고압 방전 램프는 점등 후부터 정상상태에 이르기까지 방전관 내부의 온도 및 압력이 광범위하게 변화하는 복잡한 동작 특성으로 모델링이 어렵다. 이러한 특성은 램프를 구동하는 안정기의 설계에 어려움이 따른다. 램프의 구동에는 초기 점화 시 높은 점화용 전압 펄스를 필요로 한다. 점화 후에 정상상태에 다다르면 램프 전극의 소모를 줄이기 위해 교류로 구동되어야 한다. 하지만 램프를 교류로 구동하게 되면 음향 공진 현상이 발생할 수 있다. 음향 공진 현상은 램프 구동 전류의 맥동성분이 큰 경우에도 발생을 할 수 있으므로 구동 전류의 맥동 성분의 크기는 최소화 돼야 한다. 램프의 수명시간을 길게 하려면, 안정기는 램프를 정격전력으로 구동하여야 한다. 따라서 안정기에서는 정전력 제어가 필요하게 된다. 램프 전류의 극성이 변화할 때, 램프 전류는 spike전류와 중첩이 된다. 본 논문에서는 spike 전류를 저주파구형파 램프 전류의 포락범위 안에 유지하고, 고주파 스위칭시손실을 줄이기 위해 소프트 스위칭 기법을 이용한 회로 설계를 제안했다. 제안된 방법은 시뮬레이션 및 이론적 수식적 방법으로 검증 했다.
본 논문은 메탈헬라이드 램프들의 이그니션 특성 비교 분석을 위하여 이그니션 구간에서의 전압, 전류 및 순시임피던스(time varying resist ante), 순시전력(time varying power)을 측정하고 분석하였고, 측정 및 분석을 위하여 램프의 종류(B형, BT형)와 제조회사가 다른 램프 6종을 선택하여 사용하였다. 분석결과, 제조회사별, 램프 상태 둥에 따라 이그니션 특성이 매우 상이하게 나타났으며, 대부분의 램프 이그니션 전류가 40[A]를 상회하고 있고, 특히 몇몇 램프의 이그니션 전류는 50[A] 이상으로 나타났다 따라서 메탈헬라이드 램프들의 이그니션 전류는 정상상태보다 큰 이그니션 전류 및 순시전력이 발생되고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구 결과는 전자식 안정기 설계 시, 특정 램프 뿐만 아니라 여러 램프의 이그니션 전류를 만족하는 설계가 필요하며, 메탈헬라이드 램프 시공 시, 램프의 이그니션 구간에서 발생하는 1-2[kV] 고전압 및 50[A] 이상의 대전류에 따른 적절한 안전사고 대책 및 관등회로의 절연, 전선 굵기 선정이 필요한 것으로 나타났다.
Park, Tae-Keun;Lee, Young-Joo;Jeong, Hee-Suk;Kim, Jeong-Su;Kim, Jin-Sheon;Chun, Suk-Hee
Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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2005.05a
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pp.674-678
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2005
HID 램프란 High Intensity Discharge Lamps의 약어로서 고압방전램프라 하고, 대규모 공간의 조명이 필요한 공공시설, 산업시설, 상업시설 이외에 스포츠 시설 등 폭넓은 용도에 대응하고 있다. HID 램프는 부성저항 특성으로 인하여 직접 전원에 접속하기 때문에 램프 전류가 흐르게 되면 급격히 전류가 증가하여 전류의 흐름이 매우 불안하게 된다. 따라서 이것을 안정시키기 위하여 전원과 램프사이에 전류 제한장치인 안정기(Ballast)로 램프 전류를 적절하게 제어할 필요가 있다. 본 고에서는 HID 램프에 관한 열화요인과 이에 대한 수명의 관계를 중심으로 논한다.
Park, Tae-Keun;Lee, Young-Joo;Jeong, Hee-Suk;Kim, Jeong-Su;Kim, Jin-Sheon;Chun, Suk-Hee
Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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2005.05a
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pp.669-673
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2005
HID 램프란 High Intensity Discharge Lamps의 약어로서 고압 방전램프라 하고, 대규모 공간의 조명이 필요한 공공시설, 산업시설, 상업시설 이외에 스포츠 시설 등 폭넓은 용도에 대응하고 있다. HID 램프는 부성저항 특성으로 인하여 직접 전원에 접속하기 때문에 램프 전류가 흐르게 되면 급격히 전류가 증가하여 전류의 흐름이 매우 불안하게 된다. 따라서 이것을 안정시키기 위하여 전원과 램프사이에 전류 제한장치인 안정기(Ballast)로 램프전류를 적절하게 제어할 필요가 있다. 본 고에서는 안정기를 구성하는 구성 재료와 부품이 사용 중에 주로 영향을 받는 것으로 생각되는 열화요인과 이에 대한 수명의 관계를 중심으로 안정기의 수명에 대해서 논하고자 한다.
