KR100639483B1 - electrodeless discharge lamp electric source apparatus - Google Patents

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KR100639483B1
KR100639483B1 KR1020040098355A KR20040098355A KR100639483B1 KR 100639483 B1 KR100639483 B1 KR 100639483B1 KR 1020040098355 A KR1020040098355 A KR 1020040098355A KR 20040098355 A KR20040098355 A KR 20040098355A KR 100639483 B1 KR100639483 B1 KR 100639483B1
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Abstract

본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 교류전원을 정류한 정류전압을 단속하여 그라운드로 단속접지전류를 발생시켜 승압코일에 의한 전자 유도작용에 의해 승압전압을 출력시키는 승압부 및 분압승압전압과 분압정류전압에 의해 단속접지전류의 펄스폭을 가변시켜 승압전압이 일정한 전압값을 갖도록 승압전압을 제어하고, 정류전류모니터전압 및 기준전압에 의해 단속접지전류의 펄스폭을 가변시켜 정류전압과 승압코일에 흐르는 정류전류의 위상을 제어하여 정류전압과 정류전류의 위상차이를 감소시키는 위상제어전압 안정화부로 구성된다.The power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention is to boost the rectified voltage rectified AC power to generate an intermittent ground current to the ground to output the boosted voltage by the electromagnetic induction action by the boosting coil and Control the boosted voltage so that the boosted voltage has a constant voltage value by varying the pulse width of the interrupted ground current by the divided rectified voltage, and change the pulse width of the interrupted ground current by the rectified current monitor voltage and the reference voltage. The phase control voltage stabilizer is configured to reduce the phase difference between the rectified voltage and the rectified current by controlling the phase of the rectified current flowing through the coil.

본 발명은 교류전원의 전압이 변동되거나 무전극 방전램프의 내부 임피던스가 변화되더라도 항상 안정된 값을 갖는 승압전압을 발생시켜 정격전력에 적합한 안정된 고주파 구동 전원인 고주파 단속전류를 얻을 수 있고, 밝기가 안정된 고휘도의 조명을 달성할 수 있으며, 정류전압과 정류전류의 위상을 일치시켜 그 역률을 1에 가깝도록 하여 고주파 구동 전원의 유효 전력을 최대가 되도록 제어함으로써 고휘도를 가지며, 에너지를 절약할 수 있으며, 정류전류에 고조파가 발생되는 것을 방지할 수 있어 고주파 전자 유도 노이즈의 발생을 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.According to the present invention, even when the voltage of the AC power supply is changed or the internal impedance of the electrodeless discharge lamp is changed, a boosted voltage having a stable value is always generated to obtain a high frequency interrupted current that is a stable high frequency driving power suitable for the rated power, and the brightness is stable. It is possible to achieve high brightness illumination, and to match the phase of rectified voltage and rectified current so that the power factor is close to 1 to control the effective power of the high frequency driving power supply to the maximum, which has high brightness and saves energy. It is possible to prevent the generation of harmonics in the rectified current, which can greatly reduce the generation of high frequency electromagnetic induction noise.

무전극 방전램프, 승압전압, 펄스폭변조, 역률, 단속전류Electrodeless discharge lamp, step-up voltage, pulse width modulation, power factor, intermittent current

Description

무전극 방전램프의 전원장치{electrodeless discharge lamp electric source apparatus}Electrodeless discharge lamp electric source apparatus

도 1은 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a power supply device of an electrodeless discharge lamp of the present invention;

도 2는 위상제어전압 안정화부의 구성도,2 is a configuration diagram of a phase control voltage stabilization unit;

도 3은 위상제어전압 안정화부의 신호파형도이다.3 is a signal waveform diagram of a phase control voltage stabilization unit.

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

CMP...교류전원 A...승압부CMP ... AC power supply A ...

B...고주파 스위칭부 DB...전파정류기B ... high frequency switching part DB ... full-wave rectifier

XL...승압코일 Q1, Q2, Q3...제1, 제2, 제3스위치XL ... step-up coils Q1, Q2, Q3 ... 1st, 2nd, 3rd switch

Dr...정류다이오드 Vi...기전압Dr. Rectifier Diode Vi ...

Cs...평활콘덴서 Lw...파형조정코일Cs ... Smoothing Capacitor Lw ... Corrugation Coil

LDCoil...여기코일(무전극방전램프) VRphase...위상제어전압 안정화부LD coil ... Excited coil (electrodeless discharge lamp) VRphase ... Phase control voltage stabilizer

GSRF...제1스위치제어신호 Inv-GSRF...제2스위치제어신호GS RF ... first switch control signal Inv-GS RF ... second switch control signal

Is1, Is2...고주파 단속전류 Vd...정류전압Is1, Is2 ... High frequency interrupted current Vd ... Rectified voltage

IBr...정류전류 Is...단속접지전류IBr ... rectified current Is ... interrupted ground current

VB...승압전압 PWM...펄스폭변조신호VB ... step-up voltage PWM ... pulse width modulated signal

Vf...분압승압전압 Vpha...분압정류전압Vf ... voltage booster voltage Vpha ... voltage booster voltage

Idet...정류전류모니터전압 Isen...단속전류모니터전압Idet ... rectified current monitor voltage Isen ... interrupted current monitor voltage

Vm...차분전압 10...적분기Vm ... Differential voltage 10 ... Integrator

11...감산부 12,13...제1,제2비교기11 ... subtraction part 12, 13 ... 1st, 2nd comparator

본 발명은 무전극 방전램프의 전원장치에 관한 것으로, 특히 고휘도의 조명 장치로 사용되는 무전극 방전램프를 고효율로 점등시키고, 무전극 방전램프의 점등시 승압전압을 급속히 증가시켜 무전극 방전램프를 안정적으로 점등시키고 점멸등의 밝기가 변동되는 것을 방지시킬 수 있고, 저노이즈를 갖는 무전극 방전램프의 전원장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for an electrodeless discharge lamp. In particular, the electrodeless discharge lamp, which is used as a high brightness lighting device, is lighted with high efficiency, and when the electrodeless discharge lamp is turned on, the boosted voltage is rapidly increased to produce the electrodeless discharge lamp. The present invention relates to a power supply device for an electrodeless discharge lamp having low noise, which can be stably lit and prevent the brightness of a flashing light from changing.

종래의 경우 조명등으로 백열전구나 형광등을 주로 사용하였으나, 절전 및 자원절약이나 생활환경에 있어서의 밝기의 향상 등의 사회적 필요에 부합하여 고휘도를 가지며 오랜 시간 사용할 수 있는 무전극 방전램프의 사용요구가 급속히 증가하고 있다. In the past, incandescent lamps and fluorescent lamps were mainly used as lightings, but the demand for the use of electrodeless discharge lamps having high brightness and long-term use is rapidly increasing in accordance with social needs such as saving power, saving resources, and improving brightness in living environments. It is increasing.

이러한 무전극 방전램프를 점등시키기 위해 고주파를 갖는 고전압의 전원이 필요하기 때문에 상용 전원인 교류전원을 승압한 고전압을 고주파 신호로 스위칭 하는 전원장치가 사용된다. 이 전원장치를 저가, 소형화하기 위해서는 상용 전원을 승압하는 대형 전원 트랜스를 사용하는 대신에 상용 전원을 정류한 후 스위치로 단 속시키고 고전압으로 승압시킨 후 승압된 고전압을 고주파 신호로 초핑하여 에너지를 저장하거나 변환시키는 인버터가 필요하며, 이에 대해 일본공개특허공보 특개평9-237687에 개시되어 있다. Since a high voltage power source having a high frequency is required to turn on the electrodeless discharge lamp, a power supply device for switching a high voltage boosted from a commercial AC power source to a high frequency signal is used. In order to reduce the cost and size of the power supply, instead of using a large power transformer that boosts the commercial power, the commercial power is rectified and then switched off by a switch, and the voltage is boosted to a high voltage. An inverter for converting or converting is required, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-237687.

종래의 무전극 방전램프의 전원장치는 고전압의 인가에 의해 무전극 방전램프가 점등된 후에 방전 현상에 의해 무전극 방전램프의 임피던스가 변화되며, 임피던스의 변화에 의해 무전극 방전램프의 밝기가 변동되거나 점멸되는 문제점을 가지고 있다. In the power supply apparatus of the conventional electrodeless discharge lamp, the impedance of the electrodeless discharge lamp is changed by the discharge phenomenon after the electrodeless discharge lamp is turned on by the application of high voltage, and the brightness of the electrodeless discharge lamp is changed by the change of the impedance. Or flashing problems.

