치와 유사하다. 이와 같이 제 5A 도는 하나의 중간단계를 삽입한 경우를 보여주는 것으로, V_RT2>V_RT1이기 때문에 중간단계기(20)의 트랜지스터(Q3)가 먼저 동작하여 t1~t2의 경사구간을 발생하고, 트랜지스터(Q2)가 동작하여 t3~t4의 경사구간을 발생한다. 맨 처음에 커패시터(C_S)의 충전전압(V_CS)이 V_RT1보다 작을 때는 트랜지스터(Q3, Q2)가 모두 오프되어 충방전 커패시터(C_T)는 다이오드(D1)과 다이오드(D2)를 흐르는 전류(i_D1, i_D2)의 합 만큼 높은 주파수의 예열주파수를 발생한다. 즉, 전원이 온(t=0)되면 중간단계기(20)는 충전전압(V_CS)이 노드17의 전압V_RT1보다 낮으므로, 트랜지스터(Q3)가 '오프'되고, 싱크전류(i3)는 다이오드(D2)를 통해 흐른다. 따라서 전류미러(14)의 전류는 그만큼 증가하여 커패시터(C_T)를 충전하게 된다. 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압, 즉 충전전압 V_CS이 노드17의 전압 V_RT1과 같아지면서부터 트랜지스터(Q3)가 작동하기 시작하여 충전전압(V_CS)과 노드17의 전압(V_RT1)의 차를 저항(R2)으로 나눈값에 해당하는 전류((V_CS-V_RT1)/R₂)를 흘리기 시작한다. 따라서 충전전압(V_CS)이 증가함에 따라 다이오드(D2)를 흐르는 전류(i_D2)는 차츰 감소하기 시작한다. 이때가 제 5B 도의 t1~t2에 해당한다. 다이오드(D2)를 흐르는 전류(i_D2)가 0이되면, 실제적으로 다이오드(D2)는 '오프'되어 중간단계주파수(fi)를 발생하게 된다. 이때가 5B 도의 t2~t3구간이다. 한편 V_CS가 더욱 증가하여 노드13의 전압 V_RT2와 같아지면, 트랜지스터(Q2)가 동작하기 시작하여 베이스전압(V_CS)과 노드13 전압(V_RT2)과의 차를 저항(R1)으로 나눈값에 해당하는 전류를 흘리기 시작하고, 이에 따라 다이오드(D1)를 흐르는 전류(i_D1)가 감소하게 된다. 이때가 제 5B 도에서 t3~t4에 해당한다. 한편 다이오드(D1)를 흐르는 전류(i_D1)가 더욱 감소하여 0이되면, 다이오드(D1)는 실제적으로 차단된다. 따라서 커패시터(C_T)는 전류미러(14)에 의한 전류만으로 전광주파수(f_L)를 발생한다. 이때가 제 5B 도에서 t4 이후에 해당한다.

제 5B 도와 제 5A 도의 장치에 의한 동작 주파수특성을 도시한 그래프로서, 횡축은 시간(t)의 경과를 나타내고 종축은 시간(t)에 따라 변동하는 발진주파수(f)를 나타낸다. 제 5B 도에 있어서, fi는 중간단계의 주파수로서, 제 4B 도에서는 예열주파수(f_p)에서 전광주파수(f_L)로 바로 이행하였으나 제 5B 도에서는 중간단계에서 중간주파수(fi)를 거친 후에 전광주파수(f_L)로 이행하는 것을 보여준다.

