KR100872469B1

KR100872469B1 - 전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로

Info

Publication number: KR100872469B1
Application number: KR1020070017328A
Authority: KR
Inventors: 노시열
Original assignee: 주식회사 애버드
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-12-08
Also published as: KR20080077754A

Abstract

본 발명은, 입력 교류전원을 전원 스위칭소자를 통해서 형광등의 안정기 또는 백열등의 전원으로 공급하는 조광기 회로에 있어서, 상기 교류 전원을 입력받아 전압 파형의 영전위 레벨을 검출하는 영전위 레벨 검출부와; 그 영전위 레벨 검출부의 영전위 검출 위치에서 밝기 제어를 위한 구형파 타이밍 신호를 발생하는 위상제어신호 발생부와; 상기 위상제어신호 발생부의 구형파 타이밍 신호의 타이밍을 조절하여 밝기 제어를 하기 위한 밝기 조절수단과; 상기 위상제어신호 발생부의 구형파 타이밍 출력신호에 의해 구동되어 상기 전원 스위칭 소자의 통전 타이밍을 제어하는 디밍 제어부를 포함하여 구성함으로써, 기존에 사용되어지고 있는 패시브(Passive) 방식의 조광기로서는 불가능한 형광등 디밍이 본 발명에서 고안된 액티브(Active) 방식의 기술을 활용함으로써 형광등 디밍이 가능하여진다.

디밍, 조광기, 형광등, AC위상, 영전위

Description

전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로{Dimmer for dimming control using phase control of AC power}

도 1은 기존 조광기의 회로도.

도 2는 본 발명에 의한 조광기 회로의 구성도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 조광기 회로의 구성도.

도 4의 (a) 내지 (h)는 본 발명에 의한 도 2와 도 3의 각부 파형도.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 조광기 회로의 출력과 연결되는 형광램프용 안정기 회로 예시도.
도 6의 (a) 내지 (f)는 도 5a 내지 도 5c의 형광램프용 안정기회로의 각부 파형도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 영전위 레벨 검출부 11 : 전파 정류부

12 : 5V전압레귤레이터 13 : 전압 분배기

14 : 비교기 20 : 위상제어신호 발생부

21 : 단안정멀티 바이브레이터 22 : 마이컴

23 : 업/다운 및 온/오프 버튼 24 : 적외선 수신부

25 : 리모콘 30 : 디밍제어부

31 : 포토 트라이악 32, 32 : 제1,제2 스누버

41, 41', 41" : 필터부 42 : 전파정류부

43 : 피크 검출부 44 : 저역통과필터

45 : 전압제어발진기 46 : 드라이버

47 : 노이즈필터 48 : 램프

본 발명은 조광기(Dimmer Switch)에 관한 것으로서, 특히 AC입력 전압 라인을 직접 조절하여 디밍제어를 할 수 있도록 한 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로에 관한 것이다.

기존의 조광기는 모두가 저항부하를 제어하기 위한 패시브(Passive) 방식으로서, 적정한 양의 저항성 부하에서는 조광 파형이 잘 제어되지만 형광등과 같이 "C" 용량성 부하에서는 조광 파형이 원하는 대로 제어되지 않고, 매우 불규칙한 조광 파형이 얻어진다. 또한, 기존의 패시브(Passive) 방식의 조광기에서는, 입력되는 A/C 전압이 변한다든가, 또는, 부하의 양이 변할 경우에는 조광기 내의 트라이악 제어 조건이 변하게 되어 더욱 불규칙한 조광파형이 생성되므로 이로 인해 형광등을 디밍제어 한다는 것은 더더욱 불가능하다.

