KR100446100B1 - the appartus and method for alternation lighting by one ballast with two bulb - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method are provided to reduce cost, easily check an erroneous operation, and reduce the size and weight of the apparatus. CONSTITUTION: An apparatus comprises a full bridge inverter(20) including a sensing unit(24) connected to a fly back converter(10) and which senses, through sensing resistors(R5,R7,R8) and a sensing resistor(R11), output voltage and output current which are output during operation of a high beam lamp(60) or a low beam lamp(50); a controller(40) for taking, as an input, voltage from a power unit(11) and current through a resistor(R10), stabilizing power being supplied to each load by maintaining output power constant, and controlling unbalance loads by detecting voltage and current output during operation of the high beam lamp or the low beam lamp; and a switching circuit unit(80) for sequentially turning on the low beam lamp and the high beam lamp in such a manner that one of two lamps operates in an upward or downward manner, through the control of the controller.

Description

두개의 방전관(ＢＵＬＢ)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치 및 방법{the appartus and method for alternation lighting by one ballast with two bulb}Apparatus and method for alternating lighting two discharge tubes with one ballast

본 발명은 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치 및 방법에 관한 것에 관한 것으로서, 보다상세하게는 방전관(BULB) 자체가 불평형 제어대상인 차량용 HID(High Intensity Dischare)램프를 구동하기 위해서 기존의 두개의 발라스터로 각각 독립제어함으로서 수행하였던 것을 하나의 발라스터로 두개의 방전관(BULB)을 제어하기 위해 기존의 센싱 방법에 하나의 센싱 요소를 더하여 불평형부하를 제어하고 절체형 회로부를 통해 교번 점등하는 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for alternately lighting two discharge tubes (BULB) with one ballast, and more particularly, to drive a vehicle HID (High Intensity Dischare) lamp in which the discharge tube (BULB) itself is an unbalanced control target. In order to control two discharge tubes (BULB) with one ballast to control two unbalanced loads, one sensing element is added to the existing sensing method to control the unbalanced load and alternately through the switching circuit part. It is on.

일반적으로 발라스터(안정기)는 램프시동에 필요한 높은 시동전압 공급과 점등 후 램프전류를 규정치로 제한하는 기능을 가지고 있다. 이와 같은 이유로 안정기는 점등시에 고압의 점화펄스, 점화 후 방전상태의 천이를 위한 적절한 개방회로 전압 및 순시전류공급과 초기 점등시 빠른 점등을 위한 적절한 점등제어가 필요하다. 또한 정상상태에서의 긴 수명 및 안정된 광출력을 위해 공급되는 전력은 일정하여야 한다. 그러나 램프의 양단전압은 개별품에 따라 편차가 심하고 램프동작시간의 경과에 따라 상승하는 경향이 있어 램프전력제어 및 제어기 설계에 어려움이 있었다.In general, ballasts (ballasts) have the function of supplying the high starting voltage required for starting the lamp and limiting the lamp current after the lighting to the specified value. For this reason, ballasts require adequate ignition pulses for lighting, adequate open circuit voltage and instantaneous current for transitioning from discharge to ignition after discharge, and proper lighting control for rapid lighting during initial lighting. In addition, the power supplied for long life and stable light output in steady state should be constant. However, the voltages of both ends of the lamp vary greatly according to individual products and tend to rise as the lamp operation time elapses, which makes it difficult to control the lamp power and design the controller.

이러한 문제점은 출력시 전류와 전압의 양을 계산하여 일정한 전력량으로 출력되도록 제어함으로서 가능하게 되었다. 또한 방전관에 있어서 도 1에서 도시한 바와 같이 차량용 헤드램프의 전기 및 공압을 이용한 하향-상향 구동 방식 대신에 광원을 이용한 하향-상향 기능을 제공하여 두개의 각기 다른 색상 또는 동일한 색상을 발광하는 복수의 방전용기를 하나의 외구 유리봉입체 내에 배치함으로써, 전기기계적인 결함을 원천적으로 제거함과 아울러 광원을 이용하여 하향-상향등을 실현함으로서 제어구조를 단순화 시킬수 있는 차량용 가스방전 헤드램프를 제시한다.This problem is made possible by controlling the amount of current and voltage at the time of output and controlling the output to a constant amount of power. In addition, as shown in FIG. 1, the discharge tube provides a down-up function using a light source instead of a down-up driving method using electric and pneumatic pressures of a vehicle headlamp, thereby emitting two different colors or the same color. By disposing the discharge vessel in one outer glass encapsulation, the gas discharge headlamp for the vehicle can be simplified by eliminating the electromechanical defects at the same time and realizing the down-up using the light source.

이는 두개의 방전관을 제어하기 위해서 두개의 발라스터로 각각 제어함으로서 차량내 공간을 많이 차지하게 되고, 하나의 발라스터로 점등하면 한쪽의 방전관은 (+)저항 특성에 기인하여 저항이 큰쪽은 더욱 저항이 커지고, (-)쪽은 더욱 작아지게 되어 두개의 방전관간의 불평형은 더욱 커지게 되는 문제점이 발생하였다.This takes up a lot of space in the vehicle by controlling two ballasts in order to control two discharge tubes, and when one ballast is turned on, one of the discharge tubes has a higher resistance due to the positive resistance characteristics. , The (-) side becomes smaller and the unbalance between two discharge tubes becomes larger.

또한, 기존의 헤드램프는 앞쪽으로 밀면 상향식으로 작동하고, 뒤쪽으로 당기면 하향식으로 작동되는 슬라이딩방식으로 되어 있어서 구동중 자체 마모로 인해 기기의 손상을 가져와 오작동을 일으키는 문제점이 발생하였다.In addition, the conventional headlamp is a sliding type that is operated upward when pushed forward, and downward when pulled backward, causing damage to the device due to its own wear during operation, causing a malfunction.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위하여 안출된 것으로서, 자동차 헤드 램프용으로 사용되는 HID(High Intensity Dischare) 시스템에서 두개의 방전관을 제어하기 위해서 사용되었던 두개의 발라스터를 하나의 발라스터로 교번점등하기 위한 제어 장치및 방법을 제공하는 것으로, 특히 기존의 센싱 방법에 하나의 센싱 요소를 더하여 불평형부하를 제어하고, 외부의 신호에 의하여 상향과 하향의 신호를 분리하여 발라스터 자체 내에서 절체형 회로부를 통해서 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프로 작동되도록 제어하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to meet the above needs, and alternating two ballasts used to control two discharge tubes in a high intensity dischare (HID) system used for automobile headlamps into one ballast. The present invention provides a control device and a method for turning on a light, and in particular, adds one sensing element to an existing sensing method to control an unbalanced load, and separates an upward and a downward signal by an external signal, thereby switching the circuit portion within the ballast itself. The purpose of the control is to operate as a high beam (LOW BEAM) lamp or a low beam (LOW BEAM) lamp through.