또한 종래의 무전극 방전램프의 전원장치는 스위칭으로 승압하거나 고주파로 초핑할 경우에 무전극 방전램프에 전자 유도 노이즈가 발생되어 주위의 방송수신기기나 사무용 기기에 영향을 미쳐 기기의 오동작을 야기시키는 문제점을 가지고 있다.In addition, the power supply device of a conventional electrodeless discharge lamp is a problem that the electromagnetic induction noise is generated in the electrodeless discharge lamp when the voltage is boosted by switching or chopping at a high frequency, causing the malfunction of the equipment by affecting the surrounding broadcast receiving equipment or office equipment Have

또한 종래의 무전극 방전램프의 전원장치는 무전극 방전램프의 점등시에 승압전압이 급속히 증가하지 않으므로 무전극 방전램프의 방전 개시가 불안정하게 되어 방전의 단속에 수반하여 급격한 대전류가 단속적으로 전원장치로 흐르게 되어 강한 고주파 노이즈가 발생되는 문제점을 가지고 있다.In addition, the power supply device of the conventional electrodeless discharge lamp does not rapidly increase the boosted voltage when the electrodeless discharge lamp is turned on, so that the discharge start of the electrodeless discharge lamp becomes unstable, and the sudden large current is interrupted with the interruption of discharge. It has a problem that the high frequency noise is generated to flow to.

본 발명의 목적은 상용 전압인 교류전원이 변동되거나, 또는 무전극 방전램프의 방전현상에 의해 내부 임피던스가 변화되더라도 무전극 방전램프에 인가되는 승압전압을 일정 전압으로 유지시킬 수 있고, 정류전압과 정류전류의 위상차이를 줄여서, 바람직하게는 제로에 접근하도록 하여 무전극 방전램프의 전원장치의 효율 을 최대로 하여 무전극 방전램프를 안정적으로 점등시키고 고효율로 발광시킬 수 있는 무전극 방전램프의 전원장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to maintain the boosted voltage applied to the electrodeless discharge lamp at a constant voltage even if the AC power, which is a commercial voltage, or the internal impedance is changed by the discharge phenomenon of the electrodeless discharge lamp. The phase difference of the rectified current is reduced, preferably zero, so as to maximize the efficiency of the power supply device of the electrodeless discharge lamp, so that the electrodeless lamp can be stably lit and emit light with high efficiency. To provide a device.

본 발명의 다른 목적은 상용 전압인 교류전원이 다양한 요인으로 변동되거나, 또는 무전극 방전램프의 방전 변화로 구동 임피던스가 변화되더라도 펄스폭변조신호를 사용하여 제1스위치를 온/오프 제어하여 승압전압을 일정한 전압을 갖도록 할 수 있고, 승압전압을 정확하게 제어할 수가 있으므로 무전극 방전램프의 휘도를 안정적으로 유지할 수가 있으며, 펄스폭변조신호에 제1스위치의 온/오프를 제어하므로써 무전극 방전램프에 공급되는 승압전압의 정류전압과 정류전류의 위상차이를 감소시켜 고조파가 발생되는 것을 방지하여 고주파 전자 유도 노이즈의 발생을 감소시킬 수 있는 무전극 방전램프의 전원장치를 제공하는 데 있다.According to another object of the present invention, even if the AC power source, which is a commercial voltage, is changed due to various factors or the driving impedance is changed by the discharge change of the electrodeless discharge lamp, the first switch is controlled on / off using a pulse width modulated signal to increase the boosted voltage. It is possible to have a constant voltage and to accurately control the boosted voltage, so that the brightness of the electrodeless discharge lamp can be maintained stably, and the on / off of the first switch is controlled by the pulse width modulation signal so that the electrodeless discharge lamp can be controlled. It is to provide a power supply device of an electrodeless discharge lamp that can reduce the generation of high frequency electromagnetic induction noise by reducing the phase difference between the rectified voltage and the rectified current of the boosted voltage supplied.

본 발명의 또 다른 목적은 위상제어전압 안정화부는 펄스폭변조신호에 의해 승압전압을 일정 전압을 갖도록 하여 승압전압을 안정한 전압을 가지도록 제어할 수 있고, 동시에 정류전압과 정류전류와의 위상 제어를 정밀하게 행할 수 있으며, 또한 제1스위치를 포함하고 있는 위상제어전압 안정화부는 전부 디지탈화할 수 있으므로 하나의 칩으로 집적회로(Integrated Circuit:IC)화할 수 있어 소형화 및 저가화할 수 있는 무전극 방전램프의 전원장치를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to control the voltage control voltage stabilization part to have a constant voltage by increasing the voltage up to a constant voltage by the pulse width modulation signal, and at the same time to control the phase of the rectified voltage and the rectified current. Since the phase control voltage stabilization part including the first switch can be digitalized, the integrated circuit (IC) can be integrated into a single chip. To provide a power supply.

본 발명의 또 다른 목적은 무전극 방전램프의 기동시 또는 무전극 방전램프의 방전 변화시에 승압전압을 급속히 증가시키도록 하여 무전극 방전램프를 안정적으로 그리고 신속하게 점등시킬 수 있으며, 무전극 방전램프의 방전 변화에 의한 점멸등의 밝기가 변동되는 것을 방지할 수 있는 무전극 방전램프의 전원장치를 제 공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to stably and quickly turn on the electrodeless discharge lamp by stably increasing the boost voltage at the time of starting the electrodeless discharge lamp or changing the discharge of the electrodeless lamp. The present invention provides a power supply device for an electrodeless discharge lamp that can prevent the brightness of a blinking lamp from being changed due to a change in the lamp discharge.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 여기코일에 고주파 전류를 공급하여 여기코일의 전자 유도 작용에 의해 무전극 방전램프를 여기시키는 무전극 방전램프의 전원장치에 있어서, 교류전원을 정류한 정류전압을 단속하여 그라운드로 단속접지전류를 발생시켜 승압코일에 의한 전자 유도작용에 의해 승압전압을 출력시키는 승압수단; 및 승압전압을 분압한 분압승압전압과 정류전압을 분압한 분압정류전압, 승압코일에 흐르는 정류전류를 모니터한 정류전류모니터전압 및 기준전압을 수신하여 분압승압전압과 분압정류전압에 의해 단속접지전류의 펄스폭을 가변시켜 승압전압이 일정한 전압값을 갖도록 승압전압을 제어하고, 정류전류모니터전압 및 기준전압에 의해 단속접지전류의 펄스폭을 가변시켜 정류전압과 승압코일에 흐르는 정류전류의 위상을 제어하여 정류전압과 정류전류의 위상차이를 감소시키는 위상제어전압 안정화수단을 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a power supply device of an electrodeless discharge lamp of the present invention is a power supply device of an electrodeless discharge lamp that supplies a high frequency current to the excitation coil to excite the electrodeless discharge lamp by the electromagnetic induction action of the excitation coil. Boosting means for interrupting the rectified voltage of the rectified AC power to generate an intermittent ground current to the ground to output the boosted voltage by an electromagnetic induction action by the boosting coil; And the divided voltage boost voltage obtained by dividing the boosted voltage, the divided voltage rectified voltage divided by the rectified voltage, the rectified current monitor voltage and the reference voltage which monitor the rectified current flowing through the boosted coil, and receiving the divided voltage by the divided voltage boosted voltage and the divided voltage rectified voltage. The boost voltage is controlled so that the boost voltage has a constant voltage value by varying the pulse width of the pulse width. It characterized in that it comprises a phase control voltage stabilization means for controlling to reduce the phase difference between the rectified voltage and the rectified current.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 여기코일에 고주파 전류를 공급하여 상기 여기코일의 전자 유도 작용에 의해 무전극 방전램프를 여기시키는 무전극 방전램프의 전원장치에 있어서, 교류전원을 수신하여 교류전원을 전파 정류하여 정류전압을 출력하는 전파정류수단; 펄스폭변조신호에 따라 온 또는 오프되어 정류전압을 그라운드로 흐르게 하여 정류전압에서 그라운드로 흐르는 단속접지전류를 단속하는 제1스위치수단; 일단이 정류전압에 연결되고, 타단이 제1스위치수단에 연결되어 제1스위치수단의 온 또는 오프에 의해 단속접지전류의 단속에 따라 전자 유도 작용에 의해 기전압을 발생하는 승압코일; 기전압을 전압정류하는 정류다이오드; 정류다이오드의 출력전압을 평활화하여 승압전압을 출력하는 캐패시터; 승압전압을 분압한 분압승압전압과 단속접지전류를 모니터한 단속전류모니터전압과의 전압차이 및 정류전압과 승압코일에 흐르는 정류전류와의 위상차이에 대응하여 가변되는 펄스듀티를 가지는 펄스폭변조신호를 출력하여 승압전압을 일정한 전압값을 갖도록 유지하고, 정류전류의 위상을 정류전압의 위상에 접근시키는 위상제어전압 안정화수단; 및 소정 주파수를 가지는 제1스위치제어신호와 제1스위치제어신호와는 극성이 반전된 제2스위치제어신호를 수신하여 승압전압에 대해서 직렬로 접속된 제2, 제3스위치수단들을 제1, 제2스위치제어신호들에 따라 반주기마다 교대로 도통, 차단시켜 고주파단속전류를 발생시키고, 고주파단속전류를 여기코일에 흐르게 하는 고주파 인버터를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention supplies a high frequency current to the excitation coil to the power supply device of the electrodeless discharge lamp to excite the electrodeless discharge lamp by the electromagnetic induction action of the excitation coil. A full-wave rectifying means for receiving an AC power and full-wave rectifying the AC power to output a rectified voltage; First switching means for interrupting the intermittent ground current flowing from the rectified voltage to the ground by turning the rectified voltage to ground by turning on or off according to the pulse width modulation signal; A boost coil having one end connected to the rectified voltage and the other end connected to the first switch means to generate an electromotive voltage by electromagnetic induction according to the interruption of the intermittent ground current by turning on or off the first switch means; A rectifying diode for voltage rectifying the electromotive voltage; A capacitor for outputting a boosted voltage by smoothing the output voltage of the rectifier diode; Pulse width modulated signal having a variable pulse duty corresponding to the voltage difference between the divided voltage step-up voltage divided by the boosted voltage and the intermittent current monitor voltage monitoring the interrupted ground current, and the phase difference between the rectified voltage and the rectified current flowing through the boosted coil. A phase control voltage stabilization means for outputting the voltage to maintain the boosted voltage to have a constant voltage value and bring the phase of the rectified current closer to the phase of the rectified voltage; And second and third switch means connected in series with respect to the boosted voltage by receiving a first switch control signal having a predetermined frequency and a second switch control signal whose polarity is inverted from the first switch control signal. It is characterized in that it comprises a high frequency inverter which conducts and cuts alternately every half cycle according to two switch control signals to generate a high frequency interrupted current, and a high frequency interrupted current flows through the excitation coil.