도 1에는 기존 조광기의 회로도 예를 나타내었다. 도 1에 도시된 바와 같이,

입력전원(AC) 라인이 리액터(L1)를 통한 후, 타이머 회로(1)를 거쳐 트라이악(Q1)을 제어하도록 구성되고, 트라이악(Q1)을 통해서 램프(LAMP)에 전원을 공급 하도록 구성된다. 상기 트라이악(Q1)과 램프(LAMP) 사이에는 램프 온/오프 스위치(SW1)가 설치되며, 그 스위치(SW1)의 상태표시를 위한 저항(R5) 및 발광다이오드(LED)가 병렬 연결되어 구성된다. 그리고 상기 타이머회로(1)는, 상기 트라이악(Q1)의 양단 사이에 콘덴서(C2)를 통하고 직렬접속된 저항(R1)(R2)가 한단의 타이머로 구성되며, 상기 트라이악(Q1)의 양단 사이에 콘덴서(C3)를 통하고 직렬접속된 저항(R4) 및 사용자가 조정 가능한 가변 저항(VR6)이 연결되어 또 다른 한단의 타이머가 구성되고, 상기 콘덴서(C2)에서 저항(R3)을 통해서 상기 저항(R4)과 콘덴서(C3)의 접속점에 연결됨과 아울러 그 접속점에서 다이악(D1)을 통해서 상기 트라이악(Q1)의 제어단자에 연결되어 구성된다.

이와 같이 구성된 기존의 조광기 회로에서 상기 타이머회로(1)의 가변저항(VR6)의 값이 작으면 트라이악(Q1)의 위상 제어량이 작아 거의 전 파형이 전달되며, 가변저항(VR6)값이 커질수록 트라이악(Q1)의 위상 제어량이 많아져서 전달 되어지는 양이 작아지게 된다.

그러나 부하가 작아 트라이악(Q1)을 통해 전달 되어지는 양은 작은 반면, 기본적으로 콘덴서(C2), 저항(R1, R2) 그리고 콘덴서(C3), 저항(R4, VR6)를 통해서 (C1의 값이 클 경우 이 C1을 통해서도 많은 양이 전달됨) 부하로 전력이 공급되기 때문에 부하가 작을 경우 조광파형이 제대로 나오지 않게 된다.

또한 "C" 용량성 부하인 경우 조광을 위해 위상 제어된 파형이 C로 인해 적분 되는 형태가 되어 조광 파형이 제대로 전달되지 않는 것이다.

한편, 종래의 형광등 디밍 제어장치는, 별도의 디밍 콘트롤러가 구비되고, 전원라인과 디밍 콘트롤라인이 별도로 안정기측으로 연결되어 디밍제어를 하도록 되어 있으며, AC전원 라인 자체로는 디밍제어를 하지 못한다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 안정기를 내장한 형광램프(CFL : Compact Flourscent Lamp)의 밝기조절에 적합한 조광 파형을 만드는 것을 목적으로 고안된 액티브(Active) 방식의 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 형광 램프의 밝기를 제어하기 위해서는 형광 램프에 흐르는 전류를 제어하여 밝기조절을 하게 되는데 이는 주파수가변 방식을 이용하게 되는데, 이때 밝기를 제어하기 위한 제어신호를 별도의 신호라인을 통하여 공급되어야 한다.

본 발명에서는, 기존의 디밍신호를 별도로 전달하는 방식과는 달리, 안정기에 공급되는 교류전원의 위상을 제어하여, 이를 주전원 및 밝기조절을 위한 제어신호로 사용하는 조건에서 형광등 디밍을 원활하게 할 수 있는 조광기를 제공하고자 한다.

본 발명은, 통전 스위칭에 의해 입력 교류전원(ACIN)의 위상을 제어하여 램프 구동 전원으로 출력하는 전원스위칭소자와; 상기 교류 전원을 입력받아 전압 파형의 영전위 레벨을 검출하는 영전위 레벨 검출부와; 그 영전위 레벨 검출부의 영전위 검출 시점에 동기하여 밝기 제어를 위한 구형파 신호를 발생하는 위상제어신 호 발생부와; 상기 위상제어신호 발생부의 구형파 신호의 구간 크기를 조절하여 밝기 제어를 하기 위한 밝기 조절수단과; 상기 위상제어신호 발생부의 구형파 신호에 의해 구동되어 상기 전원 스위칭 소자의 통전 타이밍을 제어하는 디밍 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 영전위레벨 검출부는, 입력전원을 전파 정류하는 전파 정류부와; 전파 정류된 전압파형을 소정의 직류전압으로 안정화시켜 소자 구동전압으로 공급하는 레귤레이터와; 상기 전파 정류부의 출력신호를 저전압 회로에서 처리할 수 있도록 전압레벨을 조절하는 전압분배기와; 상기 전압 분배기의 출력전압과 미리 설정된 기준전압(VDC)과 비교하여 기준전압이 상기 전압분배기의 전압보다 레벨이 높은 구간에서 하이 펄스를 출력하여 영전위 위치를 검출하는 비교기로 구성된다.

