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세계 최고 효율을 실현한 135kHz의

저주파 무전극 램프의 원리 구조와 설계

자료제공:
마쓰시다전공 조명 R&D 센터

A4/12P

7,000원


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   번역/편집: 국제테크노정보연구소 기술정보실

무전극 램프의 방전 현상은 Hittorf에 의하여 1884년에 발견되었다. 무전극 램프는 외부로부터의 전자유도에 의해 내부의 가스를 방전시켜 발광시키는 무전극 방전의 원리를 이용하기 때문에, 종래의 램프와 같이 램프 내부의 전극에 도포하는 전극 물질의 소모(消耗)에 따른 수명이 없다. 따라서 큰 폭으로 장수명의 광원을 실현할 수 있다.
무전극 램프는 1990년에 처음으로 일반 조명용 기구로서 실용화되었으며, 이 무전극 램프의 구동 주파수는 통신과 경합하지 않는 국제적인 ISM 밴드(공업용: Industrial, 과학용: Scientific, 의료용: Medical)인 13.56MHz가 채용되었다. 그후, 무전극 램프 및 무전극 램프를 점등시키는 회로 유닛은 계속 개선되었지만, 종합 효율은 약 70 lm/W 정도였다, 무전극 램프의 구동 주파수로서 2.65MHz, 480kHz, 250kHz 등, 다양한 주파수가 채용되고 있지만, 종합 효율을 향상시키기 위해서는 최적한 구동 주파수를 지켜 나갈 필요가 있었다.
본고에서는 종래의 점등 방식인 공심의 외권 코일 방식에서 페라이트 코어를 사용한 내권 코일 방식으로 변경하고, 구동 주파수를 종래의 13.56MHz에서 약 1/100인 135kHz까지 낮추어, 지금까지 없었던 저주파로 함으로써 점등 시스템의 손실을 큰 폭으로 낮추어 광출력 4,550 lm의 50W 타입 및 13,800 lm의 150W 타입에서 종합 효율 80 lm/W가 넘는 세계 최고 효율의 무전극 형광 램프 시스템을 개발한 마쓰시다전공(주)의 기술자료를 토대로 원리 구조와 특성, 설계 기법에 대해 소개한다.
램프 내부에 전극을 갖지 않기 때문에, 장수명 등의 특징을 가진 차세대의 광원으로 기대되는 무전극 램프는 저 메인터넌스성과 에너지 절약 광원으로서 가로등이나 터널등과 같은 경관 조명, 교통 조명에 그 보급이 기대되고 있다.

■ 주요내용

■ 무전극 램프의 발광 원리
■ 저주파 구동에 대한 검토
   □ 고주파 무전극 램프의 문제점
   □ 저주파 구동으로 하기 위한 과제
   □ 구동 주파수의 선정
■ 저주파 무전극 램프의 설계
   □ 발광체와 파워 커플러
   □ 인버터 회로
■ 개발 제품의 특성


 

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