KR20010023039A

KR20010023039A - 비상구 표시를 위한 저전압 고효율 형광등

Info

Publication number: KR20010023039A
Application number: KR1020007001655A
Authority: KR
Inventors: 파라조지엠.
Original assignee: 파라 조지 엠
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2001-03-26
Also published as: CN1267375A; BR9815651A; CA2301288A1; US5998941A; EP1004067A4; WO1999009464B1; US6111370A; MXPA00001663A; AU754807B2; EP1004067A2; AU8899798A; WO1999009464A1; JP2002525834A; IL134451A0

Abstract

본 발명은 개구부 벽에 비상구 라는 단어가 형성된 하우징과, 상기 개구부에서 투명한 부재와, 형광 가스 방전 램프 수단과, 저전압원과, 한쌍의 출력 터미널과 상기 저전압을 연결하는 LC 프리 회로를 구비한 고주파 사각파 전압과, 상기 형광 가스 방전 램프 수단을 비-열이온적으로 여기시켜 조사하여 상기 투명한 부재와 비상구 라는 단어를 조사하도록 형광 가스 방전 수단으로의 고주파 사각파 전압을 포함하는 비상구 표시부 발광 시스템을 제공한다. 저압은 2 내지 90 볼트이며, 주파수는 75 kHz 내지 3.5 MHz 이다.

Description

비상구 표시를 위한 저전압 고효율 형광등{LOW-VOLTAGE HIGH-EFFICIENCY FLUORESCENT SIGNAGE, PARTICULARLY EXIT SIGN}

이러한 종래 시스템은 주전원 공급부 파손시 켜져야 하는 다른 램프나 저전압 램프를 필요로 한다. 이에 대해서는 도 1 과 미국 특허 제 5,611,163 호에 서술되어 있다. 비상구 표시부에 형광등을 사용하려는 노력은 미국 특허 제 4,587,600 호와 4,650,265 호에 서술되어 있다.

비상구 표시부는 극장이나 공공건물 그리고 고층 아파트 등에서 비상시 사람들을 비상구 계단으로 안내하기 위해 사용된다. 일반적으로 이들은 다량의 열을 발하여 광원의 수명을 단축시키고 상당한 유지보수를 필요로 하게 되는 백열 전구를 사용하고 있다. 또한, 이러한 비상구 표시부는 비상시에도 잘 보일 수 있고 담배연기나 엷은 안개 등을 통해 양호하게 투시될 수 있는 빌딩에 위치되기 때문에, 통상적인 110 볼트 메인과 같은 주전원이 끊길 경우 백업 전원을 필요로 한다.

도 1 은 종래기술의 백열등 비상구 표시부의 블럭도.

도 2 는 본 발명을 채용한 드라이버 회로를 구비한 블럭도.

도 3 은 본 발명의 드라이버 회로의 상세한 회로도.

도 4 는 본 발명의 무변압기 사각파 인버터 회로의 개략도

도 5 는 본 발명의 채용한 하우징과 비상구 표시부의 개략도.

본 발명의 목적은 캐리어없이 최대 광도를 얻기 위해 가스 형태와 관련되어 있고 전기 에너지를 적게 소모하며, 광도 레벨과 관계없이 깜박거리지 않고 조광가능하며, 광 스펙트럼이 일정한 주파수에서 튜브내에 함유된 가스에 진동을 유발하도록 작동되는, 밸러스트가 없고 비-열이온적이며 스타터가 없는 형광 비상구 표시부를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비용이 저렴하고 에너지 소모가 적은 개선된 비상구 표시부를 제공하는 것이다.

본 발명의 비상구 표시부는 고주파 사각파 드라이버 회로에 의해 구동되는, 밸러스트와 스타터가 없고 비-열이온적인 통상의 형광 램프나 튜브를 사용한다.