도 1은 종래의 차량용 가스방전 헤드램프를 도시한 외관도,1 is an external view showing a conventional gas discharge headlamp for a vehicle;

도 2는 본 발명에 따른 하나의 발라스터로 두개의 방전관을 제어하기 위한 발라스터의 회로도,2 is a circuit diagram of a ballast for controlling two discharge tubes with one ballast according to the present invention;

도 3은 방전관(BULB) 구동시의 단계별 분석도,3 is a step-by-step analysis diagram when driving the discharge tube (BULB),

도 4는 본 발명의 전압제어시 플라이백컨버터의 동작를 나타낸 실시예도4 is an embodiment showing the operation of the flyback converter in the voltage control of the present invention

도 5는 본 발명의 전류제어시 플라이백컨버터의 동작을 나타낸 실시예도5 is an embodiment showing the operation of the flyback converter in the current control of the present invention

도 6은 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 방법을 나타낸 블록도,6 is a block diagram illustrating a method of alternately lighting two discharge tubes BULB with one ballast according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치의 작동을 나타낸 블록도.7 is a block diagram showing the operation of an apparatus for alternating lighting of two discharge tubes BULB with one ballast according to the invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

10: 플라이백 컨버터(Flyback Converter) 11: 전원부10: Flyback Converter 11: Power Supply

12: 입력전압검출부 13: 입력전류검출부12: input voltage detector 13: input current detector

16: PWM제어부 20: 풀브리지인버터16: PWM control unit 20: full bridge inverter

21: 출력전류검출부 22: 출력전압검출부21: output current detector 22: output voltage detector

23: 게이트구동부 24: 센싱부23: gate driver 24: sensing unit

40: 제어기 50: 로우빔(LOW BEAM)램프 60: 하이빔(HIGH BEAM)램프 70: 이그나이터 80: 절체형 회로부40: controller 50: low beam lamp 60: high beam lamp 70: igniter 80: switching circuit

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 플라이백 컨버터(Flyback Converter)와 풀브리지인버터(Full Bridge inverter) 및 전원부와 PWM제어부, 그리고 게이트구동부와 점화기로 이루어진 하나의 발라스터로 두개의 방전관(BULB)을 제어하는 교번점등장치로 구성되며,The apparatus of the present invention for achieving the above object is a flyback converter (Flyback Converter) and a full bridge inverter (Full Bridge inverter) and the power supply unit, PWM control unit, a gate drive unit and a single ballast consisting of a ignition two discharge tubes ( It consists of alternating lighting device that controls BULB).

상기 풀브리지인버터는 플라이백 컨버터의 일측에 연결되어 센싱저항(R5,R7,R8)과 센싱저항(R11)을 통해 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프 작동시 출력되는 출력전압과 출력전류를 검출하여 센싱하는 센싱부로 구성되고,The full bridge inverter is connected to one side of the flyback converter and is output when the high beam lamp or the low beam lamp is operated through the sensing resistors R5, R7, and R8 and the sensing resistor R11. Sensing unit for detecting and sensing the output current and

상기 전원부로부터 입력전압을 입력받고 저항R10을 통하여 입력전류를 각각 입력받아 출력전력을 일정 단계로 유지하여 각부하에 공급되는 전력을 안정화하고하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프 작동시 출력되는 출력전압과 출력전류를 검출하여 양단간의 불평형부하를 제어하는 제어기와,The input voltage is input from the power supply unit, the input current is input through the resistor R10, and the output power is maintained at a predetermined level to stabilize the power supplied to each load, and to operate the high beam lamp or the low beam lamp. A controller for controlling an unbalanced load between both ends by detecting an output voltage and an output current output during

상기 게이트구동부의 일측을 인가하여 제어기의 제어를 통해 로우빔(LOW BEAM) 램프와 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향 또는 하향으로 동작하도록 교번 점등하는 절체형 회로부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is configured to include an alternating circuit unit for applying one side of the gate driver to alternately turn on one of the low beam lamp and the high beam lamp to operate upward or downward through control of a controller. It is done.

그리고, 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 방법은 안정기(BALLAST)에 전원이 인가되고 점등개시가 이루어지지 않은 구간에서 이그나이터가 동작할 수 있도록 출력 전압과 입력 전압의 값을 제어기가 측정하여 점등이 개시 될 때까지 컨버터 단의 듀티를 최대로 하여 변압기 2차 측에 고압이 인가되도록 제어하는 전압제어단계와,In addition, in the method of alternately lighting two discharge tubes BULB according to the present invention with one ballast, the output voltage and the input voltage are operated so that the igniter operates in a section in which power is applied to the ballast BALLAST and the lighting is not started. A voltage control step of controlling the high voltage to be applied to the secondary side of the transformer by maximizing the duty of the converter stage until the controller measures the value of the controller and starts lighting.

절체형 회로부에서 로우빔(LOW BEAM) 램프와 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향 또는 하향으로 교번 점등하는 단계와,Alternately lighting up one of a low beam lamp and a high beam lamp in an alternating circuit part in an upward or downward direction;

안정기(BALLAST)의 방전관(BULB)의 점등 개시 구간과 천이 구간 사이에 전하의 자유로운 이동으로 전류가 많이 유입되어 직류(DC) 구동의 안정화를 갖을 수 있도록 하는 전류제어단계와,A current control step of allowing a large amount of current to flow through free movement of electric charges between the start-up and transition sections of the discharge tube BULB of the ballast BALLAST to stabilize the direct current (DC) drive;

안정기(BALLAST)가 천이 구간 후에 안정화 상태로 가는 동안에 입력 전압과 전류, 그리고 출력전압과 전류를 측정하여 방전관(BULB)가 정상적으로 점등을 유지할 수 있도록 전압과 전류를 모두 제어하는 전력제어단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.While the ballast (BALLAST) is going to the stabilized state after the transition period, it is a power control step of controlling both the voltage and current to measure the input voltage and current, and the output voltage and current so that the discharge tube (BULB) is normally lit It features.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 하나의 발라스터로 두개의 방전관(BULB)를 동시에 제어하는 차량용 고압방전램프 제어회로를 도시한 블록도인 바, 이는 플라이백 컨버터(Flyback Converter), 풀브리지인버터(Full Bridge inverter), 제어기, PWM제어부, 게이트구동부, 절체형 회로부 및 이그나이터로 구성된다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a high-voltage discharge lamp control circuit for a vehicle that simultaneously controls two discharge tubes BULB with one ballast according to the present invention, which is a flyback converter and a full bridge inverter. It consists of inverter, controller, PWM controller, gate driver, switching circuit and igniter.

특히, 풀브리지인버터(Full Bridge inverter)에는 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프 작동시 출력되는 출력전압을 검출하는 센싱 기능을 갖는 센싱부가 구성된다.In particular, a full bridge inverter includes a sensing unit having a sensing function for detecting an output voltage output when a high beam lamp or a low beam lamp is operated.

여기서, PWM제어부와 게이트구동부 및 이그나이터의 구성과 동작은 당업계에서 보편적인 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, since the configuration and operation of the PWM controller, the gate driver, and the igniter are common techniques in the art, detailed descriptions thereof will be omitted.