상기 위상제어전압 안정화수단은 승압전압을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압승압전압과 정류전압을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압정류전압을 수신하여 분압승압전압에서 분압정류전압을 감산하여 차분전압을 출력하는 감산수단; 단속접지전류를 모니터한 단속전류모니터전압과 차분전압을 수신하여 차분전압과 단속전류모니터전압을 비교하여 차분전압이 단속전류모니터전압 보다 크면 활성화되는 전압제어펄스신호를 출력하는 제1비교수단; 승압코일에 흐르는 정류전류를 모니터한 정류전류모니터전압과 기준전압을 수신하여 기준전압과 정류전류모니터전압을 비교하여 기준전압이 정류전류모니터전압 보다 크면 활성화되는 위상제어펄스신호를 출력하는 제2비교수단; 및 전압제어펄스신호와 위상제어펄스신호를 수신하여 수신된 전압제어펄스신호와 위상제어펄스신호를 논리곱하여 단속접지전류를 단속하는 펄스폭변조신호를 출력하는 논리곱수단을 구비한 것을 특징으로 한다.The phase control voltage stabilization means receives the divided voltage boosted voltage obtained by dividing the boosted voltage according to the magnitude of the resistance value and the divided voltage rectified voltage obtained by dividing the rectified voltage according to the magnitude of the resistance value, and subtracts the divided voltage rectified voltage from the divided voltage boosted voltage. Subtraction means for outputting a voltage; First comparing means for receiving an intermittent current monitor voltage and a differential voltage for monitoring the intermittent ground current and comparing the differential voltage and the intermittent current monitor voltage to output a voltage control pulse signal that is activated when the differential voltage is greater than the intermittent current monitor voltage; A second comparison that receives a rectified current monitor voltage and a reference voltage monitoring the rectified current flowing in the boosting coil, compares the reference voltage with the rectified current monitor voltage, and outputs a phase control pulse signal that is activated when the reference voltage is greater than the rectified current monitor voltage; Way; And a logical multiplication means for receiving the voltage control pulse signal and the phase control pulse signal and performing a logical multiplication of the received voltage control pulse signal and the phase control pulse signal to output a pulse width modulated signal for controlling the interrupted ground current. .

상기 위상제어전압 안정화수단은 분압정류전압을 적분하여 분압정류전압의 충전완화시간이 분압정류전압의 방전완화시간 보다 작은 값을 갖게 하는 적분수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다. The phase control voltage stabilizing means further comprises an integrating means for integrating the divided rectified voltage so that the charge relaxation time of the divided rectified voltage is smaller than the discharge relaxation time of the divided rectified voltage.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치를 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, a power supply device of an electrodeless discharge lamp of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a power supply device of an electrodeless discharge lamp of the present invention.

도 1의 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 교류전원(CMP)을 수신하여 교류전원(CMP)을 전파 정류하여 정류전압(Vd)을 출력하는 전파정류부(DB), 펄스폭변조신호(PWM)에 따라 온 또는 오프되어 정류전압(Vd)을 그라운드로 흐르게 하여 정류전압(Vd)에서 그라운드로 흐르는 단속접지전류(Is)를 단속하는 제1스위치(Q1), 일단이 정류전압(Vd)에 연결되고, 타단이 제1스위치(Q1)에 연결되어 제1스위치(Q1)의 온 또는 오프에 의해 단속접지전류(Is)의 단속에 따라 전자 유도 작용에 의해 기전압(Vi)을 발생하는 승압코일(XL), 기전압(Vi)을 전압정류하는 정류다이오드(Dr), 정류다이오드(Dr)의 출력전압을 평활화하여 승압전압(VB)을 출력하는 캐패시터(Cs), 승압전압(VB)을 분압한 분압승압전압(Vf)과 단속접지전류(Is)를 모니터한 단속전류모니터전압(Isen)과의 전압차이 및 정류전압(Vd)과 승압코일(XL)에 흐르는 정류전류(IBr)와의 위상차이에 대응하여 가변되는 펄스듀티를 가지는 펄스폭변조신호(PWM)를 출력하여 승압전압(VB)을 일정한 전압값을 갖도록 유지하고, 정류전류(IBr)의 위상을 정류전압(Vd)의 위상에 접근시키는 위상제어전압 안정화부(VRphase) 및 소정 주파수를 가지는 제1스위치제어신호(GSRF)와 제1스위치제어신호(GSRF)와는 극성이 반전된 제2스위치제어신호(Inv-GSRF)를 수신하여 승압전압(VB)에 대해서 직렬로 접속된 제2, 제3스위치들(Q2,Q3)을 제1, 제2스위치제어신호들(GSRF,Inv-GSRF)에 따라 반주기마다 교대로 도통, 차단시켜 고주파단속전류(Is1,Is2)를 발생시키고, 고주파단속전류(Is1,Is2)를 여기코일(LDCoil)에 흐르게 하는 고주파 인버터(B)로 구성된다.The power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention of Figure 1 receives the AC power (CMP), full-wave rectifying the AC power (CMP) to output a rectified voltage (Vd), a pulse width modulation signal ( PWM switch is turned on or off to flow the rectified voltage (Vd) to the ground to interrupt the intermittent ground current (Is) flowing from the rectified voltage (Vd) to the ground, one end of the rectified voltage (Vd) The other end is connected to the first switch Q1 to generate an electromotive voltage Vi by an electromagnetic induction action according to the interruption of the intermittent ground current Is by turning on or off the first switch Q1. Step-up coil (XL), rectifier diode (Dr) for voltage rectifying voltage (Vi), capacitor (Cs) for outputting boosted voltage (VB) by smoothing the output voltage of rectified diode (Dr), boosted voltage (VB) Voltage difference between positive step-up voltage (Vf) divided by voltage and intermittent ground current (Is) and intermittent current monitor voltage (Isen) Outputs a pulse width modulated signal PWM having a pulse duty varying in response to a phase difference between the voltage Vd and the rectified current IBr flowing in the boosting coil XL, so that the boosted voltage VB has a constant voltage value. And a phase control voltage stabilization unit VRphase for maintaining the phase of the rectified current IBr closer to the phase of the rectified voltage Vd, and a first switch control signal GS RF having a predetermined frequency and a first switch control signal ( GS RF ) receives the second switch control signal Inv-GS RF whose polarity is inverted and connects the second and third switches Q2 and Q3 connected in series with the boosted voltage VB to the first and the second. Two high frequency interrupted currents Is1 and Is2 are generated by alternately conducting and blocking every half cycle according to the switch control signals GS RF and Inv-GS RF , and the high frequency interrupted currents Is1 and Is2 are excited coils (LD Coil). It consists of the high frequency inverter B which flows into ().