제 6A 도는 본 발명에 의한 디밍기능을 가지는 가변주파수 발생기를 도시한 회로도로서, 주파수 가변기(8)와 디밍부(22)와 톱니파발생기(9)를 구비한다. 주파수가변기(8)는 제 4A 도와 같은 기본회로로 구성되었고, 디밍부(22)는 원하는 조도를 유지할 수 있도록 한다. 디밍부(22)는 충전전압(V_CS)에 베이스 연결되는 트랜지스터(Q5)와 트랜지스터(Q5)의 메이터에 한쪽단자가 연결되는 저항(R3)과 전류싱크(sink)(i4)를 가지는 디밍슬로퍼(23)와, 외부에서 전류(i5)의 크기를 조정하여 디밍레벨의 상한을 제공하는 전류미러(24)와 전류미러(24)와 디밍슬로퍼(23)를 다이오드(D3)를 통해 연결하는 전류미러(25)와, 전류미러(25)의 전류(id)를 결정하는 저항(Rd₁, Rd₂) 및 다이오드(D4)와 디빙부(22)와 톱니발생부(9)를 연결하는 다이오드(D5)로 구성된다. 톱니발생기(9)는 충방전 커패시터(C_T)와 커패시터(C_T)를 충전시키는 전류를 발생하는 전류미러(14)와 커패시터(C_T)에 충전된 전압을 방전하는 방전부(15)와 전류미러(14)의 전류의 크기를 결정하는 저항(Rt₁, Rt₂)으로 구성된다. 제 6B 도에 있어서 Vd는 노드26에서의 전압을 나타내고, i_D3는 다이오드(D3)를 통해 전류싱크(i4)로 흐르는 전류를 나타내고, i_D5는 톱니파발생기(9)로부터 다이오드(D5)를 통해 전류미러(24)로 흐르는 전류를 나타낸다. V_RT는 노드13에서의 전압을 나타내고, V_CS는 노드12에서의 충전전압을 나타낸다.

제 6B 도는 제 6A 도의 장치가 동작하는 주파수특성을 도시한 그래프로서, 횡축은 시간(t)의 경과를 나타내고 종축은 시간(t)에 따라 변동하는 발진주파수(f)를 나타낸다. 제 6B 도에 있어서, f_D는 디밍주파수로서 최소로 전광주파수(f_L)로부터 전류(i5)와 전류(id)의 차로 정해지는 주파수까지 저항(Rd1)를 조정하여 변경시킬 수 있다. 또한 제 6B 도의 t0~t3구간까지는 제 4A 도에서 설명한 바와 같다. t3~t4구간은 전광주파수(f_L) 도달 후 디밍기능에 의해 디밍주파수(f_D)로 이행하는 과도기간으로서, 종래의 디밍장치는 이때에도 급격한 주파수의 변동이 있었으나 본 발명에서는 디밍슬러퍼(23)에 의해 서서히 주파수가 변동하는 것을 알 수 있다. t4 이후에는 디밍주파수(f_D)에 도달하여 원하는 조도를 유지한다.

제 6A 도와 제 6B 도에 있어서, 디밍(dimming)동작은 충전전압(V_CS)이 노드26의 전압(Vd)와 같아지면, 트랜지스터(Q5)가 충전전압(V_CS)과 전압(Vd)의 차를 저항(R3)으로 나눈값에 해당하는 전류가 트랜지스터(Q5)를 흐르게 된다. 따라서 다이오드(D3)를 흐르는 전류(i_D3)는 i4-((V_CS-Vd)/R3)로 되어 차츰 감소하게 된다. 다이오드(D3)를 흐르는 전류(i_D3)가 적어지면, 이에 따라 전류미러(25)의 전류(id)가 감소한다. 따라서 전류미러(24)의 전류(i5)를 조정에 의한 특정한 값으로 유지하기 위하여 다이오드(D5)를 흐르는 전류(i_D5)를 증가시키고, 이에 따라 커패시터(C_T)를 충전시키는 전류미러(14)의 전류가 증가하여 발진주파수가 제 6B 도의 t3~t4에서와 같이 상승하게 된다. 이때 만약 Rd값이 작아 전류미러(25)에 의해 발생되는 전류(id)가 디밍기준전류인 i5보다 크게 되면(id>i5), 제 6B 도의 t3에서 상승구간이 발생하지 않게 된다. 즉, id>i5이면 디밍부(22)와 톱니파발생기(9)를 연결하는 다이오드(D5)에 흐르는 전류(i_D5)가 0되어 전광주파수(f_L)를 계속 유지하게 된다. 따라서 디밍모드에서도 저항(Rd1)을 조정하여 디밍주파수(f_D)를 전광주파수(f_L)와 같은 주파수로 발생할 수 있다. 즉, 저항(Rd1)에 의해 f_D가 최소 f_L로부터 i5와 id의 전류차에 의해 발생되는 주파수까지 가변할 수 있다. 한편 외부에서 전류i5의 크기를 조절하므로서 디밍모드에서 사용자가 원하는 밝기를 조절할 수 있다.