상기 플라이백 컨버터(Flyback Converter)(10)는 일측에 차량 전원인 밧데리와 제너레이터로부터 저항(R3)와 저항(R4)의 일정한 비율에 따라 입력되는 입력전압을 검출하는 입력전압검출부(12)가 접속되고, 그 입력전압검출부(12)의 측면에 초기 기동시 PWM 제어부(16)의 제어신호에 의해 턴 온/오프되는 스위칭 트랜지스터(S3,S4)에 입력되는 입력전류를 검출하는 입력전류검출부(13)가 접속되며, 회로의 상단부에 스위칭 트랜지스터(S3,S4)가 턴 온/오프되면 밧데리와 제너레이터의 전압(V+, V-)을 승압하여 출력하는 변압기(T1)가 접속되고, 그 변압기(T1)에서 출력되는 고전압(1500V)을 정류하여 이그나이터(70)로 제공하는 다이오드(D1, D2)와, 램프의 점화상태에 따라 가변되는 상기 변압기(T1)에서 출력되는 직류전압을 정류하여 풀브리지인버터로 제공하는 다이오드(D3)가 접속된다. 또한, 상기 다이오드(D3)의 캐소드단과 접지단 사이에는 전해 캐패시터(C5)와 저항(R6) 및 전해 캐패시터(C6)가 상호 병렬로 접속된다.The flyback converter 10 is connected to an input voltage detector 12 that detects an input voltage input from a battery and a generator, which is a vehicle power source, according to a constant ratio of the resistor R3 and the resistor R4 to one side. On the side of the input voltage detector 12, an input current detector 13 for detecting an input current input to the switching transistors S3 and S4 turned on / off by a control signal of the PWM controller 16 at initial startup. ) Is connected, and when the switching transistors S3 and S4 are turned on / off at the upper end of the circuit, a transformer T1 that boosts and outputs the voltages V + and V- of the battery and the generator is connected to the transformer T1. Diodes (D1, D2) rectifying the high voltage (1500V) output from the) to the igniter 70, and the full-bridge inverter by rectifying the DC voltage output from the transformer (T1) that is variable according to the ignition state of the lamp Diode (D3) It is in. In addition, an electrolytic capacitor C5, a resistor R6, and an electrolytic capacitor C6 are connected in parallel between the cathode terminal and the ground terminal of the diode D3.

여기서, 상기 입력전압검출부(12)는 각부하에 전원부의 전원이 12V로 일정하게 공급되는지를 검출하고, 상기 입력전류검출부(13)는 초기기동시 센싱저항(R10)을 통해 제어기에서 제공되는 전류 명령치를 이용하여 변압기(T1)에 일정한 전류가 흐르는지를 검출하는 역할을 한다.Here, the input voltage detection unit 12 detects whether the power of the power supply unit is constantly supplied at 12V under each load, and the input current detection unit 13 provides a current provided from the controller through the sensing resistor R10 at initial startup. The command value is used to detect whether a constant current flows in the transformer T1.

상기 센싱부(24)는 플라이백 컨버터(Flyback Converter)(10)의 일측에 센싱 저항을 결합하여 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프 작동시 출력되는 출력전압과 출력전류를 검출하여 센싱하는 기능을 갖는 바, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 센싱저항(R5,R7)과 전해 캐패시터(C7) 및 센싱저항(R11)로 구성되고, 그 센싱저항(R7)과 저항(R8)사이에 위치하여 램프 작동시 출력되는 전압을 검출하는 출력전압검출부(22)가 접속되며, 센싱저항(R11)을 통해 램프의 초기 구동시 이그나이터부를 통해 유입되는 직류전류를 검출하는 출력전류검출부(21)가 각각 접속되고, 게이트구동부(23)에서 출력되는 구동신호에 의해 스위칭되는 스위칭 트랜지스터(S1,S2,S5,S6)가 접속된다.The sensing unit 24 detects an output voltage and an output current that are output when a high beam lamp or a low beam lamp is operated by coupling a sensing resistor to one side of a flyback converter 10. 2, the sensing resistors R5 and R7, an electrolytic capacitor C7, and a sensing resistor R11, and the sensing resistors R7 and R8, respectively. An output voltage detector 22 is disposed between the output voltage detectors 22 for detecting a voltage output when the lamp is operating. The output current detector 21 detects a DC current flowing through the igniter unit during the initial driving of the lamp through the sensing resistor R11. Are connected to each other, and switching transistors S1, S2, S5, and S6 switched by the drive signal output from the gate driver 23 are connected.

상기 제어기(40)는 PWM 발생기, 램프 전력안정, 램프 온도보상기, 전체 fault 보호회로의 특징을 갖는다. 이는 밧데리와 제너레이터로부터 입력전압과 입력전류를 각각 입력받아 출력전력을 일정 단계로 유지하여 각부하에 공급되는 전력을 제어하고 인버터부에 제공되는 출력전압과 출력전류를 제어하는 바, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 초기 전압을 15V로 일정하게 제어하기 위해 사용되는 입력전압검출부(12)와 접속되고, 그 입력전압검출부(12)의 측면에는 제어기에서 제공되는 전류 명령치를 이용하여 일정한 전력을 얻기 위해 사용되는 입력전류검출부(13)와 접속되며, 램프의 점화상태에 따라 가변되는 직류전류를 제어하기 위해 사용되는 출력전류검출부(21)가 접속되고, 센싱부(24)에서 출력되는 출력전압을 일정전압으로 제어하기 위해 사용되는 출력전압검출부(22)가 접속되며, 플라이백 컨버터(10)로부터 일정 레벨의 직류전압과 램프의 점화상태에 따라 가변되는 레벨의 직류전압이 각각 출력될 수 있도록 하는 PWM제어부(16)가 접속되며, 풀브리지인버터부(20)로부터 구형파 교류전압이 출력되도록 제어신호인 게이팅신호를 제공하는 게이트 구동부(23)가 접속된다.The controller 40 is characterized by a PWM generator, lamp power stabilization, lamp temperature compensator, and overall fault protection circuitry. It receives the input voltage and the input current from the battery and the generator, respectively, and maintains the output power at a predetermined level to control the power supplied to each load and to control the output voltage and output current provided to the inverter unit, which is shown in FIG. As shown, it is connected to the input voltage detector 12 used to control the initial voltage to 15V constantly, and on the side of the input voltage detector 12 to obtain a constant power by using the current command value provided from the controller. It is connected to the input current detection unit 13 to be used, the output current detection unit 21 is used to control the DC current which is variable according to the ignition state of the lamp is connected, the output voltage output from the sensing unit 24 is constant The output voltage detector 22 used to control the voltage is connected, and the flyback converter 10 is connected to a predetermined level of the DC voltage and the ignition state of the lamp. The PWM control unit 16 is connected to output a DC voltage of varying levels, respectively, and the gate driver 23 providing a gating signal as a control signal to output a square wave AC voltage from the full bridge inverter unit 20. Is connected.

상기 절체형 회로부(80)는 도2에서 도시한 바와 같이 게이트구동부(23)의 일측을 인가하여 제어기의 제어를 통해 로우빔(LOW BEAM) 램프와 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향 또는 하향으로 제어할 수 있도록 구성된다.As shown in FIG. 2, the transfer circuit unit 80 applies one side of the gate driver 23 to upwardly or upwardly either one of a low beam lamp and a high beam lamp through control of a controller. It is configured to be controlled downward.