상기 위상제어신호 발생부는, 상기 영전위레벨 검출부의 영전위 검출위치에서 상기 밝기 조절수단의 제어에 의해 조절되는 구형파 타이밍 신호를 발생하는 단안정 멀티 바이브레이터(Monostable Multivibrator)로서 구성하고, 상기 밝기 조절수단은 사용자가 조작이 가능한 가변저항으로 구성할 수 있다.

또한, 상기 위상제어신호 발생부는, 상기 영전위레벨 검출부의 영전위 검출위치에서 상기 밝기 조절수단의 제어에 의해 조절되는 구형파 타이밍 신호를 발생하는 마이컴으로 구성하고, 상기 밝기 조절수단은 사용자가 조작이 가능한 업/다운 및 온/오프 버튼이나, 가변저항으로 구성할 수 있으며, 마이컴을 채용한 경우, 원격 제어가 가능한 적외선 수신부를 더 포함시켜 리모콘을 이용한 원격 제어가 가능하도록 포함시켜 구성할 수도 있다.

상기 디밍 제어부는, 상기 위상제어신호 발생부의 출력신호에 의해 제어되는 트랜지스터(Q6)와, 그 트랜지스터(Q6)에 의해 저항(R6)을 통해서 제어되어 상기 전원 스위칭 소자의 통전을 제어하는 포토 트라이악(SSR)과, 상기 전원 스위칭소자의 입력단에서 입력전원을 입력받아 소정레벨로 필터링하여 상기 포토트라이악(SSR)과 상기 전원 스위칭 소자의 제어단에 연결되는 제1스누버(Snubber) 및 상기 포토트라이악과 상기 전원스위칭 소자의 출력단사이에 연결되어 상기 포토 트라이악의 바이패스 경로를 형성하는 제2스누버(Snubber)를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 조광기 회로의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 조광기 회로의 구성도이다. 도 4의 (a) 내지 (h)는 본 발명에 의한 도 2와 도 3의 각부 파형도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 조광기 회로의 출력과 연결되는 형광램프용 안정기 회로 예시도이다.

본 발명에 의한 조광기 회로는, 입력 교류전원(ACIN)을 전원 스위칭소자(Q1)를 통해서 형광등의 안정기 또는 백열등의 전원으로 출력(ACOUT) 하도록 조광기 회로가 구성된다. 상기 전원 스위칭 소자는 도면에 도시된 바와 같이 제어단자를 구비한 트라이악(Q1)이 사용되는 것을 예시하였다. 트라이악 대신에 위상제어가 가능한 전원 스위칭 소자를 사용할 수 있다.

본 발명의 디밍 제어를 위한 조광기 회로는, 상기 교류 전원(ACIN)을 입력받아 전압 파형의 영전위 레벨을 검출하는 영전위레벨검출부(10)와; 그 영전위 레벨 검출부(10)의 영전위 검출 위치에서 밝기 제어를 위한 구형파 타이밍 신호를 발생하는 위상제어신호 발생부(20)와; 상기 위상제어신호 발생부(20)의 구형파 타이밍 신호의 타이밍을 조절하여 밝기 제어를 하기 위한 밝기 조절수단과; 상기 위상제어신호 발생부(20)의 구형파 타이밍 출력신호에 의해 구동되어 상기 전원 스위칭 소자의 통전 타이밍을 제어하는 디밍 제어부(30)를 포함하여 구성된다.

상기 영전위레벨 검출부(10)는, 입력전원을 전파 정류하는 전파 정류부(11)와; 전파 정류된 전압파형을 소정의 직류전압으로 안정화시켜 소자 구동전압으로 공급하는 5V 전압 레귤레이터(12)와; 상기 전파 정류부(11)의 출력신호를 저전압 회로에서 처리할 수 있도록 전압레벨을 조절하는 전압분배기(13)와; 상기 전압 분배기(13)의 출력전압과 미리 설정된 기준전압(VDC)을 비교하여 기준전압이 상기 전압분배기(13)의 전압보다 레벨이 높은 구간에서 하이 펄스를 출력하여 영전위 위치를 검출하는 비교기(14)로 구성된다.

상기 위상제어신호 발생부(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 영전위레벨 검출부(10)의 영전위 검출위치에서 상기 밝기 조절수단의 제어에 의해 조절되는 구형파 타이밍 신호를 발생하는 단안정 멀티 바이브레이터(21)로서 구성하고, 상기 밝기 조절수단은 사용자가 조작이 가능한 가변저항(VR)으로 구성할 수 있다.

