KR19990028248A - 무전극 저압방전램프 - Google Patents

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KR19990028248A
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윌리 레오 가브리엘 아이즈켄스
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엠. 제이. 엠. 반캄
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Abstract

본발명에 따른 무전극 저압방전램프 (1) 는 이온화 충전물이 제공되는 발광 방전관 (10) 을 구비한다. 이 방전관은 금속체 (20) 둘레에 주권선 (21) 및 부권선 (22) 이 제공된 전기 코일 (2) 이 설치되는 공동 (11) 을 갖는데, 상기 코일의 주권선 (21) 은 고주파 전원 (5) 의 제 1 및 제 2 출력단자 (51,52) 에 접속하기 위한 케이블 (3) 의 제 1 및 제 2 전기전도체 (31,32) 에 접속되고, 상기 전원 (5) 의 제 2 출력단자 (52) 는 접지 (M) 에 대한 고주파 전압변화가 없다. 상기 부권선 (22) 은 그 일단 (22a) 이 상기 제 2 전기전도체에 접속되고, 어디에도 접속되지 않은 타단 (22b) 을 갖는다. 상기 전기전도체 (31,32) 는 서로 전기적으로 절연되어 상기 제 2 전기전도체 (32) 는 상기 제 1 전기전도체를 둘러싼다. 상기 금속체 (20) 는 상기 제 2 전기전도체 (32) 와 용량성으로 결합한다. 따라서, 전자파장애에 있어서의 감소가 간단하게 실현된다.

Description

무전극 저압방전램프
이러한 램프는 EP 625 794 A1 에 개시되어 있다. 방전 공간에서 전기 방전을 유지시키는 자계는 램프가 작동하는 동안에 램프 코일의 주권선에 의해 발생된다. 고주파 전원의 출력단자로부터 코일에 이르는 제 1 및 제 2 전기전도체는 동축케이블의 심선 및 피복에 의해 각각 형성된다. 간단히 하기 위해, 이하에서 전기전도체는 도체라고 칭한다. 본발명에서 고주파라는 용어는 20 kHz 보다 더 큰 주파수로 이해되어야 한다. 코일은 열전도체로서 작용하는 금속체가 수용된 부드러운 자성물질로 된 심선 둘레에 설치된다. 주권선의 전압 그레디언트와 반대인 전압 그레디언트가 일단이 동축케이블의 피복과 접속된 부권선에서 생성된다. 따라서, 코일 표면 상에 균분된 전압에 있어서의 고주파 변화가 감소하고, 그럼으로써 램프에 의해 야기되는 전계의 세기가 감소한다. 그럼에도 불구하고, 램프를 설치하는 동안에 램프, 전원, 및 케이블의 상호위치를 고려하여 좁은 허용범위를 지켜야 하고, 램프가 그 플랜지된 끝부분에 고정되는 반사기는, 발광부에 의해 초래되는 전계의 세기가, EN 55022 에 개시되어 있듯이, 40 dBμV/m 이하로 유지되도록 하기 위하여, 접지되어야 한다.
본발명은 금속체 둘레에 주권선 및 부권선이 설치된 전기 코일이 설치되는 공동 (cavity) 을 갖추고 이온화 충전물이 제공되는 발광 방전관을 구비하는 무전극 저압방전램프에 관한 것으로, 상기 코일의 주권선은 고주파 전원의 제 1 및 제 2 출력단자와의 접속용 케이블의 제 1 및 제 2 전기전도체에 각각 접속되는데, 상기 전원의 제 2 출력단자는 접지에 대한 고주파 전압변화가 없고, 상기 코일의 부권선은 그 일단이 상기 제 2 전기전도체에 접속되고 어디에도 접속되지 않은 타단을 가지며, 상기 전기전도체는 서로로부터 전기적으로 절연되어 상기 제 2 전기전도체가 상기 제 1 전기전도체를 둘러싸고 있다.
첨부 도면을 참조하여 본발명의 특징을 보다 상세히 설명하겠다.