본 논문에서는 고압 방전등을 위한 2단 저주파식 구형파 전자식 안정기를 제안한다. 안정기는 저주파수 구형파 전류를 램프에게 공급하기 위해 인버터와 PFC 단으로 이루어져 있다. 저주파수로 구동하기 때문에 음향 공진 현상은 발생하지 않는다. 그러나 저주파수 극성 반전시 스파이크 전류가 발생하게 되는데 램프전류에 더해져서 흐르기 때문에 램프의 정격 전력 특성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 이에 대한 대책으로 새로운 제어 방식이 안정기를 제안하였다. 제안된 안정기는 HID 램프를 위해 150W의 프로토타입 안정기로부터 시뮬레이션 및 실험적인 결과들에 의해 검증하게 된다.
본 논문은 HID-Lamp용 하이브리드 안정기의 조도제어 시퀀스에 사용되는 저가의 ZCD(Zero Current Detection)방법을 제안하였다. 이를 위해 램프의 자기식 안정기 구동으로 인한 Dimming 시 인덕터 전류와 램프전압, 전류의 관계와 특성을 파악하여 램프전압으로 인덕터전류의 상태를 파악할 수 있다는 결론을 얻었으며, 실험을 통하여 제안한 회로의 적용이 타당함을 확인하였다.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.16
no.2
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pp.235-240
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2010
In order to substitute incandescent lamps, a power supply device for 7W class LED lamps which are environmentally friendly and energy saving is designed LED lamps consist of a multitude of chip LED connected in parallel and series. 11ms it is necessary to supply LED lamps with DC voltage and current. However, when LED lamps are in use, they are connected directly to AC 220V. This is why we need to have AC/DC, DC/DC power converters including a control system of voltage and current. For this, a transformerless and simple LED lamp driver is designed 조ich can control the current and output voltage for LED string of LED lamp.
Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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2005.05a
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pp.185-188
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2005
형광램프는 일정전력을 소비하는 경우, 전원주파수 1[kHz]부근에서 전류는 최대 값을 램프전압은 최소값을 갖는 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 원자레벨의 방전 모델식을 만들어 입자밀도와 전자온도의 변화를 수치해석을 이용하여 계산하고, 이를 이용하여 전원주파수에 따라 형광램프의 전류와 램프전압이 변화하는 현상을 이론적으로 설명하였다.
본 논문은 Full-bridge 인버터 방식의 HID 램프용 2단 저주파수 구형파 전자식 안정기의 구조 및 HID램프가 일정한 출력으로 구동하기 위한 제어방법을 제안한다. 제안된 안정기의 스위치 ON-OFF는 인덕터 전류에 의해서 이루어지며, 마이크로컨트롤러 및 제어기로 전류값을 제어하여 램프의 출력을 일정하게 유지한다. 실험을 통해 HID램프용 전자식 안정기가 안정적으로 동작함을 확인하였다.
Kim, Sun-Gi;Kim, Yeong-Su;Hong, Seok-Jeong;Kim, Eung-Rae;Lee, Jang-Won;Min, Dae-Sik
Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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2005.05a
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pp.101-105
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2005
형광램프의 절전화에 있어서 기본적으로 고려해야 할 점은 램프측의 절전은 램프전력을 감소시키고, 안정기측의 절전은 램프전류를 감소시킴으로써 이루어진다. 형광램프의 절전화에 있어 핵심요소는 봉입기체의 변경, 관경의 세관화 그리고 형광체의 개량에 있다. 즉, 램프 전력을 절감하기 위해 최적의 봉입기체를 선택하도록 하고, 램프전류를 억제하기 위해 관경을 줄이는 한편, 관경의 축소에 따른 형광체의 열화를 막기 위해 3파장 형광체와 같은 새로운 형광체를 사용해야 한다. 본 논문에서는 FPL36W에 대해 전기적 특성시험과 안정기수명시험 및 램프수명말기시험, 저온에서의 온 오프 시험 등을 실시하여 전자식 안정기 성능을 향상시키는 방안을 모색하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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