이처럼 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치는 종래의 플라이백컨버터, 전류제어부, 풀브리지인버터, PWM제어부, 게이트구동부에 있어서, 상기 플라이백컨버터(10)에 입력전압검출부(12)와 입력전류검출부(13) 그리고 출력전류검출부(21)를 포함하여 구성하고, 상기 풀브리지인버터(20)에 로우빔(LOW BEAM) 램프 또는 하이빔(HIGH BEAM)램프 구동시 출력되는 출력전류와 출력전압을 검출하여 센싱하는 센싱부(24)를 구성하며, 상기 게이트구동부의 일측을 인가하여 제어기의 제어를 통해 로우빔(LOW BEAM) 램프와 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향 또는 하향으로 동작하도록 순차적으로 점등하는 절체형 회로부(80)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.As described above, an apparatus for alternately lighting two discharge tubes BULB according to the present invention with one ballast includes a flyback converter, a current controller, a full bridge inverter, a PWM controller, and a gate driver in the flyback converter 10. An input voltage detector 12, an input current detector 13, and an output current detector 21 are included, and a low beam lamp or a high beam lamp is driven to the full bridge inverter 20. The sensing unit 24 is configured to detect and sense an output current and an output voltage, and any one of a low beam lamp and a high beam lamp is controlled through a controller by applying one side of the gate driver. It characterized in that it comprises a switching circuit portion 80 that sequentially turns on one to operate in an upward or downward direction.

이하, 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등 하기 위한 동작사항을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the operation details for alternating lighting of two discharge tubes BULB according to the present invention with one ballast will be described.

도3에서 도시한 바와 같이 방전이 시작되는 점화(breakdown)구간, 이온충돌에 의한 글로우 방전(glow discharge)구간 및 글로우 방전상태에서 아크 방전상태로 천이하는(Glow to Arc Transition)구간, 열전자방출에 의한 아크 방전(arc discharge)구간으로 크게 분류될 수 있다.As shown in Fig. 3, a ignition (breakdown) section in which discharge starts, a glow discharge section due to ion collision, a glow to arc transition section in a glow discharge state, and a hot electron emission section It can be largely classified into an arc discharge section.

먼저, 도 3에서 도시된 바와 같이, 방전이 시작되는 점화(breakdown)구간으로 램프의 전극양단에 가하여 내부의 절연상태를 깨는 전압으로 점화용 고압펄스가 있는데, 이는 초기점화(cold start)시 2KV, 재 점화(hot start)시 25KV가 요구된다. 재점화의 경우, 높은 점화전압을 피하려면 램프를 냉각시키면 되지만, 자연냉각시 cold 상태로 회복하려면 10분 이상 소요되므로 본 발명에서는 25K이상의 출력을 낼 수 있는 점화기(ignitor)(70)가 적용된다.First, as shown in FIG. 3, there is a high-voltage pulse for ignition with a voltage that breaks the internal insulation state by applying to both ends of the lamp as a breakdown section at which discharge starts, which is 2 KV at the initial start (cold start). For a hot start, 25 KV is required. In the case of re-ignition, it is necessary to cool the lamp to avoid high ignition voltage, but it takes more than 10 minutes to recover to a cold state during natural cooling, so in the present invention, an ignitor 70 capable of outputting more than 25K is applied. .

다음으로, 이온충돌에 의한 글로우 방전(glow discharge)구간으로 램프의 점화 후 글로우 방전상태를 유지하는 전압이 있는데, 본 발명에서는 점화전에 약600V의 전압을 점화전에 램프에 인가하여 램프가 점화(ignition)후 글로우 상태를 유지하도록 한다.Next, there is a voltage that maintains a glow discharge state after ignition of the lamp by a glow discharge section due to ion collision. In the present invention, a voltage of about 600 V is applied to the lamp before ignition before ignition. ) To keep the glow state.

다음으로, 점화 후 램프가 글로우 방전상태에서 아크 방전상태로 천이하는 구간으로 Take-over 전류회로가 있다. 그 Take-over 전류가 충분히 공급되지 않으면 점등이 실패되는데, 이는 아크 방전 천이 직후의 램프의 전압은 낮아지게 되고, 램프는 안정기로부터 공급되는 전류로 아크방전을 지속하게 유지하기 때문이다. 그러므로 본발명에서는 안정기로부터 전류가 충분히 공급되기까지 Take-over 전류회로가 램프에 전류를 흘러주게 구성한다.Next, the take-over current circuit is a section in which the lamp transitions from the glow discharge state to the arc discharge state after ignition. If the take-over current is not supplied sufficiently, the lighting fails because the voltage of the lamp immediately after the arc discharge transition is lowered, and the lamp maintains the arc discharge with the current supplied from the ballast. Therefore, in the present invention, the take-over current circuit is configured to flow current to the lamp until the current is sufficiently supplied from the ballast.

다음으로, 열전자방출에 의한 아크 방전(arc discharge)구간이 있는데, 이는 글로우 방전상태에서 아크 방전상태로 천이한 후 램프는 안정기로부터 공급받는 전력에 의해 내부의 온도 및 압력이 상승한다. 이때 램프의 전압과 광출력도 같이 상승하여 정상상태에 이르게 된다. 이 동작구간에서 공급되는 전류는 램프의 Warm-up 시간을 결정할 뿐만 아니라 과도상태에서의 광출력 응답특성도 결정하므로, 본 발명에서는 제어기의 제어를 통해 램프의 전력을 원하는 전력이 되도록 제어한다.Next, there is an arc discharge section by hot electron emission, which transitions from the glow discharge state to the arc discharge state, and then the internal temperature and pressure of the lamp are increased by the power supplied from the ballast. At this time, the voltage and light output of the lamp also increase to reach a steady state. Since the current supplied in this operation section not only determines the warm-up time of the lamp, but also the light output response characteristic in the transient state, the present invention controls the lamp power to the desired power through the control of the controller.

끝으로, 정상상태에서 일정한 광출력을 얻기위해 램프에 공급되는 전력을 정격치로 일정하게 제어하여 불빛이 흔들리고 수명을 저하시키는 결과를 방지한다.Finally, the power supplied to the lamp is controlled at a constant value to obtain a constant light output in a steady state, thereby preventing the light from shaking and reducing the lifespan.

이처럼 본발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 동시점등 하기 위한 동작사항을 기준으로 본 발명의 장치인 풀브리지 인버터와 제어기 및 절체형 회로부의 상세한 동작을 설명하기로 한다.As described above, detailed operation of the full-bridge inverter, the controller, and the switching circuit unit of the device of the present invention will be described based on the operation of simultaneously lighting two discharge tubes BULB according to the present invention with one ballast.