제 7A 도는 본 발명에 의한 광센서를 이용한 가변 주파수 발생기를 도시한 회로도로서, 주파수 가변기(8)와 디밍부(22)와 톱니파발생기(9)를 구비한다. 주파수 가변기(8)는 제 4A 도의 예열부(8-1)와 슬로퍼(8-2)에서 설명한 바와 같고, 디밍부(22)는 제 6A 도에서 설명한 바와 같으나 다이오드(D4)와 저항(Rd1)의 접속점의 광센서(30)를 부가하였다. 톱니파발생기(9)의 동작도 제 4A 에서 이미 설명한 바와 같다. 광센서(30)은 디밍부(22)의 다이오드(D4)의 케소드측과 전원(V_CC)사이에 연결되어 외부로 노출되어 빛의 세기를 저항의 크기로 변환한다. 즉 제 6A 도에서 설명한 바와 같이, 전광주파수(f_L)에 도달한 후에 디밍부(22)의 동작에 따라 제 6B 도의 t3 이후단계를 발생한다. 그런데 제 7A 도에서와 같이 광센서부(30)를 부가하면, 광센서가 빛을 감지함에 따라 제 7B 도와 같이 빛의 밝기에 따라 디밍의 정도(즉, 조도)를 자동으로 조정한다. 즉, 광센서(cds)가 빛을 감지하면, 전광주파수에서 디밍으로 가는 구간은 광센서(cds)가 없을 때보다 주파수가 더 높게 동작되도록 한다.

제 7B 도와 제 7 도의 장치에 의한 동작 주파수 특성을 도시한 그래프로서, 횡축은 시간(t)축이고 종축은 주파수(f)축이다. 제 7B 도에 있어서, t0~t3까지는 이미 설명한 바와 같고, '32'는 t3 이후 광센서(cds)에 의해 빛을 감지했을 경우의 디밍동작을 나타내고, 점선으로 표시된 '33'은 t3 이후 광센서가 없을 때의 동작을 나타낸다. '32'와 '33'의 그래프를 비교해 보면, 광센서가 외부의 빛을 감지하면 더욱 높은 주파수로 동작하는 것을 알 수 있다. 이는 외부의 조도가 높기 때문에 램프에 인가되는 발진 주파수를 높혀 전력을 낮게 하기 위해서다.

제 7C 도는 제 7A 도의 장치에서 다이오드(D4)를 삽입한 경우와 삽입하지 않은 경우의 동작 주파수 특성을 도시한 그래프로서, 횡축은 시간(t)축이고 종축은 주파수(f)축이다. 제 7C 도에 있어서, t3 이후에 '36'은 다이오드(D4)가 삽입되었을 경우를 나타내고, '37'은 다이오드(D4)가 없을 때의 동작을 나타낸다. '36'과 '37'을 비교해 보면, 다이오드(D4)가 삽입되어야만 디밍(dimming)기능이 보장되는 것을 알 수 있다.

제 8 도는 제 1 도의 정류부와 밸러스트 시스템을 개략적으로 도시한 회로도이다. 정류부(100)는 단자(90)으로 상용 교류전원을 입력하여 다이오드 브리지(102)를 통해 정류하고, 커패시터(C11)를 거쳐 필터링 후 소정의 직류전압을 출력한다. 밸러스트 시스템(110)은 단자116과 단자117을 통해 밸러스트 제어기(120)로부터 구동신호를 입력하여 제어 트랜스포머를 통해 스위칭소자를 온, 오프하는 시스템 제어기(112)와 부하(Lamp)에 전력을 공급하는 공진부(Lr 및 Cr)와 시스템을 보호하기 위한 다이오드(D13, D14), 저항(R1, R2) 및 커패시터(C14)로 구성된다. 즉, 정류부(100)로부터 직류전압을 입력하여 제 1 스위칭소자(Q1)와 제 2 스위칭소자(Q2)를 교번적으로 영전압 스위칭(ZVS)방식으로 스위칭하여 공진코일(lr)과 공진커패시터(Cr)를 통해 램프(Lamp)에 전력을 공급한다. 밸러스트 제어기(120)는 단자(115)를 통해 부하상태를 입력하고, 램프(Lamp)에 효율적으로 전력을 공급하기 위하여 각종 요구조건을 충족시키도록 단자(116)와 단자(117)를 통해 구동신호(A, B)를 출력한다.