상기와 같은 구성에 의해 본 발명인 무전극 방전램프의 전원장치는 교류전원(CMP)이 다양한 요인으로 변동되거나, 또는 무전극 방전램프의 방전 변화로 구동 임피던스가 변화되더라도 펄스폭변조신호(PWM)를 사용하여 제1스위치(Q1)를 온/오프 제어하여 승압전압(VB)을 일정한 전압을 갖도록 할 수 있고, 승압전압(VB)을 정확하게 제어할 수가 있으므로 무전극 방전램프의 휘도를 안정적으로 유지할 수가 있으며, 펄스폭변조신호(PWM)에 제1스위치(Q1)의 온/오프를 제어하므로써 무전극 방전램프에 공급되는 승압전압(VB)의 정류전압(Vd)과 정류전류(IBr)의 위상차이를 감소시켜 고조파가 발생되는 것을 방지하여 고주파를 갖는 전자 유도 노이즈의 발생을 감소시킬 수 있다.With the above-described configuration, the power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention can generate the pulse width modulation signal PWM even if the AC power source CMP is changed by various factors or the driving impedance is changed due to the discharge change of the electrodeless discharge lamp. It is possible to control the first switch Q1 on / off so that the boosted voltage VB can have a constant voltage, and the boosted voltage VB can be precisely controlled so that the brightness of the electrodeless discharge lamp can be stably maintained. The phase difference between the rectified voltage Vd and the rectified current IBr of the boosted voltage VB supplied to the electrodeless discharge lamp is controlled by controlling the on / off of the first switch Q1 to the pulse width modulated signal PWM. It is possible to reduce the occurrence of harmonics to reduce the generation of electromagnetic induction noise having a high frequency.

도 2에 도시된 바와 같이 위상제어전압 안정화부(VRphase)는 승압전압(VB)을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압승압전압(Vf)과 정류전압(Vd)을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압정류전압(Vpha)을 수신하여 분압승압전압(Vf)에서 분압정류전압(Vpha)을 감산하여 차분전압(Vm)을 출력하는 감산부(11), 단속접지전류(Is)를 모니터한 단속전류모니터전압(Isen)과 차분전압(Vm)을 수신하여 차분전압(Vm)과 단속전류모니터전압(Isen)을 비교하여 차분전압(Vm)이 단속전류모니터전압(Isen) 보다 크면 활성화되는 전압제어펄스신호(Vp)를 출력하는 제1비교기, 승압코일(XL)에 흐르는 정류전류(IBr)를 모니터한 정류전류모니터전압(Idet)과 기준전압(Vref)을 수신하여 기준전압(Vref)과 정류전류모니터전압(Idet)을 비교하여 기준전압(Vref)이 정류전류모니터전압(Idet) 보다 크면 활성화되는 위상제어펄스신호(Vq)를 출력하는 제2비교기(13) 및 전압제어펄스신호(Vp)와 위상제어펄스신호(Vq)를 수신하여 수신된 전압제어펄스신호(Vp)와 위상제어펄스신호(Vq)를 논리곱하여 단속접지전류(Is)를 단속하는 펄스폭변조신호(PWM)를 출력하는 논리곱(14)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, the phase control voltage stabilization unit VRphase divides the voltage booster voltage Vf and the rectified voltage Vd by dividing the voltage booster voltage VB according to the magnitude of the resistance value. A subtractor 11 for receiving a divided rectified voltage Vpha and subtracting the divided rectified voltage Vpha from the divided boosted voltage Vf to output the differential voltage Vm, and the intermittent ground current Is monitored Receives the current monitor voltage (Isen) and the differential voltage (Vm), compares the differential voltage (Vm) and the intermittent current monitor voltage (Isen), and activates the voltage when the differential voltage (Vm) is greater than the intermittent current monitor voltage (Isen). The first comparator for outputting the pulse signal Vp, the rectified current monitor voltage Idet and the reference voltage Vref which monitor the rectified current IBr flowing through the boosting coil XL, receive the reference voltage Vref and rectified. It is activated when the reference voltage Vref is greater than the rectified current monitor voltage Idle by comparing the current monitor voltage Idle. The second comparator 13 outputting the phase control pulse signal Vq, the voltage control pulse signal Vp, and the phase control pulse signal Vq are received and the received voltage control pulse signal Vp and phase control pulse signal ( And a logical product 14 for outputting the pulse width modulated signal PWM for interrupting the intermittent ground current Is by multiplying Vq).

상기와 같이 구성된 위상제어전압 안정화부에 의해 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 승압전압(VB)을 일정 전압을 갖도록 하여 승압전압(VB)을 안정한 전압을 가지도록 제어할 수 있고, 동시에 정류전압(Vd)과 정류전류(IBr)와의 위상 제어를 정밀하게 행할 수 있으며, 또한 제1스위치(Q1)를 포함하고 있는 위상제어전압 안정화부는 전부 디지탈화할 수 있으므로 하나의 칩으로 집적회로(Integrated Circuit:IC)화할 수 있어 소형화 및 저가화할 수 있다.The power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention is configured to have a constant voltage by the pulse width modulation signal PWM by the phase control voltage stabilizing unit configured as described above, so that the boost voltage VB is stable. It can be controlled so as to control the phase, and at the same time, the phase control between the rectified voltage Vd and the rectified current IBr can be precisely performed, and the phase control voltage stabilization part including the first switch Q1 can be all digitalized. As a result, integrated circuits (ICs) can be integrated into a single chip, thereby miniaturizing and reducing the cost.

상기 위상제어전압 안정화부(VRphase)는 분압정류전압(Vpha)을 적분하여 분압정류전압(Vpha)의 충전완화시간(τc)이 분압정류전압의 방전완화시간(τd) 보다 작은 값을 갖게 하는 적분기(10)를 더 구성될 수도 있다. The phase control voltage stabilization unit VRphase integrates the divided voltage rectification voltage Vpha to allow the charge relaxation time τc of the divided voltage rectification voltage Vpha to be smaller than the discharge relaxation time τd of the divided voltage rectified voltage Vpha. 10 may be further configured.

상기와 같은 적분기(10)에 의해 무전극 방전램프의 기동시 또는 무전극 방전램프의 방전 변화시에 승압전압(VB)을 급속히 증가시키도록 하여 무전극 방전램프를 안정적으로 그리고 신속하게 점등시킬 수 있으며, 무전극 방전램프의 방전 변화에 의한 점멸등의 밝기가 변동되는 것을 방지할 수 있다.By the integrator 10 as described above, the boost voltage VB is rapidly increased when the electrodeless discharge lamp is started or when the electrodeless discharge lamp is discharged, so that the electrodeless lamp can be stably and quickly turned on. In addition, it is possible to prevent the brightness of the blinking lamp from being changed due to the discharge change of the electrodeless discharge lamp.

