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.
최근 고급차의 헤드라이트용 램프로 메탈핼라이드 램프가 사용되어지면서 자동차의 고급스런 분위기와 많은 광량으로 인하여 사물의 판독이 용이하여 특히 야간 운전시 많은 사람의 안전에 기여하고 있다[1][2][3]. 그러나 현재까지 국내에게 개발된 안정기는 신뢰도 및 안정성이 낮기 때문에 고가에 수입하여 일부 차에만 적용되고 있는 상태이다[4]. 본 논문은 자동차 헤드라이트용 전자식 안정기에 관한 내용을 다루었다. 전자식 안정기의 구성은 플라이백 컨버터, 하프브리지 인버터, 램프 이그니션을 위한 이그나이터 부분으로 이루어졌다. HID 램프가 가지는 음향공명 현상을 피하기 위해서 400(Hz)의 구형파로 램프를 동작 시켰으며, 램프 점등 초기에 더 많은 에너지를 램프에 공급하는 방법으로 램프 동작 주파수를 가변시키는 방법과 동시에 램프 점등 상태를 안정화를 위한 상태 천이 전류 공급 회로를 사용하였다. 본 논문의 확인 및 평가는 12[V] 축전지와 35[W] HID 램프를 사용해서 확인하였다.
마이크로파와 같은 초고주파를 이용한 방전은 여러 분야에서 응용되고 있으며, 초고주파 고강도 방전 기술은 무전극 HID 램프의 기본 되는 기술이다. 특히 소형화된 마이크로파 방전 HID 램프는 그 응용이 광범위 할 것이다. 본 논문에서는 자기장 해석 시뮬레이터를 사용하여 유전체 도파관의 크기를 결정하고, 본 연구실에서 개발한 소형화 고휘도 무전극 HID 램프의 조건에 맞는 parameter를 이용하여 방전 시스템을 설계하였으며, 유전체 도파관에서의 화합물에 따른 무전극 HID 램프의 광학적 특성(스펙트럼, 휘도, 상관색온도, 연색성지수)에 관한 실험결과를 보고하다.
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.
현재까지 HID 램프는 광원이 가진 많은 장점에도 불구하고, 고온 순시 재 점등과 음향 공명 현상으로 인해서 실내 광원으로서의 사용이 제한되어왔다. 하지만 많은 연구를 통해서 램프가 뜨거운 상태에서도 순시 재 점등이 가능한 방법이 제시되어 왔고, 실제로 사용되어지고 있다. 하지만 이러한 방법은 램프 상태와 무관하게 200[kV] 정도의 전압을 램프에 인가하는 방법으로, 일반적으로 램프 수명이 감소하는 특징을 가지고 있다. 그러므로 순시 재 점등과 수명 문제는 중요한 연구대상으로 인식되어왔다. 본 논문에서는 램프가 차가운 상태에 필요한 점화 전압과 램프가 뜨거운 상태에서 점등에 필요한 점화 전압을 발생시키는 독립적인 2개의 점화기를 사용함으로써, 램프 상태에 따라 각기 다른 점화 전압을 램프에 인가하는 방법을 제안하고자 한다.
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 After-market에서 자동차 헤드라이트 상 하향 빔 전환 시스템으로 주로 사용하고 있는 solenoid 방식의 여러 문제점을 개선하기 위하여 차량용 릴레이를 이용한 HID램프의 헤드라이트 상 하향 전환 컨트롤 방식를 제안하였다. 특히, 차종에 따라 달라지는 상 하향 빔 전환 입력신호에 대하여 릴레이가 일정하게 상 하향 동작을 할 수 있는 signal selector회로를 구성하고, 두 개의 램프를 relay로 전환하는 방식을 채택함으로서 그 동안 자동차 하우징 구조상 기존 H4 타입에만 국한되어 오던 차량용 HID램프의 헤드라이트 상 하향 빔 전환 시스템을 H1, H3, H7, H11, 9004, 9006, 9007 등 다른 베이스타입의 벌브에도 적용이 가능하도록 하여 우수한 범용성을 갖도록 하였다.
본 논문은 HID 램프 관등회로의 전선 길이에 따른 이그니션 전압 전류 특성 분석에 관한 것이다. 현장실태조사를 통하여 HID 램프 관등회로 전선 굵기 선정의 문제점을 제시하고 HID 램프의 이그니션 전압 전류 특성을 분석하였으며, 이론적 고찰과 시뮬레이션, 실험을 통하여 전선의 길이, 종류, 굵기에 따른 이그니션 전압 감쇄 그래프를 제시하였다.
고휘도 방전(High Intensity Discharge ; HID)램프는 고압기체 또는 증기 중의 방전에 의한 발광을 이용한 램프로서 고압수은램프, 메탈핼라이드램프 및 고압나트륨램프를 총칭한다. 이들 HID램프는 작은 발광관에서 고출력의 광속을 발산시킬 수 있기 때문에 주로 많은 광속을 필요로 하는 장소에 폭넓게 사용되어지고 있다. 특히, 메탈핼라이드램프의 경우 금속 고유의 여기파장을 이용하여 기존 수은방전에서 결핍된 스펙트럼을 보충할 수 있기 때문에 보다 높은 발광효율과 연색성을 향상시킬 수 있어 HID램프 중 가장 이상적인 광원으로 평가받고 있다. 근래에는 기존 발광관 재료로 사용해 오던 석영(Quartz)을 내열성 및 내식성 등이 우수한 alumina ceramic으로 교체한 세라믹 메탈핼라이드(Ceramic Metal Halide ; CMH) 램프가 개발되어 램프의 소형화를 통해 옥내 상업용 조명시설에 급속히 보급이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 CMH램프의 우수한 특성을 살펴보기 위하여 국외 선진제품에 대한 전기적, 광학적 특성을 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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