도 1 은 다이어그램으로 도시된 전원부를 갖춘 본발명에 따른 무전극 저압방전램프의 실시예를 종단면으로 도시한다.
도 2 는 도 1 의 램프의 케이블 및 코일과 관련된 회로 다이어그램이다.
도 3 은 도 1 의 Ⅲ-Ⅲ 라인을 따라 취해진 단면도이다.
본발명의 목적은 사용자에게 보다 큰 설치 상의 자유를 허락하는 첫번째 문단에 기재된 그러한 종류의 램프를 제공하는 것이다. 본발명에 따르면, 첫번째 문단에 기재된 종류의 램프는 금속체가 제 2 도체에 용량성으로 결합되는 것을 특징으로 한다. 전자기장의 세기가 상기 램프의 본실시예에서 상당히 감소된다는 사실이 밝혀졌는데, 상기 램프는 램프설치를 위한 허용범위 한계의 확장을 가능하게 한다. 상호 위치에 있어서 본래 갖추어진 용량성 결합이 코일 및 금속체 사이에서 얻어진다. 한편으로는 제 2 도체와 금속체 사이의 용량성 결합 및 다른 한편으로는 코일과 금속체 사이의 용량성 결합 모두가 코일 및 제 2 도체 사이에서 기생전류가 발생되도록 하는데, 그럼으로써 코일 표면 상에 균분된 전압에 있어서의 고주파 변화의 진폭이 감소한다.
예를 들어, 제 2 도체 및 금속체 사이의 용량성 결합이 그 사이의 커패시터에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, 본발명에 따른 램프의 바람직한 실시예는 금속체가 제 1 및 제 2 도체로부터 전기적으로 절연되고 제 2 도체를 둘러싸는 케이블의 일부를 형성하는 제 3 도체에 접속되어 있다는 점을 특징으로 한다. 금속체 및 제 2 도체 사이의 용량성 결합은 별도의 구성요소를 필요로 하지 않고 케이블을 통하여 얻어진다. 원한다면, 제 3 도체가 전원 근처에서 접지될 수도 있다. 그러나, 이러한 도체를 접지시키지 않고도 전자파장애의 감소가 실현된다.
바람직한 실시예에서, 상기 케이블의 제 2 및 제 3 도체는 200 내지 1000 pF/m 의 값을 갖는 용량성 임피던스를 형성한다. 200 pF/m 보다 작은 경우에, 전자파장애를 충분히 감소시키기 위해서는 램프 및 전원 사이의 상대적으로 긴 케이블이 필요하다. 1000 pF/m 보다 큰 값을 실현하기 위해서는 케이블용으로 상대적으로 넓은 물질이 필요하다.
예를 들어, 코일이 그 주위에 설치되는 금속체는 구성소자인 동시에 방전관의 공동으로부터 열을 제거하기 위한 열전도체로서 작용할 수도 있다. 예를 들어, 램프의 코일은 금속체가 설치되는 공동에 부드러운 자성물질로 된 원통형 심선을 가질 수도 있다. 선택적으로는, 예를 들어, 상기 코일은 금속체의 개개의 공동에 설치되는 부드러운 자성물질로 된 하나 또는 수개의 로드 (rod) 를 가질 수도 있다. 그러나, 또다른 실시예에서는, 부드러운 자성물질로 된 심선이 없다.
방전관의 이온화 충전물은 예를 들어 아르곤과 같은 희귀 가스인 비활성 기체 이외에도 예를 들어 수은이나 나트륨 처럼 기화될 수 있는 성분을 구비할 수도 있다. 방전관에는 방전공간에서 발생되는 자외선 방사를 가시광선 방사로 변환하기 위한 냉광층이 제공된다.