상기 구성에 따른 본 발명인 무전극 방전램프의 전원장치의 동작은 다음과 같다.Operation of the power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention according to the above configuration is as follows.

도 1의 무전극 방전램프의 전원장치의 동작은 다음과 같다.Operation of the power supply device of the electrodeless discharge lamp of Figure 1 is as follows.

다이오드 브릿지로 구성된 전파정류기(DB)는 상용 전원인 교류전원(CMP)을 전파 정류하여 정류전압(Vd)을 출력하고, 정류전압(Vd)은 승압부(A)로 공급된다. 정류전압(Vd)은 펄스폭변조신호(PWM)의 논리값에 따라 온 또는 오프되는 N채널 모스트랜지스터로 구성된 제1스위치(Q1)에 의해 단속되어 제1스위치(Q1)가 온될 때 단속접지전류(Is)를 그라운드로 흘려준다. 단속접지전류(Is)에 의한 전자 유도 작용에 의해 승압코일(XL)에 기전압(Vi)이 발생되며, 정류전압(Vd)에 중첩된 기전압(Vi)을 정류다이오드(Dr)로 정류하고, 평활콘덴서(Cs)에 의해 평활되어 승압부(A)는 승압전압(VB)을 출력한다.The full-wave rectifier DB including the diode bridge is full-wave rectified by the AC power source CMP, which is a commercial power source, to output the rectified voltage Vd, and the rectified voltage Vd is supplied to the boosting unit A. The rectified voltage Vd is interrupted by a first switch Q1 composed of N-channel MOS transistors that are turned on or off in accordance with the logic value of the pulse width modulation signal PWM, and the intermittent ground current when the first switch Q1 is turned on. (Is) to ground. Due to the electromagnetic induction action by the intermittent ground current Is, an electromotive voltage Vi is generated in the boosting coil XL, and the electromotive voltage Vi superimposed on the rectified voltage Vd is rectified to the rectifying diode Dr. Is smoothed by the smoothing capacitor Cs, and the boosting unit A outputs the boosted voltage VB.

승압전압(VB)은 고주파 스위칭부(B)로 입력된다. N채널 모스트랜지스터로 구 성된 제2스위치(Q2)는 주파수 약 2.5MHz로 펄스듀티 50%를 가지는 구형파의 제1스위치제어신호(GSRF)에 따라 온 또는 오프되며, N채널 모스트랜지스터로 구성된 제3스위치(Q3)는 제1스위치제어신호(GSRF)의 극성과 반대의 극성을 가진 제2스위치제어신호(Inv-GSRF)에 따라 온 또는 오프된다. 따라서 제2스위치(Q2)와 제3스위치(Q3)는 교대로 도통 또는 차단되어 고주파 스위칭부(B)로 입력되는 승압전압(VB)을 초핑하여, 서로 역방향으로 흐르는 고주파 스위칭전류인 고주파 단속전류(Is1, Is2)를 발생한다. The boosted voltage VB is input to the high frequency switching unit B. The second switch Q2 composed of the N-channel morph transistors is turned on or off according to the first switch control signal GS RF of a square wave having a pulse duty of 50% at a frequency of about 2.5 MHz. third switch (Q3) is turned on or off in response to a first switch control signal (GS RF) the second switch control signal (Inv-GS RF) with the polarity of the polarity opposite to that of. Therefore, the second switch Q2 and the third switch Q3 are alternately turned on or off and chopped the boost voltage VB inputted to the high frequency switching unit B, and the high frequency intermittent currents are high frequency switching currents flowing in opposite directions. (Is1, Is2) occurs.

고주파 단속전류(Is1, Is2)는 파형정형코일(Lw)에 의해 전류 파형을 구형파로부터 정현파로 파형 정형화되며, 유도계수(Lo)와 콘덴서(Co)의 공진 회로로 형성된 무전극 방전램프의 여기코일(LDCoil)을 구동시켜 무전극 방전램프를 여기해 점등 및 방전을 제어하여 무전극 방전램프를 정상적으로 발광시킨다. 고주파 스위칭부(B)는 고주파신호로 온 또는 오프되므로 고주파 인버터라고 한다.The high frequency intermittent currents Is1 and Is2 are waveform shaped by a waveform shaping coil Lw from a square wave to a sine wave, and an excitation coil of an electrodeless discharge lamp formed of a resonant circuit of an induction coefficient Lo and a capacitor Co. LD Coil is driven to excite the electrodeless discharge lamp to control lighting and discharge to emit the electrodeless discharge lamp normally. The high frequency switching unit B is called a high frequency inverter because it is turned on or off by a high frequency signal.

무전극 방전램프는 점등시 방전상태의 변화로 내부 임피던스가 크게 변동되며, 내부 임피던스의 변동에 따라 승압전압(VB)이 변동되고, 이로 인해 무전극 방전램프의 휘도가 변동하게 된다. 따라서 무전극 방전램프의 휘도가 변동되지 않도록 승압전압(VB)은 일정한 전압을 유지하도록 제어되어야 한다. 승압전압(VB)이 일정하게 유지되어 무전극 방전램프를 정격전압으로 구동시키게 되면 무전극 방전램프의 수명은 향상된다. When the electrodeless discharge lamp is turned on, the internal impedance is greatly changed due to the change of the discharge state, and the boosted voltage VB is changed according to the change of the internal impedance, which causes the brightness of the electrodeless discharge lamp to be changed. Therefore, the boosted voltage VB should be controlled to maintain a constant voltage so that the brightness of the electrodeless discharge lamp does not vary. When the boosted voltage VB is kept constant and the electrodeless discharge lamp is driven at the rated voltage, the lifetime of the electrodeless discharge lamp is improved.

또한 승압코일(XL)에 흐르는 정류전류(IBr)의 위상을 정류전압(Vd)의 위상에 접근하면 그 역률이 1에 가까워져서 무전극 방전램프에 공급되는 승압전압(VB)의 실효전력을 최대로 할 수 있다. 즉, 전원 효율을 최적으로 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 승압부(A)는 위상제어전압 안정화부(VRphase)를 구비하고 있다. 위상제어전압 안정화부(VRphase)는 승압전압(VB)을 분압한 분압승압전압(Vf), 정류전압(Vd)를 분압한 분압정류전압(Vpha), 승압코일(XL)로 흐르는 정류전류(IBr)를 모니터 한 정류전류모니터전압(Idet) 및 펄스폭변조신호(PWM)에 따라 온 또는 오프되는 제1스위치(Q1)를 단속적으로 흐르는 단속접지전류(Is)를 모니터 한 단속전류모니터전압(Isen)을 수신 받아 승압전압(VB)에 대한 전압 안정화 제어와 전류/전압의 위상 제어를 한다.In addition, when the phase of the rectified current IBr flowing through the boosting coil XL approaches the phase of the rectified voltage Vd, the power factor is close to 1, thereby increasing the effective power of the boosted voltage VB supplied to the electrodeless discharge lamp. You can do In other words, power efficiency can be optimized. In order to solve this problem, the boosting unit A includes a phase control voltage stabilization unit VRphase. The phase control voltage stabilization part VRphase includes a divided voltage boosted voltage Vf divided by a boosted voltage VB, a divided voltage rectified voltage Vpha divided by a rectified voltage Vd, and a rectified current flowing through a boosted coil XL. Intermittent current monitor voltage (Isen) that monitors the intermittent ground current (Is) flowing intermittently through the first switch (Q1) that is turned on or off according to the rectified current monitor voltage (Idet) and the pulse width modulated signal (PWM). ) To receive the voltage stabilization control of the boosted voltage (VB) and phase control of the current / voltage.

도 2는 위상제어전압 안정화부의 구성도이고, 도 3은 위상제어전압 안정화부의 신호파형도로, 도 2 및 도 3에 따라 승압전압(VB)에 대한 전압 안정화 제어와 전류/전압의 위상 제어에 대한 동작설명은 다음과 같다.2 is a configuration diagram of the phase control voltage stabilization unit, and FIG. 3 is a signal waveform diagram of the phase control voltage stabilization unit. Referring to FIGS. 2 and 3, voltage stabilization control for the boost voltage VB and phase control of the current / voltage are performed. The operation description is as follows.