본 발명의 또 다른 목적은 저전압(85 내지 90 볼트 이하)이며 밸러스트가 없고 비-열이온적이며 스타터가 없는 비상구 표시부를 위한 형광 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 가스 방전 발광 램프(lighting lamp) 또는 튜브(한쌍의 전극 사이에서 설정 압력으로 기체형 방전 매체를 형성하는 자외선 반응성 형광 코팅된 엔빌로프로 구성된)가 "비상구" 표시부 하우징에 장착되어 저전압 사각파 전원에 의해 비-열이온식으로 구동된다. 상기 사각파 전원은 램프나 튜브 전극에서 사각파 교류를 발생하도록 작동되는 고체상태 스위치를 사용하므로, 전극에 공급된 전압이 튜브내에서 전자의 패턴보다 신속히 극성이 역전되고 튜브내의 이온 밀도가 이동될 수 있으므로, 튜브의 길이를 통하는 전자는 지속적으로 가속되며 상기 사각파의 여러 사이클을 통해 안정된 상태의 작동으로 튜브 체적을 통해 자유 전자와 이온을 형성하여 형광 램프를 조명한다. 진동 주파수는 캐리어없이 최대 광도를 얻을 수 있는 가스의 형태와 관련되어 있다. 튜브내의 전류는 최소한이며, 인식할 수 없는 RF 레벨 즉, 무선 간섭(radio interference)이 존재하게 된다.

본 발명의 진동 변압기는 전압의 함수인 광도 레벨을 제공하므로써, 광도 레벨에 관계없이 형광 램프의 희미함(dimming)(90% 희미함)을 깜박거림없이 가능하게 한다. 스펙트럼상의 대역은 일정하며 진동에 대한 초기 반응(reaction)을 반영한다. 시스템은 어떠한 형태의 가스충진된 엔빌로프에도 작동된다.

양호한 비상구 표시부 시스템에서는 7.2 V 직류 재충전 배터리가 사용된다. 배터리 백업은 배터리 충전 회로를 가지며, 7.2 V 니카드 재충전 배터리를 사용한다. 형광 튜브는 스타터나 밸러스터가 없는 FT6 형광 튜브이며, 필라멘트는 히터 전류원에 연결되지 않는다. 이러한 램프에서의 광 출력은 밝으며, 배터리는 3시간동안 사용될 수 있다(연합제어시에는 90분만 필요하다). 출구 표시부는 2.6 와트의 에너지를 사용한다(시장의 표준 표시부가 50 와트를 사용하는 것에 비해). 단지 적색인 시장에서 LEDM 장착 표시부에 대한 새로운 스펙에 대응하는 디스플레이는 그린(green)이다. 제조 비용은 시장에서의 표준 표시부보다 저렴하다.

양호한 실시예에서, 본 발명의 드라이버 회로는 주 권선부와 부 권선부를 가지며, 상기 주 권선부의 중심은 태핑되어 절환 다이오드의 토글이나 게이트 전극에 연결된다. 저압 배터리와 같은 직류 공급부는 커패시터에 의해 바이패스되는 1500 오옴 저항과 전기분해 필터 커패시터를 통해 인가된다. 제 3 커패시터는 절환 다이오드를 단락시킨다. 회로는 1.4 볼트에서 FT6 와 같은 형광 튜브에 3.9 메가헤르쯔 사각파 출력을 부 권선부에 제공한다. 교류 공급부는 정류되어 드라이버 회로를 공급하는데 사용된다. 배터리를 위한 충전 회로는 교류 공급부에 연결된다. 교류 공급부의 파손시, 배터리는 드라이버 회로에 직류 전압을 자동으로 공급한다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 시스템은 비상구 표시부에 장착된 형광 튜브의 전극을 구동하기 위해 사각파 교류 인버터 회로를 사용한다. 튜브 전극에서의 사각파 교류 전류파는 전자의 패턴보다 신속히 극성을 역전시키기 위한 것으로, 튜브내의 이온 밀도가 이동될 수 있으므로, 튜브의 길이를 통하는 전자는 지속적으로 가속되며 상기 사각파의 여러 사이클을 통해 안정된 상태의 작동으로 튜브 체적을 통해 자유 전자와 이온을 형성하여 형광 램프를 조명한다. 진동 주파수는 캐리어없이 최대 광도를 얻을 수 있는 가스의 형태와 관련되어 있다. 튜브내의 전류는 최소한이므로, 배터리로부터 작동될 때 드레인이 없고 동력 출력이 없을 때 작동시간이 길지 않으며, 인식할 수 없는 RF 레벨이 제공되므로, 무선 간섭(radio interference)이 거의 없거나 존재하지 않게 된다. 본 발명은 진동 변압기를 사용하며, 광도 레벨은 광도 레벨에 관계없이 형광 램프의 희미함(dimming)(90% 희미함)을 깜박거림없이 가능하게 한다. 스펙트럼상의 대역은 일정하며 진동에 대한 초기 반응(reaction)을 반영한다. 시스템은 어떠한 형태의 가스충진된 엔빌로프에도 작동된다.