예를 들어, 제 2 및 제 3 도체는 꼬인 금속섬유일 수도 있다. 본발명에 따른 무전극 저압방전램프의 바람직한 실시예는 제 2 및 제 3 도체가 호일 및 심선을 구비한다는 점에 특징이 있는데, 여기서 호일은 제 1 도체를 둘러싸고 심선과 전기적으로 접촉한다. 심선 및 코일이 케이블 내에서 서로 기대어 뻗어 있는 경우, 신뢰성 있는 전기적 접촉을 얻는데 충분하다. 하나 또는 수개의 금속섬유를 구비하는 심선은 예를 들어 제 1 도체와 평행하게 뻗어 있을 수도 있지만, 선택적으로는 코일처럼 감겨 있을 수도 있다. 반면에, 호일은 넓은 표면적을 형성하여 제 2 및 제 3 도체 사이의 좋은 용량성 결합이 쉽게 얻어질 수도 있다. 반면에, 심선은 전원의 출력단자나 심선의 콘택과 쉽게 고정될 수 있으므로 램프 설치가 휠씬 간단해진다.
바람직한 실시예에서, 제 3 도체는 금속체에 기대어 클램프된다. 따라서, 제 3 도체 및 금속체 사이의 전기적인 접속은 편리한 방식으로 실현된다.
케이블의 제 1 및 제 2 전기전도체가 램프에 인접한 부드러운 자성 물질로된 원통형 몸체를 통하여 함께 뻗어있는 것이 바람직하다. 이로 인하여 전원부에 의하여 본체에 인가되는 고조파 전압이 감소한다.
본발명에 따른 램프는 추가적으로 제 1 및 제 2 출력단자를 갖춘 전원부를 구비하는 본발명에 따른 발광부에 사용하기에 적합한데, 여기서 상기 제 1 출력단자는 고주파 전압을 공급하고 상기 제 2 출력단자는 접지에 대한 고주파 전압변화가 없고, 한편 케이블의 제 1 및 제 2 도체는 상기 전원부의 제 1 및 제 2 출력단자와 각각 접속되어 있다.
도 1 은 칼라 (12) 에 고정되는 발광 방전관 (10) 을 갖춘 무전극 저압방전램프를 보인다. 이 방전관 (10) 에는 이온화 충전물, 즉 수은이나 희귀 가스의 충전물이 제공된다. 이 방전관은 내부 표면에 냉광층 (13) 을 갖는다. 전기 코일 (2) 은 방전관 (10) 의 공동 (11) 에 수용되고, 금속체 (20) 둘레에 주권선 (21) 및 부권선 (22) 이 제공된다. 합성수지 코일 성형구 (23) 둘레에 코일 (2) 이 설치된다. 동시에 열전도체로서의 역할도 하는 금속체 (20) 는 코일 성형구 (23) 에 수용되는 부드러운 자성물질로 된 심선 (24) 을 통하여 뻗어있다. 나선형 스프링 (25) 은 심선 (24) 이 뻗어가는 방향으로 금속체 (20) 둘레에 추가적으로 설치되어, 금속체 (20) 의 확장부 (20a) 에 걸리고, 심선 (24) 이 코일 성형구 (23) 의 협소부 (23a) 쪽으로 힘을 받도록 유지한다. 이러한 구성은 제조 시에 발생하는 치수의 변동에 관계없이 심선 (24) 이 코일 성형구에 고정되도록 함으로써, 코일 (2) 의 특성에 있어서의 변화가 감소한다. 코일 (2) 의 주권선 (21) 은 케이블 (3) 의 제 1 및 제 2 도체 (31,32) 에 접속된다. 제 2 도체 (32) 는 제 1 절연피복 (34) 에 의해 제 2 도체와 전기적으로 절연된 제 1 도체 (31) 를 둘러싼다. 부권선 (22) 은 또한 제 1 단 (22a) 에서 제 2 도체 (32) 와 접속되고 어디에도 접속되지 않은 제 2 단 (22b) 을 갖는다. 램프 (1) 는 전원부 (5) 를 더 구비하는 발광부의 부분을 형성하고, 제 1 및 제 2 도체 (31,32) 는 상기 전원부 (5) 의 제 1 및 제 2 출력단자 (51,52) 에 각각 접속된다. 전원부 (5) 는 또한 본체의 폴 (pole) (P,N) 에 접속하기 위한 입력단자 (53,54) 를 갖는다. 램프 (1) 및 전원 (5) 사이의 케이블 (3) 은 50cm 의 길이를 갖는다. 전원부 (5) 가 작동하는 동안에, 츨력단자 (51,52) 사이에는 고주파 전압차가 있고, 제 2 출력단자 (52) 는 접지 (M) 에 대한 고주파 전압변화가 없다. 그러나, 제 2 출력단자 (52) 가 접지에 대하여 전기적으로 중성일 필요는 없고, 예를 들어, 본체로부터 유도되는 저주파 전압변화를 보일 수도 있다.