정류전압(Vd)을 직렬로 연결된 저항들(R1, R2)로 분압한 분압정류전압(Vpha)은 위상제어전압 안정화부(VRphase)로 입력되어 최초로 충방전의 완화시간을 다르게 해주는 적분기(10)에 대하여 적분되어 충전 즉 상승의 파형이, 방전 즉 하강의 파형보다 신속하고 매끄럽게 변화하는 적분 파형으로 변환된다. 즉, 적분기(10)에 의해 충전시에 분압정류전압(Vpha)은 다이오드(D11)를 통해 재빠르게 콘덴서(C12)로 충전되므로 충전완화시간(τc)은 작아지고, 방전시에 콘덴서(C12)에 충전된 전압은 저항(R11)을 통해 천천히 방전되기 때문에 방전완화시간(τd)은 충전완화시간(τc)에 비해 상당히 길어지게 된다. 이와 같이 적분기(10)에 의해 충방전의 완화 시간을 다르게 함으로써, 무전극 방전램프의 점등 개시시에 승압전압(VB)을 급격히 상승시켜 줄 수 있어 무전극 방전램프의 방전 개시 반응을 일으키는 임계전압을 순간적으로 넘어가도록 하여 무전극 방전램프의 점등이 불안정하게 되어 휘도가 변동해 조명이 점멸하거나 또는 방전 개시시에 발생하는 돌입전류(Inrush Current)가 발생되는 것을 방지하여 전자 유도 노이즈가 발생되는 것을 방지할 수 있다. The divided voltage rectifying voltage Vpha obtained by dividing the rectified voltage Vd into the resistors R1 and R2 connected in series is input to a phase control voltage stabilizer VRVR, thereby integrating the relaxation time of charge and discharge for the first time. The integrated waveform is converted into an integrated waveform that changes more quickly and smoothly than the discharge or falling waveform. That is, since the divided voltage rectified voltage Vpha is quickly charged to the capacitor C12 through the diode D11 at the time of charging by the integrator 10, the charge relaxation time τc becomes small and at the time of discharge, the capacitor C12 is discharged. Since the voltage charged at is slowly discharged through the resistor R11, the discharge relaxation time tau d becomes considerably longer than the charge relaxation time tau c. As described above, by integrating the charge and discharge relaxation times by the integrator 10, the voltage boosted voltage VB can be increased rapidly at the start of lighting of the electrodeless discharge lamp, and thus the threshold voltage causing the discharge start reaction of the electrodeless discharge lamp. Momentarily, the lighting of the electrodeless discharge lamp becomes unstable, and the brightness fluctuates, preventing the flashing of light or the inrush current generated at the start of discharge. It can prevent.

또한 콘덴서(C12)의 용량을 콘덴서(C11)의 용량 보다 50배에서 150배 정도, 바람직하게는 100배 정도의 큰 값을 갖도록 선택하면 최적의 충방전 완화시간을 얻을 수 있다.In addition, if the capacity of the capacitor C12 is selected to have a value 50 to 150 times larger than the capacity of the capacitor C11, preferably about 100 times, the optimum charge / discharge relaxation time can be obtained.

OP앰프를 사용하여 구성된 감산부(11)는 승압전압(VB)을 직렬로 연결된 두개의 저항들(R3, R4)에 의해 분압한 분압승압전압(Vf)과 적분기(10)에 의해 적분된 분압정류전압(Vpha)을 수신하여 분압승압전압(Vf)에서 분압정류전압(Vpha)을 차분한 차분전압(Vm)을 출력한다. The subtractor 11 configured using the OP amplifier divides the boosted voltage Vf obtained by dividing the boosted voltage VB by two resistors R3 and R4 connected in series and the divided voltage integrated by the integrator 10. The rectified voltage Vpha is received to output a differential voltage Vm obtained by subtracting the divided voltage rectified voltage Vpha from the divided voltage boosted voltage Vf.

제1비교기(12)는 펄스폭변조신호(PWM)에 따라 온 또는 오프되는 제1스위치(Q1)와 제1스위치(Q1)의 소스단과 그라운드에 사이에 연결된 저항(Rs)에 의해 제1스위치(Q1)가 온될 때 저항(Rs)에 흐르는 단속접지전류(Is)에 의해 저항(Rs)에 발생된 전압인 단속전류모니터전압(Isen)과 차분전압(Vm)을 비교하여 전압제어펄스신호(Vp)를 출력한다. 즉, 제1비교기(12)는 차분전압(Vm)이 단속전류모니터전압(Isen) 보다 크면 하이논리값을 갖는 활성화된 전압제어펄스신호(Vp)를 출력하고, 차분전압(Vm)이 단속전류모니터전압(Isen) 과 같거나 작으면 로우논리값을 갖는 비활성화된 전압제어펄스신호(Vp)를 출력한다. 단속전류모니터전압(Isen)은 단속접지 전류(Is)를 승압코일(XL)의 1차측 유도계수(Lp)와 저항(Rs)으로 적분한 것이기 때문에 삼각파의 신호 파형을 가지게 된다.The first comparator 12 is the first switch by a resistor Rs connected between the first switch Q1 and the source terminal of the first switch Q1 and ground, which are turned on or off according to the pulse width modulation signal PWM. When Q1 is turned on, the intermittent current monitor voltage Isen and the differential voltage Vm, which are voltages generated in the resistor Rs by the intermittent ground current Is flowing in the resistor Rs, are compared to the voltage control pulse signal ( Outputs Vp). That is, the first comparator 12 outputs an activated voltage control pulse signal Vp having a high logic value when the differential voltage Vm is greater than the intermittent current monitor voltage Isen, and the differential voltage Vm is an intermittent current. If it is equal to or less than the monitor voltage Isen, an inactive voltage control pulse signal Vp having a low logic value is output. The intermittent current monitor voltage Isen is obtained by integrating the intermittent ground current Is by the primary induction coefficient Lp and the resistor Rs of the boosting coil XL and thus has a triangular wave signal waveform.

제2비교기(13)는 승압코일(XL)에 흐르는 승압전류를 정류한 정류전류(IBr)를 승압코일(XL)의 2차측 코일(Ls)로 모니터한 정류전류모니터전압(Idet)을 2차측 코일(Ls)과 입력저항(Ri)에 의해 적분되어 전압의 크기가 크게 변화하는 포락선전압(Idet-En)과 사용자에 의해 정의된 기준전압(Vref)을 수신하여 포락선전압(Idet-En)과 기준전압(Vref)을 비교하여 위상제어펄스신호(Vq)를 출력한다. 즉, 제2비교기(13)는 기준전압(Vref)이 포락선전압(Idet-En) 보다 크면 하이논리값을 갖는 활성화된 위상제어펄스신호(Vq)를 출력하고, 그 반대의 경우 로우논리값을 갖는 비활성화된 위상제어펄스신호(Vq)를 출력한다. The second comparator 13 monitors the rectified current IBr that rectifies the boosted current flowing through the boosting coil XL with the secondary coil Ls of the boosting coil XL, and monitors the rectified current monitor voltage Idet. The envelope voltage (Idet-En), which is integrated by the coil (Ls) and the input resistance (Ri), and the magnitude of the voltage greatly changes, and the reference voltage (Vref) defined by the user is received to receive the envelope voltage (Idet-En) and The phase control pulse signal Vq is output by comparing the reference voltage Vref. That is, the second comparator 13 outputs an activated phase control pulse signal Vq having a high logic value when the reference voltage Vref is greater than the envelope voltage Idet-En, and vice versa. Outputs the deactivated phase control pulse signal Vq.

앤드게이트(AND Gate)로 구성된 논리곱부(14)는 전압제어펄스신호(Vp)와 위상제어펄스신호(Vq)를 수신하여 이들 신호를 논리곱하여 제1스위치(Q1)을 온 또는 오프시키는 펄스폭변조신호(PWM)를 출력한다.The AND product 14 formed of an AND gate receives the voltage control pulse signal Vp and the phase control pulse signal Vq and logically multiplies these signals to turn on or off the first switch Q1. Output the modulation signal PWM.