도 2 에 있어서, 하강형 변압기는 배터리(11)를 충전하는 인버터(10)에 AC 전압(120V)를 공급하며, 상기 배터리는 광(14)을 발하는 형광 튜브(13)에 고주파(1.4 볼트에서 3.9 메가헤르쯔) 교류 사각파를 순서대로 공급하는 교류 사각파 드라이버 회로(12)에 연결되어 있다. 상기 드라이버 회로는 도 3 에 상세히 도시되어 있다. 스위치(15)는 DC 전압(7.2V)을 배터리(11)로부터 드라이버 회로(13)에 연결한다. 상기 드라이버 회로는 진동 다이오드(D1)나 고체 상태 스위치의 게이트 전극에 연결된 중앙 탭을 구비하며 중앙이 태핑된 주 권선부(P1, P2)가 제공된 진동 변압기(T1)를 포함한다. 진동 다이오드(D1)의 대향 단부는 변압기(T1)의 주권선부의 상단부 및 하단부에 연결된다. 필터 커패시터(C1)는 7.2 볼트 직류 입력부를 횡단하여 연결되며, 필터 커패시터(C3)는 커플링 저항(R1)에 연결된다. 단락 커패시터(C2)는 진동 다이오드(D1)를 단락시킨다. 형광 튜브로의 출력은 튜브에서 1.7 메가헤르쯔 사각파와 3.9 메가헤르쯔 개방 회로에서 약 1.4 볼트이다. 따라서, 회로는 밸러스트와 스타터와 필러멘트 전원이 없고 비-열이온적이며, 상기 비-열이온이 상당히 효과적이기 때문에 종래 형광 램프로 보다 많은 광을 생성할 수 있다.

도 3 은 최소한 5개 성분을 필요로 하는 저전압 사각파 인버터 회로를 도시하고 있다[전기분해 필터 커패시터(C1)는 DC 동력원 또는 공급부의 일부분으로 흐려진다]. 스위치(15)는 DC 전압(예를 들어, 7.2 V)를 배터리로부터 딤머(세기 제어) 저항인 저전압 사각파 인버터 드라이브 회로 저항(R1)에 연결한다. 이러한 드라이브 회로는 고체 상태 스위치(D1)의 게이트 전극에 연결된 중앙 상부 CT 를 구비한 주권선부(P1, P2)가 제공된 중앙이 태핑된 주권선부를 구비한 진동 변압기(T1)를 포함한다. 스위치(D1)의 대향 단부는 주권선부(P1, P2)의 상단부 및 하단부에 연결된다. 커패시터(C3)는 진동 트랜지스터/다이오드(39)를 단락시킨다. 예시적인 회로 성분은 다음과 같다.

형광 튜브 FT6

저항(R1) 1500 오옴

커패시터(C1) 47UF 10V 전해질

트랜지스터 다이오드(39) 5609/6BC/ECB

커패시터(31) 2A562K

커패시터(32) 2A22K

형광 튜브로의 출력은 튜브에서 1.7 MHz 사각파이고, 3.9 MHz 개방 회로에서 1.4 볼트 RMS 이다. 따라서 시스템은 밸러스트 변압기와 열이온 필라멘트 가열과 스타터 회로가 없으며, 보다 효율적인 방법으로 광을 생성한다.