금속체 (20) 는 상기 제 2 도체 (32) 와 용량성 결합을 한다. 도시된 실시예에서, 금속체 (20) 와 제 2 도체 (32) 사이의 용량성 결합은 금속체 (20) 가 제 1 및 제 2 도체 (31,32) 와 전기적으로 절연된 제 3 도체 (33) 에 접속됨으로써 실현되고, 상기 제 3 도체 (32) 는 케이블 (3) 의 부분을 형성하고 제 2 도체 (32) 를 둘러싼다. 케이블 (3) 은 제 2 및 제 3 도체 (32,33) 사이에 제 2 절연피복 (35) 을 갖는다. 제 3 절연피복 (36) 에 의해 둘러싸이는 제 3 도체는 그 일단 (33') 이 접지 (M) 에 접속된다.
도 2 는 코일 (2) 및 제 2 도체 (32) 가 한편으로는 코일 (2) 및 코일 내부의 금속체 (20) 사이의 기생 커패시턴스 (C1) 를 통하여, 다른 한편으로는 금속체와 전기적으로 접속된 제 3 도체 (33) 및 제 2 도체 (32) 사이의 커패시턴스 (C2) 를 통하여 어떻게 용량성으로 결합되는지를 보인다.
제 2 및 제 3 도체 (32,33) 각각은 호일 (32a,33a) 및 심선 (32b,33b) 을 구비하는데, 이 호일 (32a,33a) 은 제 1 도체 (31) 둘레에 뻗어 있고 연관된 심선 (32b,33b) 과 전기적으로 접촉한다 (도 3 참조). 절연피복 (34,35,36) 은 PVC 로 만들어진다. 제 2 및 제 3 도체 사이의 단위길이당 커패시턴스는 360pF/m 이고, 따라서 앞에서 기재된 200 내지 1000pF/m 사이의 값을 갖는다.
도시된 실시예에서, 제 3 도체 (33) 는 금속체 (20) 에 대하여 클램프된다. 제 3 도체 (33) 의 심선 (33b) 은 코일 성형구 (23) 의 플랜지 모양의 확장부 (23b) 및 금속체 (20) 의 플랜지모양의 확장부 (20b) 사이에서 클램프된다. 제 1 및 제 2 도체 (31,32) 는 램프 (1) 에 인접한 부드러운 자성물질로 된 원통형 몸체 (4) 를 통하여 뻗어있다. 이 경우의 원통형 몸체 (4) 는 7mm 의 길이, 2.5mm 의 내부 직경, 및 5mm 의 외부 직경을 갖는다.
램프 (1) 는 금속 반사기 (14) 내에 위치해 있다. 금속체 (20) 의 플랜지된 끝부분 (20a) 은 반사기 (14) 에 나사로 조여져 있어서, 반사기 (14) 도 또한 제 3 도체 (33) 에 접속된다.
본발명에 따르지 않은 램프가 설치된, 제 3 도체가 제 1 및 제 2 도체를 구비하는 케이블의 부분을 형성하지 않고 2cm 의 폭을 갖는 금속 스트립으로 형성되어 케이블이 이 스트립에 대하여 평행하게 고정되었다는 점에서 본발명의 발광부와는 다른, 발광부가 또한 제조되었다. 제 1 및 제 2 도체는 케이블의 심선 및 피복을 각각 형성한다.