제 9 도는 본 발명에 의한 밸러스터 제어기를 도시한 블럭도로서, 무부하 검출기(122), 제어전원공급기(124), 주파수가변기(126), 톱니파발생기(128), 구동신호발생기(130) 및 출력구동기(132, 134)를 구비한다. 주파수 가변기(126)와 톱니파발생기(128)는 가변주파수 발생기(125)를 형성하고, 구동신호발생기(130)는 '-'단자로 톱니파발생기(128)의 출력을 입력하여 '+'단자로 입력되는 기준전압(Vr)과 비교하는 비교기(comp)와, 비교기(comp)의 출력을 클럭단자(ck)로 입력하고, D단자로 서로 다른 Q, /Q출력을 입력하여 출력하는 플립플롭(FF1, FF2)과 플립플롭(FF1, FF2)의 출력을 논리합하는 앤드게이트(AND1, AND2)로 구성된다. 앤드게이트(AND1)은 /Q₁와 /Q₂를 논리합하여 구동신호(A)를 발생하고, 앤드게이트(AND2)는 Q₁와 Q₂를 논리합하여 구동신호(B)를 발생한다. 출력구동기(132, 134)는 각각의 구동신호(A, B)를 구동하여 출력단자(116, 117)를 통해 시스템제어기(112)로 출력한다. 무부하검출기(122)는 단자115로 궤환 신호를 입력하여 램프(Lamp)가 장착되지 않은 상태이면 이를 검출하여 제어전원공급기(124)의 출력전원(Vcc)을 차단하도록 하여 시스템을 보호한다. 제어전원공급기(124)는 정류부(100)로부터 전원을 입력하여 밸러스트 제어기(120)에서 필요로 하는 전원전압(Vcc)을 제공한다. 또한 전원전압이 소정전압 이하가 되면, 자동으로 출력을 차단하는 저전압록아웃(UVLO)기능을 가지고 있다. 제어전원공급기(124)는 주파수가변기로 리셋신호를 출력하여 주파수가변기의 동작을 개시한다.

제 10A~10D 도는 제 9 도의 장치의 동작 파형을 도시한 파형도이다. 즉, 제 10A 도는 톱니파발생기(128)의 출력신호를 도시한 것으로, 커패시터(제 4A 도의 C_T)의 충방전 전압이다. 또한 점선은 비교기(제 9 도의 copm)의 기준전압을 나타낸다. 제 10B 도는 제 10A 도의 톱니파발생신호를 기준전압과 비교하여 기준전압보다 낮으면 하이를 출력하고, 높으면, 로우를 출력하여 발생한 신호파형이다. 제 10C 도는 구동신호(A)를 도시한 파형도로서, 앤드게이트(제 9 도의 AND1)의 출력이다. 제 10D 는 구동신호(B)를 도시한 파형도로서, 앤드게이트(제 9 도의 AND2)의 출력이다.

제 11 도는 제 9 도의 무부하 검출기의 예를 도시한 회로도이다. 단자 115를 통해 밸러스트 시스템(110)의 형광등의 한쪽끝을 저항(R1)과 다이오드(D1)를 통해 비교기(comp)의 '-'단자로 연결한다. 다이오드(D1)의 케소드와 비교기(comp)의 '-'단자의 접속점은 서로 병렬로 연결되는 커패시터(C)와 저항(R2)을 통해 접지되고, 비교기(comp)의 '+'단자로는 기준전압(Vref)이 입력된다. 램프가 장착되면 비교기(comp)의 '-'단자로 입력되는 궤환전압은 기준전압(Vref)보다 높아서 단자(123)로 출력되는 셧다운신호는 '로우'가 되고, 램프가 장착되지 않으면 궤환전압이 기준전압(Vref)보다 낮아 셧다운신호가 '하이'가 되고 단자(123)을 통해 제어전원공급기(124)로 출력된다.