상기와 같이 위상제어전압 안정화부(VRphase)는 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 승압전압(VB)을 일정한 전압값을 갖도록 함과 동시에 정류전류(IBr)와 정류전압(Vd)과의 위상차이를 제로에 가까워지도록 제어한다. 도 2의 위상제어전압 안정화부(VRphase)는 클럭 신호를 사용하지 않는 회로로 구성되어 있으나, 클럭 신호를 사용하여 동일한 기능을 갖는 위상제어전압 안정화부를 구현할 수 있으며, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation) 제어를 위한 적절한 커스텀 IC 혹은 중앙처리장치(Central Processor Unit) 등의 마이크로컴퓨터를 사용하여 동일한 기능을 갖는 위 상제어전압 안정화부를 구현할 수 있다.As described above, the phase control voltage stabilization unit VRphase maintains the boost voltage VB at a constant voltage value by the pulse width modulation signal PWM, and at the same time, the phase difference between the rectified current IBr and the rectified voltage Vd. To get closer to zero. The phase control voltage stabilizer (VRphase) of FIG. 2 is composed of a circuit that does not use a clock signal, but a phase control voltage stabilizer having the same function may be implemented using a clock signal, and a pulse width modulation is performed. A phase control voltage stabilization unit having the same function can be implemented by using a microcomputer such as an appropriate custom IC or a central processor unit for control.

따라서 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 상용 전원인 교류전원(CMP)의 전압이 여러가지 요인에 의해 변동되더라도 또는 무전극 방전램프의 방전 현상의 변화에 의해 무전극 방전램프의 내부 임피던스, 즉 여기코일(LDCoil)의 등가 임피던스인 Lo, Co, 및 병렬저항 등이 변화되더라도 항상 안정된 값을 갖는 승압전압(VB)을 발생시켜 정격전력에 적합한 안정된 고주파 구동 전원인 고주파 단속전류(Is1/Is2)를 얻을 수 있다. Therefore, the power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention is characterized by the internal impedance of the electrodeless discharge lamp, i.e., even if the voltage of the alternating current power source (CMP), which is a commercial power source, is changed by various factors or by the discharge phenomenon of the electrodeless discharge lamp. Even when the equivalent impedances of the excitation coil (LD Coil ), Lo, Co, and parallel resistance change, a boosted voltage (VB) with a stable value is always generated to generate a high frequency interrupted current (Is1 / Is2), which is a stable high frequency drive power supply suitable for the rated power. ) Can be obtained.

또한 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 밝기가 안정된 고휘도의 조명을 달성할 수 있으며, 승압전압(VB)에 있어서의 정류전압(Vd)과 정류전류(IBr)의 위상을 일치시켜 그 역률을 1에 가깝도록 하여 고주파 구동 전원의 유효 전력을 최대가 되도록 제어함으로써 고휘도의 그리고 에너지 절약의 조명 장치를 실현시킬 수 있다. In addition, the power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention can achieve high brightness illumination with stable brightness, and match the phase of the rectified voltage Vd and the rectified current IBr in the boosted voltage VB to match the power factor thereof. By controlling the effective power of the high frequency drive power supply to be close to 1, the high brightness and energy saving lighting device can be realized.

또한 본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 승압전압(VB)에 있어서의 정류전압(Vd)과 정류전류(IBr)의 위상이 일치해 그 역률이 1이 되므로 정류전류(IBr)에 고조파가 발생되는 것을 방지할 수 있어 고주파 전자 유도 노이즈의 발생을 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.In addition, in the power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention, since the phase of the rectified voltage Vd and the rectified current IBr in the boosted voltage VB coincides with the power factor of 1, harmonics are applied to the rectified current IBr. It can prevent generation, and can greatly reduce generation of high frequency electromagnetic induction noise.

본 발명의 무전극 방전램프의 전원장치는 교류전원의 전압이 여러 가지 요인에 의해 변동되거나 무전극 방전램프의 내부 임피던스가 변화되더라도 항상 안정된 값을 갖는 승압전압을 발생시켜 정격전력에 적합한 안정된 고주파 구동 전원인 고주파 단속전류를 얻을 수 있고, 밝기가 안정된 고휘도의 조명을 달성할 수 있으며, 정류전압과 정류전류의 위상을 일치시켜 그 역률을 1에 가깝도록 하여 고주파 구동 전원의 유효 전력을 최대가 되도록 제어함으로써 고휘도를 가지며, 에너지를 절약할 수 있으며, 정류전류에 고조파가 발생되는 것을 방지할 수 있어 고주파 전자 유도 노이즈의 발생을 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.The power supply device of the electrodeless discharge lamp of the present invention generates a boosted voltage having a stable value at all times even when the voltage of the AC power source is changed by various factors or the internal impedance of the electrodeless discharge lamp is stable, so that it is suitable for rated power. It is possible to obtain high frequency interruption current as a power source, achieve high brightness illumination with stable brightness, and match the phase of rectified voltage and rectified current so that its power factor is close to 1 to maximize the effective power of the high frequency driving power supply. By controlling, it has high brightness, saves energy, and prevents harmonics from being generated in the rectified current, thereby greatly reducing generation of high frequency electromagnetic induction noise.

Claims (6)