먼저, 풀브리지 인버터(20)의 동작을 설명하면, 이는 플라이백컨버터(10)로부터 출력되는 20~100V의 직류전압을 입력받아 150~400Hz의 구형파 교류전압으로 변환하고, 로우빔(LOW BEAM) 램프 또는 하이빔(HIGH BEAM)램프 구동시 출력되는 출력전압을 검출하는 센싱기능을 가진다. 즉, 전원 인가시 센싱저항(R5,R7,R8)에서 일정한 비율로 출력전압 50V를 센싱하여 게이트구동부를 통해 로우빔(LOW BEAM) 램프 또는 하이빔(HIGH BEAM)램프로 인가시키고, 그 센싱저항(R7)과 센싱저항(R8)사이에서 출력되는 전압을 출력전압검출부에서 검출한다.First, the operation of the full bridge inverter 20 will be described, which receives a DC voltage of 20 ~ 100V output from the flyback converter 10 and converts it into a square wave AC voltage of 150 ~ 400Hz, LOW BEAM It has a sensing function that detects an output voltage output when driving a lamp or a high beam lamp. That is, when the power is applied, the output voltage is sensed at a constant ratio from the sensing resistors R5, R7, and R8 and applied to the low beam lamp or the high beam lamp through the gate driver, and the sensing resistance ( The voltage output between R7) and sensing resistor R8 is detected by the output voltage detector.

다음으로, 제어기(40)의 동작을 살펴보면, 이는 PWM 발생기, 램프 전력안정, 램프 온도보상기, 전체 fault 보호회로의 특징을 갖는바, 밧데리와 제너레이터로부터 입력전압과 입력전류를 각각 입력받아 출력전력을 일정 단계로 유지하여 각부하에 공급되는 전력을 제어하고 풀브리지인버터(10)에 제공되는 출력전압과 출력전류를 제어하는데, 특히 출력전압검출부를 통해 로우빔(LOW BEAM) 램프(50)와 하이빔(HIGH BEAM) 램프(60) 작동시 외부에서 유입되는 신호를 구분하여 상향과 하향의 신호를 구분하고 절체형 회로부를 통하여 로우빔(LOW BEAM)램프 또는 하이빔(HIGH BEAM)램프를 동작시켜 불평형부하를 제어하고 신호에 따라 교번 동작을 수행 할 수 있도록 제어한다.Next, referring to the operation of the controller 40, which has the characteristics of a PWM generator, lamp power stabilization, lamp temperature compensator, and total fault protection circuit, the input voltage and the input current are respectively inputted from the battery and the generator to obtain the output power. It maintains at a constant level to control the power supplied to each load and to control the output voltage and output current provided to the full bridge inverter 10, in particular the low beam lamp 50 and the high beam through the output voltage detector (HIGH BEAM) When the lamp 60 is operated, the signal flowing from the outside is distinguished from the upward and downward signals, and an unbalanced load is operated by operating a low beam lamp or a high beam lamp through a switching circuit part. Control to control and perform the alternating operation according to the signal.

끝으로, 절체형 회로부(80)에 있어 동작사항을 살펴보면 다음과 같다.Finally, the operation of the switching circuit unit 80 is as follows.

로우빔 램프의 신호는 전원의 입력으로 기본적으로 동작하는 것으로 하고 외부에서 하이빔 램프의 점등 신호가 유입되면 이때의 신호를 기준으로 로우빔 램프의 절체회로를 소등 상태로 하고 하이빔 램프를 점등할 수 있는 상태로 하여 하이빔 램프를 점등한다. 다시 하이빔 램프의 신호가 소등 상태의 신호로 입력되면 하이빔 램프를 소등시키고 로우빔 램프를 점등한다.The signal of the low beam lamp is basically operated by the input of power, and when the lighting signal of the high beam lamp is introduced from the outside, the switching circuit of the low beam lamp is turned off and the high beam lamp can be turned on based on the signal. The high beam lamp is turned on. When the signal of the high beam lamp is input again as the signal of the light off state, the high beam lamp is turned off and the low beam lamp is turned on.

또한, 재점등시를 고려하여 제어기에서는 로우빔 램프와 하이빔 램프의 점등 상태를 점검할 수 있는 부가회로를 추가하여 재점등시에 원활한 점등이 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, in consideration of the re-lighting, the controller preferably adds an additional circuit for checking the lighting states of the low-beam lamp and the high-beam lamp, so that smooth lighting is performed at the time of re-lighting.

이렇게 하이빔 램프의 신호를 검출하여 하이빔 램프와 로우빔 램프를 교번하여 점등한다.In this way, the signal of the high beam lamp is detected and the high beam lamp and the low beam lamp are alternately lit.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치는 플라이백컨버터, 전류제어부, 풀브리지인버터, PWM제어부, 게이트구동부에 있어서, 상기 센싱부, 제어기, 절체형 회로부를 포함하여 구성된 것으로, 도 6에서 도시한 바와 같이 전체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.As described above, an apparatus for alternately lighting two discharge tubes BULB according to the present invention with one ballast includes a flyback converter, a current controller, a full bridge inverter, a PWM controller, and a gate driver. It is configured to include a switching circuit, the overall operation as shown in Figure 6 as follows.

먼저, 제어기의 제어를 통해 전원이 정상적으로 입력되면 각 부하에 전원을 공급하고, 전원이 정상적으로 입력되지 않으면 재점등모드(S380)가 작동되어 전원전압의 유무를 다시 확인한다(S310).First, when power is normally input through the control of the controller, power is supplied to each load, and when the power is not normally input, the re-lighting mode (S380) is operated to check whether the power voltage is present (S310).

이렇게 입력된 전원이 플라이백컨버터로 인가되면, 플라이백컨버터에서는 축전지의 출력전압을 일정 레벨의 직류전압으로 변화하여 점화기로 제공한다(S320).When the input power is applied to the flyback converter, the flyback converter changes the output voltage of the battery into a DC voltage of a predetermined level and provides the igniter (S320).

이때 점화기에서는 상기 컨버터로부터 직류전압을 인가받아 초기점화시 2kV, 재 점화시 25kV의 고압전력으로 램프가 점화할 수 있도록 고전압의 펄스를 가한다(S330).At this time, the igniter receives a DC voltage from the converter and applies a high voltage pulse so that the lamp can be ignited at a high voltage of 2 kV at initial ignition and 25 kV at ignition (S330).

그리고 풀브리지인버터에서는 정상상태에서 일정한 정전력제어를 하여 고전압의 교류로 램프를 동작시키고 동일 입력 조건하에서 하프 브리지의 출력의 2배를 얻을 수 있도록 한다(S340).In a full bridge inverter, a constant constant power control is performed in a steady state to operate a lamp with a high voltage AC and obtain twice the output of a half bridge under the same input condition (S340).

여기서, 상기 플라이백컨버터, 점화기, 풀브리지인버터의 동작시 정상적인 동작이 이루어지지 않을 경우 재점등모드가 작동되어 재점등이 3회정도 지속된다(S380~S390).In this case, when the flyback converter, the igniter, and the full bridge inverter do not operate normally, the re-lighting mode is activated and the re-lighting is continued for about 3 times (S380 to S390).