제 12 도는 본 발명에 의한 밸러스트 제어기의 다른 실시예를 도시한 블럭도로서, 무부하검출기(122), 주파수가변기(126), 기준신호발생기(130), 출력구동기(132, 134) 및 삼각파발생기(142)를 구비한다. 주파수 가변기(126)는 동작 주파수의 급격한 변동을 방지하기 위하여 주파수의 변동에 기울기를 주고, 궤환전류에 따라 삼각파발생기(142)의 발진 주파수를 조정한다. 또한 초기 예열단계에서 발진주파수를 높게하여 부하에 인가되는 전력을 낮게하므로서 램프를 예열시킨다. 삼각파발생기(142)는 주파수가변기(126)의 출력에 따라 충전시간과 방전시간을 동일하게 하여 삼각파를 발생한다. 구동신호발생기(130)는 삼각파발생기(142)의 삼각파신호를 제 1 비교기(comp1)와 제 2 비교기(comp2)에서 기준신호발생기(144)의 출력(Vr1, Vr2)과 비교하여 구동신호(A, B)를 발생한다. 출력구동기(132, 134)는 구동신호발생기(130)의 출력을 구동하여 단자(116, 117)을 통해 밸러스트 시스템(110)으로 출력한다. 한편 무부하검출기(122)는 궤환신호를 이용하여 부하상태를 감지한다. 만일 무부하상태를 감지하면, 출력구동기(132, 134)로 셧다운신호를 출력하여 구동신호를 차단한다.

제 13A~13E 도는 제 12 도의 장치의 동작 파형을 도시한 파형도이다. 제 13A 도는 삼각파발생기에서 발생한 삼각파를 도시한 것이고, 점선은 기준전압(Vr1, Vr2)을 나타낸다. 제 13B 도는 제 13A 도에서 삼각파신호와 기준전압(Vr1)을 비교하여 발생한 구동신호이다. 제 13C 도는 제 13A 도와 같은 삼각파신호와 기준전압(Vr2)를 비교하여 발생한 구동신호이다. 제 13D 도는 구동신호에 의해 밸러스트 시스템의 제 1 스위칭소자가 온, 오프되는 것을 나타낸다. 제 13E 도는 구동신호에 의해 밸러스트 시스템의 제 2 스위칭소자가 온, 오프되는 것을 나타낸다.