여기코일에 고주파 전류를 공급하여 상기 여기코일의 전자 유도 작용에 의해 무전극 방전램프를 여기시키는 무전극 방전램프의 전원장치에 있어서,In the power supply device of the electrodeless discharge lamp to supply a high frequency current to the excitation coil to excite the electrodeless discharge lamp by the electromagnetic induction action of the excitation coil, 교류전원을 정류한 정류전압을 단속하여 그라운드로 단속접지전류를 발생시켜 승압코일에 의한 전자 유도작용에 의해 승압전압을 출력시키는 승압수단; 및Boosting means for interrupting the rectified voltage rectified by the AC power to generate an intermittent ground current to the ground to output the boosted voltage by an electromagnetic induction action by the boosting coil; And 상기 승압전압을 분압한 분압승압전압과 상기 정류전압을 분압한 분압정류전압, 상기 승압코일에 흐르는 정류전류를 모니터한 정류전류모니터전압 및 기준전압을 수신하여 상기 분압승압전압과 분압정류전압에 의해 상기 단속접지전류의 펄스폭을 가변시켜 상기 승압전압이 일정한 전압값을 갖도록 상기 승압전압을 제어하고, 상기 정류전류모니터전압 및 기준전압에 의해 상기 단속접지전류의 펄스폭을 가변시켜 상기 정류전압과 상기 승압코일에 흐르는 정류전류의 위상을 제어하여 상기 정류전압과 정류전류의 위상차이를 감소시키는 위상제어전압 안정화수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프의 전원장치. The divided voltage boosted voltage obtained by dividing the boosted voltage and the divided voltage rectified voltage divided by the rectified voltage, the rectified current monitor voltage and the reference voltage which monitor the rectified current flowing through the boosted coil, are received by the divided voltage boosted voltage and the divided voltage rectified voltage. The stepped voltage is controlled by varying the pulse width of the interrupted ground current so that the boosted voltage has a constant voltage value, and the pulse width of the interrupted ground current is varied by the rectified current monitor voltage and the reference voltage. And a phase control voltage stabilizing means for controlling a phase of the rectified current flowing through the boosting coil to reduce a phase difference between the rectified voltage and the rectified current. 제 1 항에 있어서, 상기 위상제어전압 안정화수단은The method of claim 1, wherein the phase control voltage stabilization means 상기 승압전압을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압승압전압과 상기 정류전압을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압정류전압을 수신하여 상기 분압승압전압에서 상기 분압정류전압을 감산하여 차분전압을 출력하는 감산수단;Receives the divided voltage boosted voltage obtained by dividing the boosted voltage according to the magnitude of the resistance value and the divided voltage rectified voltage obtained by dividing the rectified voltage according to the magnitude of the resistance value, and subtracts the divided voltage rectified voltage from the divided voltage boosted voltage to output a differential voltage. Subtraction means; 상기 단속접지전류를 모니터한 단속전류모니터전압과 상기 차분전압을 수신하여 상기 차분전압과 단속전류모니터전압을 비교하여 상기 차분전압이 상기 단속전류모니터전압 보다 크면 활성화되는 전압제어펄스신호를 출력하는 제1비교수단;Receiving an intermittent current monitor voltage and the differential voltage that monitor the intermittent ground current, comparing the differential voltage with the intermittent current monitor voltage, and outputting a voltage control pulse signal that is activated when the differential voltage is greater than the intermittent current monitor voltage; 1 comparing means; 상기 승압코일에 흐르는 정류전류를 모니터한 정류전류모니터전압과 기준전압을 수신하여 상기 기준전압과 정류전류모니터전압을 비교하여 상기 기준전압이 상기 정류전류모니터전압 보다 크면 활성화되는 위상제어펄스신호를 출력하는 제2비교수단; 및Receives a rectified current monitor voltage and a reference voltage that monitor the rectified current flowing through the boosting coil, compares the reference voltage and the rectified current monitor voltage, and outputs a phase control pulse signal that is activated when the reference voltage is greater than the rectified current monitor voltage. Second comparison means for performing; And 상기 전압제어펄스신호와 위상제어펄스신호를 수신하여 수신된 상기 전압제어펄스신호와 위상제어펄스신호를 논리곱하여 상기 단속접지전류를 단속하는 펄스폭변조신호를 출력하는 논리곱수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프의 전원장치.And a logical multiplication means for receiving the voltage control pulse signal and the phase control pulse signal and performing a logical multiplication on the received voltage control pulse signal and the phase control pulse signal to output a pulse width modulated signal for interrupting the intermittent ground current. Power supply device for an electrodeless discharge lamp. 제 2 항에 있어서, 상기 위상제어전압 안정화수단은 상기 분압정류전압을 적분하여 상기 분압정류전압의 충전완화시간이 상기 분압정류전압의 방전완화시간 보다 작은 값을 갖게 하는 적분수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프의 전원장치. 3. The method of claim 2, wherein the phase control voltage stabilizing means further comprises an integrating means for integrating the divided rectified voltage so that the charge relaxation time of the divided rectified voltage is smaller than the discharge relaxation time of the divided rectified voltage. Power supply device for an electrodeless discharge lamp characterized in that. 여기코일에 고주파 전류를 공급하여 상기 여기코일의 전자 유도 작용에 의해 무전극 방전램프를 여기시키는 무전극 방전램프의 전원장치에 있어서,In the power supply device of the electrodeless discharge lamp to supply a high frequency current to the excitation coil to excite the electrodeless discharge lamp by the electromagnetic induction action of the excitation coil, 교류전원을 수신하여 상기 교류전원을 전파 정류하여 정류전압을 출력하는 전파정류수단;Full-wave rectifying means for receiving AC power and full-wave rectifying the AC power to output a rectified voltage; 펄스폭변조신호에 따라 온 또는 오프되어 상기 정류전압을 그라운드로 흐르게 하여 상기 정류전압에서 그라운드로 흐르는 단속접지전류를 단속하는 제1스위치수단;First switching means for interrupting the intermittent ground current flowing from the rectified voltage to the ground by turning the rectified voltage to ground in response to a pulse width modulation signal; 일단이 상기 정류전압에 연결되고, 타단이 상기 제1스위치수단에 연결되어 상기 제1스위치수단의 온 또는 오프에 의해 상기 단속접지전류의 단속에 따라 전자 유도 작용에 의해 기전압을 발생하는 승압코일;Step-up coil, one end of which is connected to the rectified voltage, the other end of which is connected to the first switch means to generate an electromotive voltage by electromagnetic induction according to the interruption of the intermittent ground current by turning on or off the first switch means. ; 상기 기전압을 전압정류하는 정류다이오드;A rectifying diode for voltage rectifying the electromotive voltage; 상기 정류다이오드의 출력전압을 평활화하여 승압전압을 출력하는 캐패시터;A capacitor for outputting a boosted voltage by smoothing the output voltage of the rectifier diode; 상기 승압전압을 분압한 분압승압전압과 상기 단속접지전류를 모니터한 단속전류모니터전압과의 전압차이 및 상기 정류전압과 상기 승압코일에 흐르는 정류전류와의 위상차이에 대응하여 가변되는 펄스듀티를 가지는 펄스폭변조신호를 출력하여 상기 승압전압을 일정한 전압값을 갖도록 유지하고, 상기 정류전류의 위상을 정류전압의 위상에 접근시키는 위상제어전압 안정화수단; 및And a pulse duty that is variable in response to a voltage difference between the divided voltage boosted voltage obtained by dividing the boosted voltage and the interrupted current monitor voltage monitoring the interrupted ground current, and a phase difference between the rectified voltage and the rectified current flowing through the boosted coil. A phase control voltage stabilizing means for outputting a pulse width modulation signal to maintain the boosted voltage to have a constant voltage value and bringing the phase of the rectified current closer to the phase of the rectified voltage; And 소정 주파수를 가지는 제1스위치제어신호와 제1스위치제어신호와는 극성이 반전된 제2스위치제어신호를 수신하여 상기 승압전압에 대해서 직렬로 접속된 제2, 제3스위치수단들을 상기 제1, 제2스위치제어신호들에 따라 반주기마다 교대로 도통, 차단시켜 고주파단속전류를 발생시키고, 상기 고주파단속전류를 상기 여기코일에 흐르게 하는 고주파 인버터를 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프의 전원장치.Receiving a first switch control signal having a predetermined frequency and a second switch control signal whose polarity is inverted from the first switch control signal, the second and third switch means connected in series with the boosted voltage are connected to the first, And a high frequency inverter which conducts and blocks alternately every half cycle according to the second switch control signals to generate a high frequency interrupted current and allows the high frequency interrupted current to flow through the excitation coil. . 제 4 항에 있어서, 상기 위상제어전압 안정화수단은The method of claim 4, wherein the phase control voltage stabilization means 상기 승압전압을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압승압전압과 상기 정류전압을 저항값의 크기에 따라 분압한 분압정류전압을 수신하여 상기 분압승압전압에서 상기 분압정류전압을 감산하여 차분전압을 출력하는 감산수단;Receives the divided voltage boosted voltage obtained by dividing the boosted voltage according to the magnitude of the resistance value and the divided voltage rectified voltage obtained by dividing the rectified voltage according to the magnitude of the resistance value, and subtracts the divided voltage rectified voltage from the divided voltage boosted voltage to output a differential voltage. Subtraction means; 상기 단속접지전류를 모니터한 단속전류모니터전압과 상기 차분전압을 수신하여 상기 차분전압과 단속전류모니터전압을 비교하여 상기 차분전압이 상기 단속전류모니터전압 보다 크면 활성화되는 전압제어펄스신호를 출력하는 제1비교수단;Receiving an intermittent current monitor voltage and the differential voltage that monitor the intermittent ground current, comparing the differential voltage with the intermittent current monitor voltage, and outputting a voltage control pulse signal that is activated when the differential voltage is greater than the intermittent current monitor voltage; 1 comparing means; 상기 승압코일에 흐르는 정류전류를 모니터한 정류전류모니터전압과 기준전압을 수신하여 상기 기준전압과 정류전류모니터전압을 비교하여 상기 기준전압이 상기 정류전류모니터전압 보다 크면 활성화되는 위상제어펄스신호를 출력하는 제2비교수단; 및Receives a rectified current monitor voltage and a reference voltage that monitor the rectified current flowing through the boosting coil, compares the reference voltage and the rectified current monitor voltage, and outputs a phase control pulse signal that is activated when the reference voltage is greater than the rectified current monitor voltage. Second comparison means for performing; And 상기 전압제어펄스신호와 위상제어펄스신호를 수신하여 수신된 상기 전압제어펄스신호와 위상제어펄스신호를 논리곱하여 상기 단속접지전류를 단속하는 펄스폭변조신호를 출력하는 논리곱수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프의 전원장치.And a logical multiplication means for receiving the voltage control pulse signal and the phase control pulse signal and performing a logical multiplication on the received voltage control pulse signal and the phase control pulse signal to output a pulse width modulated signal for interrupting the intermittent ground current. Power supply device for an electrodeless discharge lamp. 제 5 항에 있어서, 상기 위상제어전압 안정화수단은 상기 분압정류전압을 적분하여 상기 분압정류전압의 충전완화시간이 상기 분압정류전압의 방전완화시간 보다 작은 값을 갖게 하는 적분수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프의 전원장치.6. The apparatus of claim 5, wherein the phase control voltage stabilizing means further comprises an integrating means for integrating the divided rectified voltage so that the charge relaxation time of the divided rectified voltage is smaller than the discharge relaxation time of the divided rectified voltage. Power supply device for an electrodeless discharge lamp characterized in that.
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