또한, 상기 위상제어신호 발생부(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 영전위레벨 검출부(10)의 영전위 검출위치에서 상기 밝기 조절수단의 제어에 의해 조절되는 구형파 타이밍 신호를 발생하는 마이컴(22)으로 구성하고, 상기 밝기 조절수단은 사용자가 조작이 가능한 업/다운 및 온/오프 버튼(23)이나, 가변저항으로 구성할 수 있으며, 마이컴(22)을 채용한 경우, 원격 제어가 가능한 적외선 수신부(24)를 더 포함시켜 리모콘(25)을 이용한 원격 제어가 가능하도록 구성할 수도 있다.

상기 디밍 제어부(30)는, 상기 위상제어신호 발생부(20)의 출력신호에 의해 제어되는 트랜지스터(Q6)와, 그 트랜지스터(Q6)에 의해 저항(R6)을 통해서 제어되어 상기 전원 스위칭 소자(Q1)의 통전을 제어하는 포토 트라이악(SSR)(31)과, 상기 전원 스위칭소자(Q1)의 입력단에서 입력전원을 입력받아 소정레벨로 필터링하여 상기 포토트라이악(SSR)(31)과 상기 전원 스위칭 소자의 제어단에 연결되는 제1스누버(Snubber)(32) 및 상기 포토트라이악(31)과 상기 전원스위칭 소자(Q1)의 출력단사이에 연결되어 상기 포토 트라이악(31)의 바이패스 경로를 형성하는 제2스누버(Snubber)(33)를 포함하여 구성된다.

도 4의 (a)와 같은 사인파 형태의 AC입력신호(ACIN)가 들어와 브릿지 다이오드(11)를 통해 전파 정류된 후 전압 분배기(13)를 거치게 되면 도 4의 (b)와 같이 레벨 변환된 전파정류 파형(A신호)이 되어 비교기(14)의 입력으로 인가되어 진다.

비교기(14)의 다른 한 단자에는 도 4의 (b)에서 VDC파형과 같이 기준전압(VDC)이 잡혀있어 이 기준전압과 레벨 변환된 전파정류 파형을 비교하여 일정레벨 이하일 때 비교기 출력이 하이(High)로 되는데 이를 도 4의 (c)와 같이 비교기출력 신호(B신호)로서 나타난다.

이 비교기(14)의 역할은 AC입력의 영전위레벨의 위치를 검출하는 것으로, 조광기의 조광신호는 영전위점을 기준 위치로 하여 위상을 제어하여 조광신호를 만들 게 된다.

이 영전위레벨의 위치를 나타내는 비교기(14) 출력이 도 2의 단안정멀티바이브레이터(21)의 입력으로 인가되면, 조광범위를 결정하는 가변 저항(VR)의 값에 따라 위상 제어된 AC전원이 조광신호(ACOUT)로 출력되어 진다.

단안정 멀티바이브레이터(21)에 연결된 가변저항(VR)에 의해 제어된 타이밍신호는 도 4의 (d)와 같이 출력되어 이 신호가 디밍 제어부(30)의 트랜지스터(Q2)를 구동시키고, 트랜지스터(Q2)가 턴온되는 구간에서 포토트라이악(31)의 포토다이오드를 온시킴으로써 포토 트라이악(31)이 턴온되어 전원 스위칭 소자인 트라이악(Q1)을 통전시켜 조광신호(ACOUT)가 출력된다. 여기서 상기 포토 트라이악(31)은 SSR(Solid State Relay)로서, 편의상 포토 트라이악이라 칭한다.

디밍 제어부(30)의 트랜지스터(Q2)의 베이스에 도 4의 (d)와 같이 제어된 신호(C신호)가 인가되면 트랜지스터(Q2)의 베이스 전위가 로우(low)인 구간에서는 포토 트라이악(31)(SSR)이 오프되어 메인 트라이악(Q1)을 오프시켜 AC전원을 차단하게 되고, 트랜지스터(Q2)의 베이스 전위가 하이(high)인 경우에는 포토 트라이악(31)(SSR)이 온 되어 메인 트라이악(Q1)이 도통되어 AC전원이 공급되게 된다.