도 4 는 변압기가 없는 사각파 인버터 회로를 개략적으로 도시하고 있다. 여기서, 직류 전원의 포지티브 및 네거티브 터미널은 형광 램프의 대향 전극에 선택적으로 연결된다. 이 경우, 스위치(S1, S2)가 동시에 폐쇄될 때[제어기(CONT)로부터 동일한 신호에 의해], 포지티브 터미널은 전극(4-1)에 연결되며, 네거티브 터미널은 전극(4-2)에 직접 연결된다. 스위치(S3, S4)가 제어기(CONT)에 의해 동시에 폐쇄될 때[그리고, 스위치(S1, S2)가 개방될 때], 포지티브 터미널은 램프 전극(4-2)에 직접 연결되고, 네거티브 터미널은 형광 램프 전극(4-1)에 연결된다. 제어기(CONT)는 스위치를 75 kHz 내지 3.9 MHz 의 범위에서 작동시키며, 이에 따라 램프 전극(4-1, 4-2)에 인가된 사각파가 약 100 kHz 의 주파수가 되게 한다.

도 5 는 벽(WA)의 개구부(OP)에 "비상구" 라는 단어가 형성된 "비상구" 표시부 하우징(HO)과, 투명하며 컬러가 그린이나 레드인 패널 부재(TPM)를 도시하고 있다. 따라서, 내부로부터 조사되었을 때, 사각파 드라이버 회로에 의해 여기된 형광 램프 근처의 폐쇄 하우징(HO)이 표시되며, "비상구" 또는 기타 다른 표시가 비쳐지게 된다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims

개구부 벽에 비상구 라는 단어가 형성된 하우징과, 상기 개구부에서 투명한 부재와, 형광 가스 방전 램프 수단과, 저전압원과, 한쌍의 출력 터미널과 상기 저전압을 연결하는 LC 프리 회로를 구비한 고주파 사각파 전압과, 상기 형광 가스 방전 램프 수단을 비-열이온적으로 여기시켜 조사하여 상기 투명한 부재와 비상구 라는 단어를 조사하도록 형광 가스 방전 수단으로의 고주파 사각파 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상구 표시부 발광 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저전압은 2 내지 90 볼트이며, 주파수는 75 kHz 내지 3.5 MHz 인 것을 특징으로 하는 비상구 표시부 발광 시스템.
벽과 상기 벽의 적어도 하나에 비상구 라는 단어가 형성된 개구부와 상기 개구부의 투명한 부재를 구비한 하우징과, 가스 방전 램프 장치와, 한쌍의 출력 터미널을 갖는 저압 고주파 사각파 전압원과, 상기 가스 방전 램프 장치를 연결하는 수단을 포함하며, 상기 출력 터미널 쌍은 가스 방전 램프 장치를 비-열이온적으로 여기시켜 조사하는 것을 특징으로 하는 비상구 표시부 발광 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 저압 고주파 사각파 전압원은 75 kHz 내지 3.5 MHz 에서 작동하는 것을 특징으로 하는 비상구 표시부 발광 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 저압 고주파 사각파 전압원은 100 kHz 에서 작동하는 것을 특징으로 하는 비상구 표시부 발광 시스템.
영역으로부터 비상구를 표시하기 위해 하우징에 장착된 발광 시스템을 구비한 하우징과, 출력 터미널을 갖는 저압 고주파 사각파 AC 전압원과, 가스 방전 램프를 여기시켜 빛을 발하도록 하기 위해 가스 방전 램프를 출력 터미널에 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시부.
제 6 항에 있어서, AC 전원과, 상기 전원에 연결되고 낮은 AC 전압 출력을 갖는 스텝다운 변압기와, 상기 낮은 AC 전압 출력에 연결된 정류기와, 상기 정류기에 연결된 재충전 저장 배터리와, 상기 저압 출력을 회로와 재충전 배터리에 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시부.
영역으로부터 비상구를 표시하기 위해 하우징에 장착된 발광 시스템을 구비한 하우징과, 저압 고주파 사각파 교류 전압원을 구비한 회로와, 형광 가스 방전 램프를 여기시켜 빛을 발하도록 하기 위해 가스 방전 램프를 상기 회로에 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시부.
제 8 항에 있어서, AC 전원과, 상기 전원에 연결되고 낮은 AC 전압 출력을 갖는 스텝다운 변압기와, 상기 낮은 AC 전압 출력에 연결된 정류기와, 상기 정류기에 연결된 재충전 저장 배터리와, 상기 저압 출력을 회로와 재충전 배터리에 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시부.