본발명에 따른 발광부 및 본발명에 따르지 않은 발광부 양측에 대하여 EN 55022 에 따라 전계가 측정되었다. 본발명에 따른 발광부에 대하여는 30dBμV/m 의 값이 측정되었는데, 이 값은 본발명에 따르지 않은 발광부의 경우 (35dBμV/m) 보다 5dBμV/m 이 작은 값이다. 제 3 도체가 본발명에 따른 발광부에서 접지 (M) 에 접속된 경우에는, 본발명에 따르지 않은 발광부에 비하여 보다 작은 값 (34dBμV/m) 이 여전히 측정되었다.
본발명에 따른 발광부는 또한 50cm 의 케이블로 다시 측정되었는데, 여기에서 케이블의 제 2 및 제 3 도체 사이의 커패시턴스는 900pF/m 이었다. 본발명에 따른 발광부의 케이블의 제 2 및 제 3 도체는 폴리에스테르 호일로 된 피복을 통하여 서로 절연되었다. 이러한 케이블을 사용함으로써 도 1 을 참조하여 기재된 본발명의 실시예와 비교하여 전자파장애가 크게 감소하지는 않았다는 것이 밝혀졌다.

Claims (6)

  1. 금속체 (20) 둘레에 주권선 (21) 및 부권선 (22) 이 설치된 전기 코일 (2) 이 설치되는 공동 (11) 을 갖추고 이온화 충전물이 제공되는 발광 방전관 (10) 을 구비하는 무전극 저압방전램프 (1) 로서,
    상기 코일의 주권선 (21) 은 고주파 전원부 (5) 의 제 1 (51) 및 제 2 출력단자 (52) 에 각각 접속하기 위한 케이블 (3) 의 제 1 (31) 및 제 2 전기전도체 (32) 에 접속되고, 상기 전원부 (5) 의 제 2 출력단자 (52) 는 접지 (M) 에 대한 고주파 전압변화가 없고,
    상기 부권선 (22) 은 그 일단 (22a) 이 상기 제 2 전기전도체 (32) 에 접속되고 어디에도 접속되지 않은 타단 (22b) 을 가지며, 상기 전기전도체 (31,32) 는 서로로부터 전기적으로 절연되어 상기 제 2 전기전도체 (32) 가 상기 제 1 전기전도체 (31) 를 둘러싸고,
    상기 금속체 (20) 가 상기 제 2 전기전도체 (32) 에 용량성 결합을 하는 것을 특징으로 하는 무전극 저압방전램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속체 (20) 는 상기 제 1 및 제 2 도체 (31,32) 로부터 전기적으로 절연되고 상기 제 2 도체 (32) 를 둘러싸는 케이블 (3) 의 일부를 구성하는 제 3 도체 (33) 에 접속되는 것을 특징으로 하는 무전극 저압방전램프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 케이블 (3) 의 제 2 및 제 3 전기전도체 (32,33) 는 200 내지 1000 pF/m 사이의 값을 갖는 용량성 임피던스를 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 저압방전램프.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 및 제 3 전기전도체 (32,33) 각각은 호일 (32a,33a) 및 심선 (32b,33b) 을 구비하고, 상기 호일은 상기 제 1 전기전도체 (31) 를 둘러싸고 대응하는 심선과 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 무전극 저압방전램프.
  5. 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 전기전도체 (33) 는 상기 금속체 (20) 대하여 클램프되는 것을 특징으로 하는 무전극 저압방전램프.
  6. 전술한 항들중의 어느 한 항에 있어서, 상기 케이블 (3) 의 제 1 및 제 2 전기전도체 (31,32) 는 상기 램프 (1) 에 인접한 부드러운 자성물질로 된 원통형 몸체 (4) 를 통하여 함께 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 무전극 저압방전램프.
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