제 14 도는 제 12 도의 기준신호 발생기의 예를 도시한 회로도이다. 기준신호발생기(144)는 전류미러를 형성하는 트랜지스트(Q1, Q2, Q3)와 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결되어 기준전압(Vr2)를 강하하는 저항(R1)과 트랜지스터(Q2)의 콜렉터측과 접지사이에 연결되어 가변할 수 있는 전류가변기(iv)와 전류미러를 형성하는 트랜지스터(Q4, Q5, Q6) 및 기준전압(Vr1)을 강하하는 저항(R2)로 구성된다. 이와 같은 구성의 기준신호발생기(144)의 동작을 살펴보자. 기준전압(Vr2)를 변화시키기 위해 전류(iv)를 가변하여 △i만큼 증가시키면, 저항R2를 흐르는 전류가 △만큼 감소한다. 따라서 R1=R2라면, 기준전압 Vr2이 증가한 만큼 기준전압 Vr1이 감소하여 삼각파의 정상전압에서 기준전압(Vr2)과의 차와 삼각파의 밑변전압에서 기준전압(Vr1)과의 차의 크기가 항시 동일하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 장치는 형광등의 예열로부터 소프트스타트 및 정상주파수로 변동시에 기울기를 주므로서 종래의 계단식 변화로 인해 발생하는 전류 트랜지언트(transient)를 간단한 구성으로 해결한다. 또한 디밍모드로 제어할 때 형광등의 전광모드로부터 디밍모드로 변화시 그 주파수변화를 완만하게 해주므로써 사람이 인지하는 조도의 변화를 없애 줄 수 있고, 디밍모드에서도 전광주파수로 동작이 가능하도록 하여 외부에 별도의 모드변환 스위치없이도 디밍모드에서 전광모드가 가능하다. 또한 회로구성을 간단히 하여 저렴한 가격으로 구형이 가능하고, 무부하 검출을 통해 시스템을 보호하는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 밸러스트 제어기에 있어서, 전원인가 초기에 리셋신호에 따라 부하에 인가하는 전력을 낮게하기 위하여 높은 예열주파수를 발생하도록 하고 정상모드의 전광주파수로 이행하는 과정에 주파수 변화에 기울기를 주는 주파수 가변기; 및 상기 주파수가변기의 출력에 따라 주파수를 변동하여 톱니파를 발생하는 톱니파발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
2. 제 1 항에 있어서, 주파수 가변기는 상기 리셋신호를 입력하여 상기 예열주파수를 발생하도록 하는 예열부 및 상기 예열부의 예열동작이 완료되어 정상주파수로 변경하는 과정에 소정의 기울기를 가지도록 하여 완만하게 주파수가 변화하도록 하는 슬로퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 예열부는 충방전 커패시터(C_S)와, 상기 리셋신호에 따라 상기 커패시터를 방전시키는 트랜지스터(Q1)와, 상기 커패시터를 충전시키기 위한 전류(i1)를 발생하는 전류미터(11)를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 슬로퍼는 상기 커패시터(C_S)의 충전전압을 베이스로 입력하고 콜랙터는 전원에 연결되어 에미터로 출력하는 트랜지스터(Q2)와 트랜지스터(Q2)의 에미터에 한쪽단자가 연결되는 저항(R1)과 상기 저항(R1)의 다른쪽과 싱크전류(i2)의 접속점에 케소드가 연결되고 상기 톱니파발생기에 아노드가 연결되는 다이오드(D1)를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 톱니파발생기는 충방전 커패시터(C_S)와, 상기 주파수가변기의 제어전류에 따라 상기 커패시터를 충전시키기 위한 전류를 발생하는 전류미러(14)와, 상기 커패시터를 방전시키기 위한 히스테리시스 특성을 가지는 방전부를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수가변기는 상기 예열주파수에서 상기 전광주파수로 도달하기까지 적어도 하나이상의 중간주파수 단계를 두어 주파수변화를 더욱 완만하게 하는 중간단계기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 중간단계기는 상기 커패시터(C_S)의 충전전압을 베이스로 입력하고 콜렉터는 전원에 연결되어 에미터로 출력하는 트랜지스터(Q3)와 트랜지스터(Q3)의 에미터에 한쪽단자가 연결되는 저항(R2)과 상기 저항(R2)의 다른쪽과 싱크전류(i3)의 접속점에 케소드가 연결되고 아노드가 톱니발생기에 아노드가 연결되는 다이오드(D2)와 상기 다이오드 기준전압을 제공하기 위한 전압분할저항(Rt2)을 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