그리고 제어기의 제어를 통해 외부에서 유입되는 신호중 상향과 하향의 신호를 구분하여 절체형 회로부로 그 신호를 보낸다(S350).In addition, the signal is separated from the upstream and the downstream of the signal flowing from the outside through the control of the controller and sends the signal to the switching circuit unit (S350).

한편 절체회로부에서는 외부에서 하이빔 램프의 점등 신호가 유입되면 이때의 신호를 기준으로 로우빔 램프의 절체회로를 소등 상태로 하고 하이빔 램프를 점등할 수 있는 상태로 하여 하이빔 램프를 점등한다. 다시 하이빔 램프의 신호가 소등 상태의 신호로 입력되면 하이빔 램프를 소등시키고 로우빔 램프를 점등한다.On the other hand, when the switching signal of the high beam lamp flows in from the outside, the switching circuit of the low beam lamp is turned off and the high beam lamp is turned on to turn on the high beam lamp based on the signal. When the signal of the high beam lamp is input again as the signal of the light off state, the high beam lamp is turned off and the low beam lamp is turned on.

이렇게 하이빔 램프의 신호를 검출하여 하이빔 램프와 로우빔 램프를 교번하여 점등하는 동작이 가능하도록 한다(S360~S370).In this way, the signal of the high beam lamp is detected to enable the operation of alternately lighting the high beam lamp and the low beam lamp (S360 to S370).

이하, 본 발명에 따른 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a method of alternately lighting two discharge tubes BULB according to the present invention with one ballast will be described.

먼저, 안정기(BALLAST)에 전원이 인가되고 점등개시가 이루어지지 않은 구간에서 이그나이터가 동작할 수 있도록 출력 전압과 입력 전압의 값을 제어기가 측정하여 점등이 개시 될 때까지 컨버터 단의 듀티를 최대로 하여 변압기 2차 측에 고압이 인가되도록 제어하는 전압제어단계(S210)가 있다.First, the controller measures the value of output voltage and input voltage so that the igniter can operate in the section where power is supplied to the ballast and the lighting is not started, and the duty of the converter stage is maximized until the lighting is started. There is a voltage control step (S210) for controlling so that high voltage is applied to the secondary side of the transformer.

일실시예로 도4에서 도시한 바와 같이, 제어기에서 출력되는 PWM 제어부의 제어신호에 의해 트랜지스터(S3,S4)가 턴오프되면 트랜스포머의 1차측으로 흐르던 입력전류는 더 이상 흐르지 못하게 되고, 코아에도 더 이상 자속이 생기지 않게 된다. 그리고 트랜스포머의 2차측을 보면 기전력 ES의 극성이 반대로 바뀌면서 출력 다이오드 D가 순방향으로 바이어스 된다. 이때, 변압기 코아의 2차측에 여자된 에너지는 1,2차 권선비에 따라 거꾸로 1차측에 전압을 유기시키는데, 이 반사된 전압 Vfb를 플라이백 전압(Flyback Voltage)이라 하고 다음 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.As an example, as shown in FIG. 4, when the transistors S3 and S4 are turned off by the control signal of the PWM controller output from the controller, the input current flowing to the primary side of the transformer can no longer flow. Magnetic flux no longer occurs. Looking at the secondary side of the transformer, the polarity of the electromotive force E S is reversed, biasing the output diode D forward. At this time, the energized energy on the secondary side of the transformer core induces a voltage on the primary side upside down according to the primary and secondary winding ratios, and the reflected voltage V fb is called a flyback voltage (Equation 1). I can express it.

여기서, Vfb는 트랜지스터(S3,S4)가 턴오프 상태일때 드레인(Drain)과 소스(Source) 사이에 걸리게 하여 내압을 선정하고 듀티(Duty)가 최대로 되게하여변압기 2차 측에 고압이 인가되도록 전압을 제어한다.Here, Vfb is applied between the drain and the source when the transistors S3 and S4 are turned off to select the breakdown voltage, and the duty is maximized so that a high voltage is applied to the secondary side of the transformer. To control the voltage.

다음으로, 절체형 회로부에서 로우빔(LOW BEAM) 램프 또는 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향 또는 하향으로 교번 점등하는 단계(S240)가 있다.Next, there is a step (S240) of alternately lighting up one of the low beam lamp or the high beam lamp in the switching circuit part upward or downward.

이는 상기에서 설명한 바와 같이, 로우빔 램프의 신호는 전원의 입력으로 기본적으로 동작하는 것으로 하고 외부에서 하이빔 램프의 점등 신호가 유입되면 이때의 신호를 기준으로 로우빔 램프의 절체회로를 소등 상태로 하고 하이빔 램프를 점등할 수 있는 상태로 하여 하이빔 램프를 점등한다. 다시 하이빔 램프의 신호가 소등 상태의 신호로 입력되면 하이빔 램프를 소등시키고 로우빔 램프를 점등한다.As described above, the signal of the low beam lamp is basically operated as an input of power, and when the lighting signal of the high beam lamp is introduced from the outside, the switching circuit of the low beam lamp is turned off based on the signal at this time. The high beam lamp is turned on while the high beam lamp is turned on. When the signal of the high beam lamp is input again as the signal of the light off state, the high beam lamp is turned off and the low beam lamp is turned on.

이렇게 하이빔 램프의 신호를 검출하여 하이빔 램프와 로우빔 램프를 교번하여 점등한다.In this way, the signal of the high beam lamp is detected and the high beam lamp and the low beam lamp are alternately lit.

다음으로, 안정기(BALLAST)의 방전관(BULB)의 점등 개시 구간과 천이 구간 사이에 전하의 자유로운 이동으로 전류가 많이 유입되어 직류(DC) 구동의 안정화를 갖을 수 있도록 하는 전류제어단계(S220)가 있다.Next, the current control step (S220) to allow a large amount of current flows by the free movement of the charge between the start-up period and the transition period of the discharge tube (BULB) of the ballast (BALLAST) to stabilize the direct current (DC) drive have.

일실시예로 도5에서 도시한 바와 같이 트랜지스터(S3,S4)가 턴온되면 인덕턴스 Lp인 변압기의 1차 측은 입력전압 Vin이 그대로 걸린다. 이때 입력전압은 이상적인 DC라고 가정하고, 트랜지스터(S3,S4)가 턴온되는 동안의 시간(t)을 스위칭 주기 T의 비율 D(duty cycle)이라고 가정한다. 그 때 입력 전류는 수학식 2와 같이 증가한다.As shown in FIG. 5, when the transistors S3 and S4 are turned on, the primary side of the transformer having the inductance L p is applied with the input voltage V in . In this case, it is assumed that the input voltage is an ideal DC, and the time t while the transistors S3 and S4 are turned on is assumed to be a ratio D (duty cycle) of the switching period T. At that time, the input current increases as shown in Equation (2).