트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되는 타이밍신호의 오프 기간이 짧으면 포토트라이악(31)의 오프 기간도 짧아져서 AC전원 공급시간이 그만큼 길어져서 그에 상응하는 조광신호도 커지게 되고, 타이밍신호의 오프 기간이 길면 포토트라이악(31)의 오프기간도 길어져서 AC전원 공급시간이 그만큼 짧아져서 그에 상응하는 조광신호도 작아지게 되는데 이들 파형을 도 4의 (e) 내지 (g)에 도시되어 있다.

즉, 가변저항(VR)의 조절에 의해 타이밍신호의 하이 구간이 도 4의 (d)파형에서 d1, d2, d3와 같이 각각 조절한다면, 그에 대응에서 메인 트라이악(Q1)이 제어되면서 도 4의 (e) 내지 (g)와 같은 파형으로 조광신호(ACOUT1, ACOUT2, ACOUT3)가 출력된다.

도 2에서 5V 전압 레귤레이터(12)는 비교기(14)와 단안정 멀티바이브레이터 회로(21) 및 디밍제어부(30)의 구동회로에 전원을 공급하기 위한 직류 전원 공급 장치이고, 전압 분배기(13)는 AC전원을 전파정류한 신호를 저전압회로에서 처리할수 있도록 신호의 전위레벨을 낮추어주는 장치이다.

또한 단안정 멀티바이브레이터 회로에 연결되어있는 가변 저항 VR은 AC전원의 위상을 제어하는데 있어 영전위를 기준으로하여 제어 위상의 타이밍을 결정하는 딜레이 소자이고, 디밍제어부(30)의 트랜지스터(Q2)는 포토 트라이악(31)(SSR)을 구동하기위한 구동 트랜지스터이며 저항(R6)은 포토 트라이악(31)을 구동할 때 SSR의 일차측 구동 전류를 결정해주는 저항이다.

도 2에서 트라이악(Q1)의 게이트와 트라이악(Q1)의 또 다른 단자 사이의 제1,제2스누버(Snubber)회로(32)(33)가 설치되어 있는데 이는 트라이악(Q1)의 온/오프시에 발생하는 채터링을 방지하기 위한 회로이다.

이렇게 해서 위상 제어된 AC전원이 도 5에 도시된 형광 램프용 안정기에 인가 되어진다. 그리고, 부하량이나 입력되는 전압 변동이 있을 경우에도 항상 일정한 조광 파형을 얻을 수가 있게 된다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 조광기의 출력단에 연결되는 형광등의 안정기 회로도의 예시도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이 조광기 회로로부터 조광신호(Acout)를 입력받아 인덕터(L1)와 콘덴서(C1)을 통해 노이즈 필터링함과 아울러 EMI필터를 통해 고주파신호를 필터링하는 필터부(41)와; 상기 필터부(41)의 신호를 전파 정류하는 전파정류부(42)와; 상기 전파 정류부(42)의 신호를 다이오드 및 피크 검출 콘덴서를 통해 직류전압으로 변환하여 드라이버(46)로 인가하는 피크 검출부(43)와; 상기 전파정류부(42)의 출력신호를 저역통과 필터링(LPF)하여 조광제어에 따른 레벨의 직류전압으로 필터링하는 저역통과필터(44)와; 상기 저역통과필터(44)의 출력 전압 레벨에 의해 전압제어 발진을 하는 전압제어 발진기(VCO)(45)와; 상기 전압제어 발진기(45)의 제어에 의거하여 상기 피크 검출부(43)의 직류전압을 스위칭하여 램프구동신호로 출력하는 드라이버(46)와; 상기 드라이버(46)의 램프 구동신호를 노이즈 필터링하여 램프(48)에 인가하는 노이즈 필터(47)로 구성된다.

이와 같이 구성된 안정기회로는, 상기 도 2 또는 도 3과 같은 조광회로에서 위상 제어된 램프 구동 전원(Acout1 - 3)으로서, 도 4의 (e) 내지 (g)와 같은 파형신호를 입력받는다. 상기 위상 제어된 AC전원은 안정기 회로의 필터부(41)에 입력되고, 필터부(41)는 인덕터(L1), 콘덴서(C1) 및 EMI필터(EMI)를 통해서 노이즈 및 고주파성분을 필터링하여 전파 정류부(42)에 입력하며, 전파정류부(43)의 브릿지 다이오드에서 전파정류한다.

