KR100709489B1

KR100709489B1 - 가스 방전 램프의 디밍 제어방법

Info

Publication number: KR100709489B1
Application number: KR1020050041980A
Authority: KR
Inventors: 친-웬 초우; 잉-난 쳉; 친-바우 청
Original assignee: 지피 테크놀로지 코포레이션
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2007-04-20
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: KR20060119270A

Abstract

가스 방전 램프의 디밍 제어방법은 가스 방전 램프가 점등되는 기동구간(P4)후에 디밍구간(P1)을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 상기 디밍구간(P1)은 초기 설정되거나, 상기 가스 방전 램프의 이전 오프 구간에서 유지된 디밍값에 대응하는 듀티전압(V2)을 갖는다. 따라서, 상기 가스 방전 램프는 전기 에너지가 제공되어 임의의 디밍값 설정시 상기 디밍구간(P1)에서 기동상태로 유지된다. 상기 디밍구간(P1)의 듀티전압(V3)이 디밍구간(P1)과 동일한 길이로 지속함에 따라, 상기 가스 방전 램프가 기동상태에서 소정의 디밍 조도를 점차적으로 복원할 수 있으며 최대 디밍 범위를 실현할 수 있다.

가스 방전 램프, 디밍구간, 기동구간, 듀티전압, 대기전압

Description

가스 방전 램프의 디밍 제어방법{GAS DISCHARGE LAMP DIMMING CONTROL METHOD}

도 1은 종래의 가스 방전 램프의 디밍구간 파형을 설명하는 개략도이고,

도 2는 도 1에 따른 디밍값 설정 상태를 설명하는 개략도이고,

도 3은 본 발명에 따른 가스 방전 램프의 디밍구간 파형을 설명하는 개략도이고,

도 4는 도 3에 따른 디밍값 설정 상태를 설명하는 개략도이고,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 방전 램프의 디밍구간 파형을 설명하는 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

P1, P2, P3: 디밍구간 P4: 기동구간

T1: 듀티시간 T2: 대기시간

V1: 기동전압 V2: 듀티전압

본 발명은 가스 방전 램프의 디밍 제어방법에 관한 것으로서, 특히 서로 다 른 디밍값 설정치들간의 변환중에 가스 방전 램프의 디밍을 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 냉음극 형광램프(CCFL)의 디밍(dimming)방법으로는 듀티 사이클(duty cycle) 제어방법, 주파수 제어방법, 전압 제어방법이 있다.

"고휘도 형광램프 작동장치"가 중화민국 특허공보 제 504101호에 기재되어 있다. 이 작동장치는 주로 고주파 발진기, 펄스폭 변조기, 제1및 제2 전원스위치 및 압전 변환기를 포함하여 구성된다. 상기 고주파 발진기는 고주파 AC 신호를 발생시키며, 이 신호는 펄스폭 변조기를 통해 PWM 공진 주파수 신호로 변환된다. 이 PWM 공진 주파수 신호의 정(+)반사이클및 부(-)반사이클에 의해 상기 2개의 전원스위치들이 각각 구동되고, 이어서 상기 압전 변환기의 일차 코일의 2개의 입력단들이 각각 작동되어, 상기 압전 변환기는 CCFL을 작동시키기 위한 펄스파를 발생시킨다. 이와 같이 구성된 CCFL 작동장치는 보다 높은 변환효율및 높은 펄스파 승압비를 갖는다. 요약하면, 상기특허는 일정 고주파 신호를 통해 압전 변환기를 작동시키고 일정 도전(conduction)의 불연속 도전 모드를 통해 전원 스위치를 제어하기 위해 펄스폭 변조방식을 채택한다. 일반적으로, 이 방법은 사람의 눈에는 보이지 않는 고주파(>100Hz)를 통해 그리고 듀티비의 오프(OFF)구간을 변조함으로써 형광램프의 평균전류를 제어하며, 여기서 주파수는 일정하다.