8. 밸러스트 제어기에 있어서, 전원인가 초기에 리셋신호에 따라 부하에 인가하는 전력을 낮게하기 위하여 높은 예열주파수를 발생하도록 하고 정상모드의 전광주파수로 이행하는 과정에 주파수 변화에 기울기를 주는 주파수 가변기; 상기 전광주파수 도달 후 설정된 조도를 유지하기 위하여 설정된 디밍주파수로 정의 기울기를 가지고 상승하여 조도를 조정하는 디밍부; 및 상기 주파수가변기 및 디밍부의 출력에 따라 주파수를 변동하여 톱니파를 발생하는 톱니파 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 디밍부는 상기 커패시터 충전전압을 베이스로 입력하여 싱크전류(i4)로 흐르는 다이오드전류(i_d3)의 크기를 서서히 변화시키는 디밍슬로퍼와, 소정의 조도를 유지하기 위하여 임의 설정된 전류(i5)를 발생하는 전류미러(24)와 상기 전류미러(24)에 연결되어 상기 다이오드(i_D3)전류의 변동에 따라 전류(id)를 발생하는 전류미러(25)와 상기 전류미러의 전류와 반비례하여 상기 톱니파발생기의 제어전류를 흘려주는 다이오드(D5)를 구비한 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 디밍부는 광센서를 더 구비하여 외부의 조도에 따라 디밍의 정도를 자동으로 조정하여 램프에 더욱 효율적으로 전력을 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 가변주파수 발생기.
11. 상용교류전원을 입력하여 정류하는 정류부와, 상기 정류부의 전원을 입력하여 소정의 주파수로 스위칭소자를 제어하여 공진회로를 통해 부하에 전원을 공급하는 밸러스트시스템을 구비한 전자식 안정기에 있어서, 상기 부하에 인가되는 전력의 일부를 궤환하여 무부하상태를 검출하는 무부하검출기; 저전압록아웃기능을 가지고 전원을 공급하며 상기 무부하 검출기의 출력에 따라 전원을 차단하며 주파수 가변기로 리셋신호를 출력하는 제어전원공급기; 상기 리셋신호에 따라 리셋하며 시간의 경과에 따라 예열주파수, 전광주파수, 및 디밍주파수의 톱니파를 발생하는 가변주파수발생기; 상기 톱니파를 입력하여 기준전압과 비교하고 논리합하여 구동신호를 발생하는 구동신호발생기; 및 상기 구동신호발생기의 출력을 입력하여 상기 밸러스트 시스템부의 스위칭소자를 구동하는 출력구동기를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트 제어기.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 가변주파수발생기는 상기 리셋신호를 입력하고 시간의 경과에 따라 예열주파수와 전광주파수와 디밍주파수로 소정의 기울기를 가지고 변동하도록 하는 주파수가변기와 상기 주파수 가변기의 출력에 따라 발진 주파수를 변동하여 톱니파를 발생하는 톱니파발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트 제어기.
13. 제 11 항에 있어서, 구동신호발생기는 상기 톱니파신호를 입력하여 기준전압과 비교하는 비교기와 상기 비교기의 출력을 클럭으로 입력하고 다른 /Q출력을 다시 D단자로 입력하는 제 1 디플립플롭과 상기 비교기의 출력을 클럭으로 입력하고 다른 Q출력을 다시 D단자로 입력하는 제 2 디플립플롭과 상기 제 1 및 제 2 D플립플롭의 출력을 논리합하는 앤드게이트를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트 제어기.
14. 상용교류전원을 입력하여 정류하는 정류부와, 상기 정류부의 전원을 입력하여 소정의 주파수로 스위칭소자를 제어하여 공진회로를 통해 부하에 전원을 공급하는 밸러스트 시스템을 구비한 전자식 안정기에 있어서, 전원이 온되면, 시간의 경과에 따라 예열주파수와 전광주파수와 디밍주파수로 소정의 기울기를 가지고 변동하도록 제어하는 주파수가변기; 상기 주파수 가변기의 출력에 따라 발진 주파수를 변동하여 삼각파를 발생하는 삼각파발생기; 상기 삼각파를 입력하여 기준전압과 비교하고 논리합하여 구동신호를 발생하는 구동신호발생기; 상기 부하에 인가되는 전력의 일부를 궤환하여 무부하상태를 검출하는 무부하검출기; 및 상기 구동신호발생기의 출력을 입력하여 상기 밸러스트 시스템부의 스위칭 소자를 구동하고 상기 무부하 검출기의 출력에 따라 무부하시에는 출력을 차단하는 출력구동기를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트 제어기.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 구동신호발생기는 서로 일정한 관계로 변화하는 제 1 기준전압과 제 2 기준전압을 발생하는 기준전압발생기와 상기 삼각파를 입력하여 상기 제 1 기준전압과 비교하는 제 1 비교기와 상기 삼각파를 입력하여 상기 제 2 기준전압과 비교하는 제 2 비교기를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트 제어기.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 기준신호발생기는 전류(iv)를 증가하면 저항(R1)에 강하되는 기준전압을 증가시키는 전류미러(Q1, Q2, Q3)와 상기 전류미러(Q1, Q2, Q3)에 한쪽이 연결되어 상기 전류(iv)의 변동에 따라 전류를 발생하는 전류미러(Q4, Q5, Q6)와 상기 전류미러(Q4, Q5, Q6)의 변동을 보상하고 일정한 전류(ic)를 유지하기 위하여 상기 전류의 변화와 반대로 동작하여 저항(R2)에 강하되는 전압이 상기 제 2 기준전압의 변동분과 동일하게 되는 것을 특징으로 하는 밸러스트 제어기.