이때 입력전류 iin(t)가 증가함에 따라 트랜스포먼의 자기에너지 역시 증가하게 된다. 그리고, 입력전류 iin(t)가 가변되면서 트랜스포머의 1차측 권선을 통하여 흐르면 자속 Φ(t)가 트랜스포머의 코아 내부에서 발생하고 기전력이 페러데이의 법칙에 따라 각 권선 양단에 수학식 3과 같이 나타나게 된다.At this time, as the input current i in (t) increases, the magnetic energy of the transformer also increases. And if the input current i in (t) is variable and flows through the primary winding of the transformer, the magnetic flux Φ (t) is generated inside the core of the transformer and the electromotive force appears at both ends of each winding according to Faraday's law. do.

즉, 1차측에 기전력 Ep가 유기되면 2차측은 그와 반대극성의 Es가 유기되어 출력다이오드 D가 역바이어스 된다. 따라서 입력전압의 에너지는 단지 코아에만 축적되고 2차측으로 넘어가지 않으며, 출력 캐패시터의 에너지만이 부하로 공급된다.That is, when the electromotive force Ep is induced on the primary side, the secondary side is induced with the opposite polarity Es, and the output diode D is reverse biased. Therefore, the energy of the input voltage is accumulated only in the core and does not go to the secondary side, only the energy of the output capacitor is supplied to the load.

이렇게 하여 입력전류가 증가하다가 끝나는 시점, t=DT 일 때 입력전류가 최대가 되어 직류(DC) 구동의 안정화를 갖을 수 있도록 한다.In this way, when the input current increases and ends, t = DT, the input current is maximized to stabilize the direct current (DC) drive.

다음으로, 안정기(BALLAST)가 천이 구간 후에 안정화 상태로 가는 동안에 입력 전압과 전류, 그리고 출력전압과 전류를 측정하여 방전관(BULB)가 정상적으로 점등을 유지할 수 있도록 전압과 전류를 모두 제어하는 전력제어단계(S230)가 있다.Next, the power control step of controlling both the voltage and the current so that the discharge tube (BULB) maintains normal lighting by measuring the input voltage and current, and the output voltage and current while the ballast (BALLAST) is going to the stabilized state after the transition period There is (S230).

이는 풀브리지인버터에 전력이 공급되고 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는로우빔(LOW BEAM)램프가 정상적으로 점등을 하면, 풀브리지인버터에서는 저항(R6, R11)을 통해 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프의 점화상태에 따라 가변되는 변압기(T1)의 고전압을 다이오드(D3)로 정류하여 생성된 출력전류를 검출하고 그 검출된 출력전류를 제어기로 인가한다.This is because when the full bridge inverter is powered up and the HIGH BEAM lamp or LOW BEAM lamp lights up normally, the full bridge inverter uses the resistors R6 and R11 to raise the HIGH BEAM lamp or the low beam. (LOW BEAM) Detects the output current generated by rectifying the high voltage of the transformer T1, which varies according to the ignition state of the lamp, to the diode D3, and applies the detected output current to the controller.

이때, 제어기는 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프가 정상적으로 점등을 유지할 수 있도록 미리 설정한 전류설정치와 변압기(T1)의 출력전류를 비교하여 일정 범위 이상을 벗어난 경우에는 상기 PWM제어신호의 주파수 및 펄스폭을 제어하여 변압기(T1)의 출력전류를 일정하게 유지할 수 있도록 한다.At this time, the controller compares the preset current set value with the output current of the transformer T1 to maintain the normal lighting of the high beam lamp or the low beam lamp, and then the PWM is out of a predetermined range. By controlling the frequency and the pulse width of the control signal to maintain a constant output current of the transformer (T1).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 센싱요소인 풀브리지컨버터의 센싱부와 게이트구동부에 연결되는 절체형 회로부를 구성하여 양단간의 불평형부하를 효율적으로 제어함으로서, 로우빔(LOW BEAM) 램프 와 하이빔(HIGH BEAM) 램프중 어느 하나를 상향 또는 하향으로 교번하여 점등할 수가 있다.As described above, in the present invention, a switching circuit part connected to the sensing part and the gate driving part of the full bridge converter, which is a sensing element, is configured to efficiently control the unbalanced load between both ends, such as a low beam lamp and a high beam. BEAM) One of the lamps can be turned on alternately up or down.

구분division 기존방식Existing Method 신규방식New way 방전관내 벌브의 개수Number of bulbs in the discharge tube 1개One 2개2 상하향의 구동 방식Up and down drive method 기계적인 슬라이딩 방식Mechanical sliding system 전용 상, 하향 벌브의 구동Dedicated phase, downward bulb drive 상하향 구동시 발라스터 소요수Ballast required for driving up and down 2대2 units 1대1 unit 절체방식Transfer method 1. 기계적 구동방식의 상하향 절체2. 2대의 벌브를 이용 상하향 구동1. Up and down transfer of mechanical driving method 2. Drive up and down using 2 bulbs 전기적 신호를 이용하여 상하향 전등을 교번하여 점등Alternating light up and down by electric signal 검출방식Detection method 별도의 검출 장치없이 기계적으로 동작Mechanically operated without a separate detection device 별도의 값을 검출하여 전기적으로 동작함.It operates by detecting extra value. 장점Advantages 발라스터에 별도의 회로없이 기계적으로 동작하므로 간단하다.It is simple because it operates mechanically without a separate circuit in the ballast. 기계적 동작으로 인한 고장의 원인이 없다. 별도의 벌브를 구동하므로 시인성이 증대되며 구성 단가가 저렴하다.There is no cause of failure due to mechanical operation. The driving of a separate bulb increases visibility and lowers the cost of construction. 단점Disadvantages 고장이 잦고 구성품의 구성 단가가 비싸다.Frequent breakdowns and high component costs. 불평형부하를 발라스터 하나로 구동하므로 프로그램이 조금 복잡해진다.The program is a bit complicated because it drives unbalanced loads with one ballast.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 불평형 제어대상인 차량용 HID 램프를 구동하기 위해서 기존의 두개의 발라스터로 각각 독립제어함으로서 수행하였던 것을 하나의 발라스터로 두개의 방전관(BULB)을 교번점등하여 제어하는 장치 및 방법을 제공함으로써, 생산비를 절감할 수 있고, 기기의 오작동을 쉽게 체크할 수 있으며, 소형화 및 경량화를 이루는 동시에 회로가 간단하여 신뢰성이 향상되는 등의 효과가 있다.As described above, the present invention is a device for controlling the two discharge tubes (BULB) by alternating lighting with one ballast to perform what was performed by the independent control of the two conventional ballast each to drive the vehicle HID lamp to be unbalanced control and By providing the method, it is possible to reduce the production cost, to easily check the malfunction of the equipment, to achieve a miniaturization and light weight, and to improve the reliability by simplifying the circuit.