주목할 만한 또 다른 제어방법으로는 버스트(burst) 디밍이라 불리우는 디지털 디밍방법이 있다. 이 방법은 램프 전류가 정상 공칭값으로 기능을 하도록 제어하는 것을 그 목적으로 한다. 램프의 듀티/클로즈(close) 사이클(즉, 온(ON)/오프 사이클)을 조절하기 위해 저주파 디밍(LFD) 제어전압을 사용한다. 램프의 평균조도가 듀티 사이클에 정비례하며, 따라서 평균조도를 제어할 수 있다. 그러나, 종래기술 대부분이 일정 주파수에서 강한 기동(hard-start) 방식을 채택한다. 도 1및 도 2를 참조하면, 일반적인 기동전압은 듀티전압의 약 2내지 4배이다. 오프 사이클에서 오프 전위는 제로(즉, 무전류)이다. 가스 방전 램프의 경우, 점등을 위해 소정의 전기 에너지량이 필요하다. 그러나, 그러한 방법은 보다 낮은 디밍값(통상 30% 미만)조건에서 설정된다. 따라서, 듀티 사이클에서 가스 방전 램프가 필요로 하는 전기에너지가 충분하지 않아 가스 방전 램프의 부분점등을 초래하는 경우가 종종 있다. 가스 방전 램프를 표시화면의 광원으로 사용할 경우, 조도가 일정하지 않거나 깜박거림 현상이 발생한다. 따라서, 기존의 제조기술은 가스 방전 램프의 디밍값을 30%와 100%사이의 범위내에서만 설정할 수 있다. 디밍값이 상기 범위보다 낮으면 가스 방전 램프는 오프되어 동작될 수 없다. 표시 조도가 낮은 일부 특수 환경에서는(밝은 햇빛 환경에서 이동하는 차량처럼), 상기 제어방법은 이용이 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 불균일 조도 또는 깜박거림 현상의 단점을 무시하는 방법을 일부에서는 채택한다. 그러나, 작동 전기 에너지가 불충분하기 때문에 표준 디밍범위에서 디밍구간을 복원하기 위해, 램프를 온/오프 반복해야 한다. 즉, 디밍값을 보다 높은 설정상태로 복원하고자 할때, 먼저 기동구간을 발생시켜야 한다. 각 기동구간은 보다 높은 기동전압과 서지전류를 발생시켜 가스 방전 램프의 전극에 손상을 준다. 따라서, 종래의 디지털 디밍방법은 램프 수명에 부정적인 영향을 준다.

따라서, 본발명은 상기 단점을 해결하는 것을 주목적으로 한다.

본발명은 가스 방전 램프의 점등의 기동구간 후에 가스 방전 램프의 디밍구간을 제공한다. 상기 디밍구간은 초기 설정된 듀티전압 또는 가스 방전 램프의 이전 오프 구간에서 유지된 디밍값에 대응하는 듀티전압을 갖는다. 따라서, 상기 가스 방전 램프는 디밍구간에서 임의의 디밍값 설정시 소정 전기 에너지로 기동상태를 유지할 수 있다. 디밍구간의 듀티전압이 서로 다른 디밍값에 대응하고 디밍구간과 동일한 길이로 지속함에 따라, 상기 가스 방전 램프는 기동상태에서 소정의 디밍 조도를 점차적으로 복원할 수 있으며 최대 디밍 범위를 실현할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 방전 램프의 디밍구간(P1)의 파형 및 본 발명에 따른 디밍값 설정 상태가 도시되어 있다. 본 발명은 기동구간(P4)과 디밍구간(P1)으로 이루어지는 가스 방전 램프의 디밍구간 제어방법을 제공한다.