상기 도 4의 (e), (f), (g)와 같이 위상 제어된 AC전원이 입력되면, 전파 정류부(42)에서 전파 정류되어 도 6의 (c), (d), (e)와 같은 파형으로 전파 정류되 고, 저역통과 필터(LFP)(44)를 통해서 도 6의 (f)와 같이 각각 V1, V2, V3와 같은 레벨의 직류전압이 된다. 즉, 도 4의 (d)에서와 같이 조광회로에서 각각 d1, d2, d3로 조광제어를 하게 되면, 도 6의 (f)와 같이 V1, V2, V3의 서로다른 레벨의 직류전압이 되고, 이 레벨에 의거하여 전압제어발진기(45)의 전압 제어 발진이 제어된다.

따라서, 드라이버(46)에서는 상기 전압제어발진기(45)의 제어에 의해 피크 검출부(43)의 직류전압을 제어하여 노이즈필터(47)를 통해서 램프(48)를 구동시키므로 밝기 조절이 가능해진다.

상기 도 5a의 안정기 회로에서 필터부(41)의 구성은, 입력된 조광신호를 인덕터(L1)를 통하고 콘덴서(C1)를 통한 후에 EMI필터(EMI)를 통해서 노이즈 및 고주파 필터링을 하도록 구성된다.

또한, 도 5b의 안정기 회로에서 필터부(41')의 구성은, 입력된 조광신호를 인덕터(L1)를 통하고 먼저 EMI필터(EMI)를 통한 후 콘덴서(C1)를 통해서 노이즈 및 고주파 필터링을 하도록 구성된다.

또한, 도 5c의 안정기 회로에서 필터부(41")의 구성은, 입력된 조광신호를 인덕터(L1) 없이 먼저 EMI필터(EMI)를 통한 후 콘덴서(C1)를 통해서 노이즈 및 고주파 필터링을 하도록 구성된다.

인덕터(L1)는 위상 제어된 AC전원이 도 5의 형광램프용 안정기에 인가될 경우 용량성 부하로 보이는 것을 막아주는 역할을 한다. 인덕터(L1)가 없을 경우 EMI 필터용의 X-cap인 콘덴서(C1)에 의해 부하가 작을 경우 위상 제어된 AC전원의 위상 이 무너져 원하는 조광기능을 얻을 수 없게 된다. 즉, 위상 제어된 조광신호가 직접 콘덴서(C1)에 인가되는 경우 조광기능을 할 수 없으므로, 도 5a와 같이 앞단에 인덕터(L1)를 두고 콘덴서(C1) 및 EMI필터(EMI)를 배치하거나, 도 5b와 같이 앞단에 인덕터(L1)를 두고 EMI필터(EMI) 및 콘덴서(C1)를 차례로 배치하여 구성하거나, 도 5c와 같이 인덕터(L1)를 두지 않는 경우에는 EMI필터(EMI)를 앞단에 배치하고 그 뒤에 EMI 필터용의 X-cap인 콘덴서(C1)를 배치하여 상기 콘덴서(C1) 맨 앞단에 노출되어 AC전원의 위상이 무너지는 현상을 방지한 것이다.

위상 제어된 AC전원이 도 5에 인가되어 전파정류 회로(BD1)를 거친 후의 파형을 도 6의 (c) 내지 (e)의 D_1 ~ D_3 파형으로 나타내었다.

상기 전파정류된 파형(D_1 ~ D_3 파형)을 저역통과필터(LPF1)(41)를 통해서 전압 분배하여 적분하게 되면 도 6의 (f)와 같이 DC전압(V1, V2, V3)이 만들어 지게 되고 이 DC전압으로 전압제어 발진기(VCO)(45)를 제어하여 주파수를 가변시킴으로써 형광램프(48)의 관전류를 조절하여 밝기를 조절할 수 있게 한다.

상기 피크 검출부(43)의 다이오드(D2)와 콘덴서(C2)로 구성된 회로는 위상 제어된 전파정류 파형을 피크 검출하여 일정한 DC전압을 형광램프 안정기의 램프 구동회로(43)에 공급해주는 역할을 한다.

한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예로서, 마이컴(22)을 이용한 액티브(Active)방식의 조광 파형을 만들 수도 있는 방법을 설명하고 있습니다.