Claims (5)

플라이백 컨버터(Flyback Converter)와 풀브리지인버터(Full Bridge inverter) 및 전원부와 PWM제어부, 그리고 게이트구동부와 점화기로 이루어진 두개의 발라스터로 두개의 방전관(BULB)을 제어하는 차량용 고압방전램프 제어장치에 있어서,In the vehicle high pressure discharge lamp control device which controls two discharge tubes (BULB) with two ballasts consisting of a flyback converter, a full bridge inverter, a power supply, a PWM control unit, a gate driver and an igniter. , 상기 풀브리지인버터는 플라이백 컨버터의 일측에 연결되어 센싱저항(R5,R7,R8)과 센싱저항(R11)을 통해 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프 작동시 출력되는 출력전압과 출력전류를 검출하여 센싱하는 센싱부(24)로 구성되고,The full bridge inverter is connected to one side of the flyback converter and is output when the high beam lamp or the low beam lamp is operated through the sensing resistors R5, R7, and R8 and the sensing resistor R11. And a sensing unit 24 for sensing and sensing an output current, 상기 전원부로부터 입력전압을 입력받고 저항R10을 통하여 입력전류를 각각 입력받아 출력전력을 일정 단계로 유지하여 각부하에 공급되는 전력을 안정화하고 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프 작동시 출력되는 출력전압과 출력전류를 검출하여 양단간의 불평형부하를 제어하는 제어기(40)와,The input voltage is input from the power supply unit, the input current is input through the resistor R10, and the output power is maintained at a predetermined level to stabilize the power supplied to each load and operate a high beam lamp or a low beam lamp. A controller 40 for controlling an unbalanced load between both ends by detecting an output voltage and an output current output during 상기 게이트구동부의 일측을 인가하여 제어기의 제어를 통해 로우빔(LOW BEAM) 램프와 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향식 또는 하향식으로 동작하도록 순차적으로 점등하는 절체형 회로부(80)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치.Including a switching circuit unit 80 for sequentially applying one side of the gate driver to turn on any one of the low beam (LOW BEAM) lamp and the high beam (HIGH BEAM) lamp from the bottom up or down through the control of the controller An apparatus for alternately lighting two discharge tubes (BULB) with one ballast, characterized in that the configuration. 제1항에 있어서, 절체형 회로부(80)는 전원부로부터 전류를 공급하는 전류신호원과, 외부 입력 신호에 대하여 출력을 구분하여 상향 또는 하향 방전관의 점등에 사용되는 신호를 출력하는 제어기를 통해 로우빔 램프와 하이빔 램프로 교번하여 점등하는 것이 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 장치.The switching circuit unit 80 is a low voltage through a current signal source for supplying current from the power supply unit and a controller for outputting a signal used to light up or down the discharge tube by dividing the output with respect to the external input signal. An apparatus for alternating lighting of two discharge tubes (BULB) with one ballast, characterized in that it is possible to alternately light with a beam lamp and a high beam lamp. 안정기(BALLAST)에 전원이 인가되고 점등개시가 이루어지지 않은 구간에서 이그나이터가 동작할 수 있도록 출력 전압과 입력 전압의 값을 제어기가 측정하여 점등이 개시 될 때까지 컨버터 단의 듀티를 최대로 하여 변압기 2차 측에 고압이 인가되도록 제어하는 전압제어단계(S210)와,The controller measures the value of output voltage and input voltage so that the igniter can operate in the section where power is supplied to the ballast and the lighting is not started, and the duty of the converter stage is maximized until the lighting is started. Voltage control step (S210) for controlling so that the high pressure is applied to the secondary side, 절체형 회로부에서 로우빔(LOW BEAM) 램프와 하이빔(HIGH BEAM) 램프 중 어느 하나를 상향식 또는 하향식으로 순차적으로 점등하는 단계(S220)와,In step S220, one of the low beam lamp and the high beam lamp in the switching circuit part is sequentially turned on in a bottom-up or top-down manner, 안정기(BALLAST)의 방전관(BULB)의 점등 개시 구간과 천이 구간 사이에 전하의 자유로운 이동으로 전류가 많이 유입되어 직류(DC) 구동의 안정화를 갖을 수 있도록 하는 전류제어단계(S230)와,A current control step S230 for allowing a large amount of current to flow through free movement of charge between the start-up and transition periods of the discharge tube BULB of the ballast BALLAST to stabilize the direct current (DC) drive; 안정기(BALLAST)가 천이 구간 후에 안정화 상태로 가는 동안에 입력 전압과 전류, 그리고 출력전압과 전류를 측정하여 방전관(BULB)가 정상적으로 점등을 유지할 수 있도록 전압과 전류를 모두 제어하는 전력제어단계(S240)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 방법.The power control step (S240) of controlling both the voltage and the current so that the discharge tube BULB can be normally turned on by measuring the input voltage and the current and the output voltage and the current while the ballast BALLAST goes to the stabilization state after the transition period. Method for alternately lighting two discharge tubes (BULB) with one ballast, characterized in that consisting of. 제3항에 있어서, 순차적으로 점등하는 단계(S220)는The method of claim 3, wherein the step of sequentially lighting (S220) 로우빔 램프의 신호가 입력되면 전원의 입력으로 기본적으로 동작하는 것으로 하고, 외부에서 하이빔 램프의 점등 신호가 유입되면 이때의 신호를 기준으로 로우빔 램프의 절체회로를 소등 상태로 하고 하이빔 램프를 점등할 수 있는 상태로 하여 하이빔 램프를 점등하며, 다시 하이빔 램프의 신호가 소등 상태의 신호로 입력되면 하이빔 램프를 소등시키고 로우빔 램프를 점등하는 것을 특징으로 하는 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 방법.When the signal of the low beam lamp is input, it is basically operated by the input of power.When the lighting signal of the high beam lamp is introduced from the outside, the switching circuit of the low beam lamp is turned off and the high beam lamp is turned on based on the signal. It is possible to turn on the high beam lamp, and when the signal of the high beam lamp is input again as a signal of the light off state, the high beam lamp is turned off and the low beam lamp is lit. How to light up alternately. 제3항에 있어서, 전력제어단계(S240)는The method of claim 3, wherein the power control step (S240) 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프가 정상적으로 점등을 하면 풀브리지인버터에서 저항(R6, R11)을 통해 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프의 점화상태에 따라 가변되는 변압기(T1)의 고전압을 다이오드(D3)로 정류하여 생성된 출력전류를 검출하고, 그 검출된 출력전류를 제어기로 인가하면 제어기는 하이빔(HIGH BEAM)램프 또는 로우빔(LOW BEAM)램프가 정상적으로 점등을 유지할 수 있도록 미리 설정한 전류설정치와 변압기(T1)의 출력전류를 비교하여 일정 범위 이상을 벗어난 경우에는 상기 PWM제어신호의 주파수 및 펄스폭을 제어하여 변압기(T1)의 출력전류를 일정하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 두개의 방전관(BULB)을 하나의 발라스터로 교번점등하는 방법.If the high beam lamp or the low beam lamp lights up normally, the full bridge inverter may use the resistors R6 and R11 to control the high beam lamp or the low beam lamp. The output current generated by rectifying the high voltage of the variable transformer T1 to the diode D3 is detected, and when the detected output current is applied to the controller, the controller is a high beam lamp or a low beam lamp. Compares the preset current set value with the output current of the transformer T1 so as to keep lighting normally, and if it is out of a predetermined range, the output current of the transformer T1 is controlled by controlling the frequency and pulse width of the PWM control signal. A method of alternating lighting of two discharge tubes (BULB) with one ballast, characterized in that to maintain a constant.
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