상기 제어방법은 가스 방전 램프를 점등하기 위한 기동구간(P4)을 제공하는 단계를 포함한다. 디밍구간(P1)을 발생시키기 전 초기 기동시간에 기동구간(P4)을 발생시킨다. 초기 구간에서 가스 방전 램프를 점등하기 위한 소정의 전기 에너지를 기동구간(P4)에서 기동전압(V1)이 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어방법은 기동구간(P4)후에 디밍구간(P1)을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 디밍구간(P1)은 초기 구간에서 설정되거나, 가스 방전 램프의 이전 오프 구간에서 유지된 디밍값에 대응하는 듀티전압(V2)을 갖는다. 따라서, 상기 가스 방전 램프는 디밍구간(P1)에서 임의의 디밍값 설정시 소정 전기 에너지가 제공되어 기동상태에서 유지된다. 또한, 상기 디밍구간(P1)의 듀티전압(V2)은 서로 다른 디밍값에 대응하면서 디밍구간(P1)과 동일한 길이로 지속한다. 디밍구간(P1)은 듀티시간(T1)과 대기시간(T2)으로 이루어 진다. 대기시간(T2)은 비제로(non-zero) 전위의 대기전압(V3)을 갖는다. 대기전압(V3)은 진폭이 듀티전압(V2) 이하이며, 듀티 주파수가 듀티전압(V2)과 상이하다. 따라서, 상기 가스 방전 램프는 기동상태에서 소정의 디밍 조도를 점차적으로 복원할 수 있으며 최대 디밍 범위를 실현할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 디밍구간(P1)에서는 디밍조도를 위해 디밍값을 50%로 설정한다. 제2 디밍구간(P2)에서는 디밍조도를 위해 디밍값을 10%로 설정한다. 제3 디밍구간(P3)에서는 디밍조도를 위해 디밍값을 30%로 설정한다. 도시된 바와 같이, 가스 방전 램프의 디밍값을 디밍조도를 위해 10%로 설정하는 경우, 각 디밍값 설정치에 대응하는 각 디밍구간(P1,P2,P3)에서 서로 다른 길이의 듀티전압(V2)이 발생한다. 본 발명에 따르면, 제2 디밍구간(P2)에서 듀티전압(V2) 및 비제로 전위의 대기전압(V3)을 제공하기 때문에, 오프상태보다는 디밍상태에서 가스 방전 램프를 유지하기 위해 전기 에너지를 제공한다. 또한, 상기 듀티전압(V2)은 간격을 두고 이동한다(도 5를 참조하면, 대기시간(T2)에 듀티전압(V2)이 포함되어 이전의 듀티전압(V2)과 짝을 이뤄 간격을 두고 분포될 수도 있다. 이러한 변화는 가스 방전 램프의 길이나 소정의 전기 에너지에 따라 결정된다). 따라서, 불균일한 조도를 방지할 수 있다. 도 4를 참조하면, 보다 낮은 디밍값 설정상태에서도, 듀티전압(V2)과 대기전압(V3)에 의해 가스 방전 램프의 전기 에너지를 온 상태에서 지속적으로 유지한다. 따라서, 듀티전압(V2)의 길이를 증가시킴으로써 디밍값 설정치를 보다 높은 상태로 조정할 수 있으며, 상기 가스 방전 램프를 소정의 디밍 조도로 점차적으로 복원할 수 있다. 따라서, 반복되는 기동전압(V1)으로 인한 임펄스 전류 및 높은 기동전압을 제거할 수 있다. 또한, 가스 방전 램프 및 프런트 엔드 인버터의 수명을 손상없이 유지할 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적인 목적을 위해 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

가스 방전 램프를 점등하기 위한 기동구간(P4)을 제공하는 단계와;

초기 설정되거나, 상기 가스 방전 램프의 이전 오프 구간에서 유지된 디밍값에 대응하는 듀티전압(V2)을 갖는 디밍구간(P1)을 상기 기동구간(P4)후에 제공하는 단계를 포함하고;

상기 가스 방전 램프는 임의의 디밍값 설정상태에서 상기 디밍구간(P1)에서 기동상태로의 유지를 위한 전기 에너지가 제공되며, 상기 디밍구간(P1)의 상기 듀티전압(V2)이 서로 다른 디밍값에 대응하면서 디밍구간(P1)과 동일한 길이로 지속함에 따라, 상기 가스 방전 램프가 소정의 디밍 조도를 점차적으로 복원할 수 있으며 최대 디밍 범위를 실현할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 디밍구간(P1)은 듀티시간(T1)과 대기시간(T2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.
제 2 항에 있어서, 상기 대기시간(T2)은 비제로(non-zero) 전위의 대기전압(V3)을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.
제 3 항에 있어서, 상기 대기전압(V3)은 진폭이 상기 듀티전압(V2)보다 작은 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.
제 3 항에 있어서, 상기 대기전압(V3)은 진폭이 상기 듀티전압(V2)과 동일한 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.
제 3 항에 있어서, 상기 대기전압(V3)은 듀티 주파수가 상기 듀티전압(V2)과 상이한 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기동구간(P4)은 상기 디밍구간(P1)이 발생되기 전 상기 가스 방전 램프의 초기 기동상태에서 발생되는 것을 특징으로 하는 가스 방전 램프의 디밍 제어방법.