도 3에서 마이컴(22)을 사용하여 업/다운 및 온/오프 버튼(23)을 이용하여 딜레이 시간을 조절함으로써 위상을 제어할 수 있으며, 또한 적외선 수신부(24)를 연결하여 리모콘(25)을 통해 원격으로 전원의 온/오프 및 위상의 양을 제어함으로써 조광파형을 만들 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 기존에 사용되어지고 있는 패시브(Passive) 방식의 조광기로서는 불가능한 형광등 디밍이 본 발명에서 고안된 액티브(Active) 방식의 기술을 활용함으로써 가능하여졌다. 따라서, 본 발명은 CFL과 같은 저가격, 저전력의 간단한 형광 램프의 조광기 회로로서 매우 유용하게 사용될 수가 있는 효과가 있다.

Claims

통전 스위칭 제어에 의해 입력 교류전원의 위상을 제어하여 위상 제어된 램프 구동 전원으로 출력하는 전원스위칭소자(Q1)와;

상기 교류 전원을 입력받아 전압 파형의 영전위 레벨을 검출하는 영전위레벨검출부(10)와;

그 영전위 레벨 검출부(10)의 영전위 검출 위치에서 밝기 제어를 위한 구형파 타이밍 신호를 발생하는 위상제어신호 발생부(20)와;

상기 위상제어신호 발생부(20)의 구형파 타이밍 신호의 타이밍을 조절하여 밝기 제어를 하기 위한 밝기 조절수단과;

상기 위상제어신호 발생부(20)의 구형파 타이밍 출력신호에 의해 구동되어 상기 전원 스위칭 소자의 통전 타이밍을 제어하는 디밍 제어부(30)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 영전위레벨 검출부(10)는,

입력전원을 전파 정류하는 전파 정류부(11)와;

전파 정류된 전압파형을 소정의 직류전압으로 안정화시켜 소자 구동전압으로 공급하는 전압 레귤레이터(12)와;

상기 전파 정류부(11)의 출력신호를 저전압 회로에서 처리할 수 있도록 전압레벨을 조절하는 전압분배기(13)와;

상기 전압 분배기(13)의 출력전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하여 기준전압이 상기 전압분배기(13)의 전압보다 레벨이 높은 구간에서 하이 펄스를 출력하여 영전위 위치를 검출하는 비교기(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 위상제어신호 발생부(20)는,

상기 영전위레벨 검출부(10)의 영전위 검출위치에서 상기 밝기 조절수단의 제어에 의해 조절되는 구형파 타이밍 신호를 발생하는 단안정 멀티 바이브레이터(21)로서 구성하고, 상기 밝기 조절수단은 사용자가 조작이 가능한 가변저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 위상제어신호 발생부(20)는,

상기 영전위레벨 검출부(10)의 영전위 검출위치에서 상기 밝기 조절수단의 제어에 의해 조절되는 구형파 타이밍 신호를 발생하는 마이컴(22)으로 구성하고, 상기 밝기 조절수단은, 상기 마이컴(22)으로 제어신호를 입력하는 디밍 업/다운 및 온/오프 버튼(23)으로 구성된 것을 특징으로 하는 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로.
제 4 항에 있어서, 디밍 업/다운 및 온/오프에 대한 원격 제어신호를 수신하여 상기 마이컴(22)으로 입력하는 적외선 수신부(24) 및 원격 제어를 위한 리모콘(25)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 디밍 제어부(30)는,

상기 위상제어신호 발생부(20)의 출력신호에 의해 제어되는 트랜지스터(Q6)와,

그 트랜지스터(Q6)에 의해 저항(R6)을 통해서 제어되어 상기 전원 스위칭 소자(Q1)의 통전을 제어하는 포토 트라이악(SSR)(31)과,

상기 전원 스위칭소자(Q1)의 입력단에서 입력전원을 입력받아 소정레벨로 필터링하여 상기 포토트라이악(SSR)(31)과 상기 전원 스위칭 소자의 제어단에 연결되어 채터링을 방지하는 제1스누버(Snubber)(32) 및 상기 포토트라이악(31)과 상기 전원스위칭 소자(Q1)의 출력단 사이에 연결되어 상기 포토 트라이악(31)의 바이패스 경로를 형성함과 아울러 채터링을 방지하는 제2스누버(Snubber)(33)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 AC전원의 위상제어를 이용한 디밍 제어용 조광기 회로.
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