This paper presents lighting devices compatible with a conventional rapid-start ballast, a robust pas-sive LED driver, a new active LED driver, and a novel fluorescent dummy load. The goal of this paper is to examine how to design the proposed lighting devices compatible with the rapid-start ballast.
Firstly, a robust passive type LED driver compatible with the rapid-start ballast is proposed. Using a compensation circuit composed of passive elements, a new LED fluorescent driver has highly reliable and robust characteristics. This driver can prevent the fire problem that arose in conventional LED fluorescent switching power supplies. The design principle and architecture of the proposed LED driver was explained, and its feasibility was confirmed by simulations and experiments.
Secondly, a new active LED driver with high power factor (PF) and low total harmonic distortion (THD) compatible with the conventional rapid-start ballast is proposed. An AC LC filter is attached to the output of the ballast to increase the PF and lower the THD of the source current. A boost converter is used for regulating the LED current, however its duty cycle is bounded to avoid the unstable operating region, which is found for the active LED driver in this paper. A small DC output capacitor is used to prevent the ballast from an excessive transient voltage and current. The design of the active LED driver for the highly non-linear bal-last is verified by extensive experiments.
Lastly, a novel fluorescent dummy load to replace one fluorescent lamp in the dual lamp type rapid-start ballast for halving the lamp power is proposed. Using a circuit composed of a fundamental compensation circuit and a harmonic filter circuit, a new fluorescent dummy load having more superior characteristics than a conventional dummy load was developed. The design principle and architecture of the proposed fluorescent dummy load was explained, and verified by experiments.
이 논문은 기존의 신속 점등식 안정기와의 호환성을 고려한 조명장치에 관한 것으로, 수동형 LED 드라이버, 능동형 LED 드라이버, 더미관으로 구성되어 있다. 이 논문의 목적은 이러한 신속 점등식 안정기와의 호환성을 고려한 조명장치들을 디자인하는 방법을 제시하는데 있다.
우선, 견고한 특성을 가진 안정기 호환형 수동형 LED 드라이버가 제안되었다. 수동소자로 구성된 보상회로를 사용하여 동작상의 신뢰성이 높고 튼튼한 특성을 가진 새로운 방식의 LED 드라이버가 제안되었다. 이 방식의 LED 드라이버는 기존의 SMPS방식의 LED 드라이버에서 발생하는 화재의 위험성을 예방하였고, 그 설계과정과 구조에 대해서 설명하였다. 또한, 실험과 시뮬레이션을 통해 이 LED 드라이버의 우수성을 입증하였다.
둘째로, 신속 점등식 안정기 호환형 능동방식의 LED 드라이버가 개발되었다. 입력역률과 고조파특성을 좋게 하기 위하여 LC필터를 추가하였고, 부스트 컨버터가 LED 전류를 레귤레이션하기 위해 사용되었다. 또한 이 방식의 LED 드라이버의 제어상의 안정성을 확보하기 위해 컨버터의 스위칭 듀티를 제안하는 방법을 사용하였고, 이는 본 논문에 설명되어있다. 수동형 LED 드라이버와 마찬가지로 화재의 위험성을 예방하기 위해 작은 값의 DC 커패시터를 사용하였다. 비선형적인 특성을 가진 신속 점등식 안정기와의 호환성을 고려한 이 LED 드라이버는 강도높은 실험과정을 통해 설계되었다.
마지막으로, 2등식 형광등기구에서 1개의 형광등을 대체하기 위해 개발된 새로운 방식의 더미관을 제안하였다. 기본파 보상회로와 고조파 필터회로로 구성된 보상회로를 사용하여 기존의 더미관제품보다 훨씬 더 우수한 특성을 가지는 새로운 방식의 더미관이 개발되었다. 실험을 통해 제안된 더미관의 설계과정과 구조를 설명한다.
