MOSFET 스위칭 소자를 사용하여 하프 브릿지 인버터를 구성하였고 게이트파형과 인덕터, 커패시터의 공진, Preheat 동작을 PSIM으로 구현하였다. LC 공진으로 통해 절연이 파괴되어 램프가 켜지고 Preheat 로 램프 전극 양단에 병렬로 연결되는 LC공진콘덴서 의해 예열되어 불필요한 전력소모를 줄이고 나타내었다. 램프가 켜지는 순간부터 가변저항을 이용하여 램프의 밝기를 조절 할 수 있게 구상하였으며 그 결과를 PSIM으로 시뮬레이션 하였다.
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.
본 연구는 램프미터링 기법 중 제어 대상지 내의 진입로를 통합적으로 제어하는 시스템 통합제어에서 필요로 하는 O/D 자료를 대신하여 각 구간의 램프 진출비율을 활용한 램프미터링 방안을 제시하였다. 분석대상 구간인 서울외곽순환고속도로 계양IC~장수IC 구간은 교통량이 많고 IC간 간격이 짧아 제어구간 전체를 고려하여 통합적으로 램프를 제어하는 방법이 효과적이나 O/D 자료의 획득이 어려운 실정이다. 따라서 O/D 자료를 대신하여 램프의 진출비율을 활용하기 위해 대상지 현황 조사 및 정체현상에 대한 분석을 실시하고 램프진출비율 활용을 위한 타당성을 검증하였다. 또한 진출비율을 활용한 램프미터링 방안을 제시하고 현황 및 램프 대기행렬에 의한 하부도로 영향 고려 여부에 따른 대안을 구성하여 시뮬레이션을 실시하였다. 분석결과 본선의 통행속도와 통과교통량을 비교 분석하여 통과교통량 및 통행속도가 향상되는 결과를 보여 램프 진출비율을 활용한 램프미터링이 가능함을 확인하였다.
고압방전램프에는 고압수은램프, 고압나트륨램프와 메탈핼라이프램프가 있다. 메탈핼라이드램프는 가장 효율 좋을 램프들 중 하나이며 고효율, 고연색성과 집광능력이 좋다. 이 연구의 목적은 AC 100∼277의 프리볼트입력용 전자식안정기를 개발하여 메탈핼라이드(MH70W)를 점등시키는 것이다. 개발된 전자식안정기는 프리볼트입력용컨버터, 플라이백컨버터와 하프브리지인버터, 이그나이터와 보호기 그리고 제어기로 구성되어 있다. 실험 결과 개발된 전자식안정기는 프리볼트입력(AC 100∼277V)에 따라 메탈핼라이드램프(MH70W)가 매우 잘 점등되었다.
형광 램프는 에너지 효율이 높아 상업용 조명설비에 많이 사용된다. 형광램프 시스템의 설계에서 안정기의 설계는 형광 램프의 특성을 고려하는 것이 매우 중요하다. 특히, 시동시 형광램프의 과도특성은 안정기 설계시 좀더 많은 설계사양들을 제공하게 된다. 이 논문에서는 시동시 과도특성에 근거한 형광램프의 동작모델을 동기화로 나타냈다. 이 모델은 제조사가 다른 형광 램프에도 폭 넓게 적용이 가능하다. 실험에 의해 얻어진 결과를 동기회로 모델에 의한 Pspice 시뮬레이션에 의해 나타난 결과와 비교 한 결과, 본 논문에서 제시한 모델이 실질적으로 효용성이 있음을 나타냈으며, 자기식 안정기 및 전기식안정기의 설계시 형광램프의 시동과도특성에 의한 안정기 조건 설계들을 더욱 명확하게 알아낼 수 있었다.
본 논문은 일반조명용과 LCD Backlight에 적용 가능한 제논 유전체 장벽형 평판형광램프에 대한 연구이다. 일반적으로, 수은을 포함한 형광램프는 낮은 온도에서의 휘도문제와 상대적으로 긴 점등시간, 수명, 그리고 환경 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프가 연구되었다. 100(W)급($384{\times}321{\times}10mm$)으로 제작된 램프는 AC 펄스 전압에 의해 균일도, 안정한 방전, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가진다. 더 높아진 효율은 빠른 상승시간을 가진 AC 펄스전압, 주파수와 듀티의 구동 최적화, 전극의 형상, 압력 최적화 등에서 얻어진다. 이 연구에서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프는 90(%)의 균일 도에서 7,600(cd/$m^2$)의 휘도와 32[1m/W] 이상의 효율을 얻었다.
최근 수요가 급증한 36W 단일 캡 형광램프의 과열로 인하여 화재의 위험성이 대두되고 있다. 단일 캡 형광램프는 이중 캡에 형광램프에 비하여 길이가 작아 다루기가 쉽고, 관 지름이 작아 고효율의 형광램프로 인식되고 있다. 그러나 한쪽방향에 전극을 가지고 있어 열 분산 면에서 이중 캡에 비하여 열 축적 가능성이 크고, 수명말기에 전극필라멘트가 열에 의해 소실되었을 경우 관경이 작아 필라멘트 지지 스템(stem)의 길이가 가까워 고속스위칭의 전자식안정기를 적용한 시스템에서 완전히 개방되지 않고 임피던스의 상승만을 가져올 수 있다. 이로 인하여 캡의 열화에 의한 분리가 일어나고, 화재의 원인이 될 수 있다. 이러한 현상은 형광등의 수명 말기에 발생하는데 본 논문에서는 형광등의 수명말기 현상을 모델링하여 단일 캡 36W 형광램프의 수명 말기에 발생하는 과열에 관한 시험방법에 대하여 시험 연구 하였다.
조명에 사용되는 광원은 여러 가지가 있다. 백열등, 텅스텐 할로겐 램프, 형광등, 고압 나트륨등, 메탈핼라이드 램프, 고압 방전 램프, 등등 각 가지가 사용되고 있다. 각종 램프들의 성능이 꾸준히 개선되고 새로운 형태의 램프에 비하여 괄목하게 우수한 새로운 광원은 초고주파 방전을 이용한 무전극 방전등이 최근 각광을 받고 있다. 초고주파 방전에 의한 광원 기술은 전극을 사용하지 않기 때문에 조명 램프로서 많은 이점을 갖고 있으며, 따라서 그에 관한 연구개발이 오랫동안 추진되어 왔다. 특히 1990년대 초에 출현한 초고주파 방전에 의한 무전극 황전등은 조명 기술 분야에 새로운 획을 긋는 사건으로 많은 기대를 주었다. 최근에 한편으로는 제 2세대 kW-급 무전극 황전등의 출현이 예고되어 있고, 다른 한편으로는 100-W 급의 저출력 무전극 방전등이 개발되어 조명 뿐 만 아니라, 프로젝션 디스플레이, HDTV 등등, 첨단 정보표시 광원으로도 각광을 받고 있다. 본 논문은 초고주파 방전에 의한 광원 기술을 가능성을 보이는 저출력 신광원의 원리 및 응용에 관하여 논의하고, 앞으로 이 분야 산업 기술 전망을 조감해 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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