KR0169368B1 - Electronic ballast of control system - Google Patents

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KR0169368B1 KR1019950046788A KR19950046788A KR0169368B1 KR 0169368 B1 KR0169368 B1 KR 0169368B1 KR 1019950046788 A KR1019950046788 A KR 1019950046788A KR 19950046788 A KR19950046788 A KR 19950046788A KR 0169368 B1 KR0169368 B1 KR 0169368B1
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서용석
성환호
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윤종용
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Abstract

이 발명은 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템에 관한 것으로서, 교류전원에서 입력된 교류를 직류전압으로 변환하여 출력하는 교류/직류 정류회로와; 상기한 교류/직류 정류회로에서 입력된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 출력하는 공진형 컨버터 전력회로와; 상기한 교류/직류 정류회로와 상기한 공진형 컨버터 전력회로사이에 연결되어 입력전류를 검출하는 입력전류 검출회로와; 상기한 입력전류 검출회로에서 입력전류를 입력받아, 상기한 공진형 컨버터 전력회로 내의 스위칭 주파수를 제어하는 구형파를 출력하는 입력전류 제어회로와; 상기한 입력전류 제어회로의 제어신호 출력을, 상기한 공진형 컨버터 전력회로를 통해서 입력받는 형광등 부하를 포함하여 이루어져서, 입력전류(Iin)의 제어를 통해, 무부하 보호기능 등이 간단한 제어회로로써, 구현되어, 형광등 전자식 안정기 제어 시스템의 제조 원가를 대폭적으로 낮출 수 있는 효과를 가진, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current, comprising: an AC / DC rectifier circuit for converting and outputting an AC input from an AC power source into a DC voltage; A resonant converter power circuit converting the DC voltage input from the AC / DC rectifier circuit into an AC voltage and outputting the AC voltage; An input current detection circuit connected between the AC / DC rectifier circuit and the resonance converter power circuit to detect an input current; An input current control circuit which receives an input current from the input current detection circuit and outputs a square wave for controlling a switching frequency in the resonance converter power circuit; The control signal output of the input current control circuit includes a fluorescent lamp load received through the resonant converter power circuit, and is a control circuit having a simple no-load protection function or the like through the control of the input current Iin. The present invention relates to an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current having an effect of significantly lowering the manufacturing cost of a fluorescent lamp electronic ballast control system.

Description

입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템Electronic Ballast Control System with No-load Protection Using Input Current

제1도는 이 발명의 실시예에 따른, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템을 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram showing an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current according to an embodiment of the present invention.

제2도는 전자식 안정기 제어 시스템의 공진형 컨버터 전력회로를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a resonant converter power circuit of an electronic ballast control system.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템의 입력전류 제어회로를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an input current control circuit of an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current according to an embodiment of the present invention.

제4도는 종래에 사용한 저항 분압에 의한 무부하 감지회로를 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing a no-load detection circuit using a resistance divided voltage used in the related art.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 교류/직류 정류회로 200 : 공진형 컨버터 전력회로100: AC / DC rectifier circuit 200: resonant converter power circuit

300 : 입력전류 제어회로 400 : 형광등 부하300: input current control circuit 400: fluorescent load

320 : 오피 앰프 330 : 에러 앰프320: op amp 330: error amplifier

340 : 전압제어 발진기 350 : 비교기340: voltage controlled oscillator 350: comparator

360 : 지연회로 370 : 게이트 드라이브 회로360: delay circuit 370: gate drive circuit

500 : 입력전류 검출회로500: input current detection circuit

이 발명은 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 공진형 컨버터를 이용한 전자식 안정기의 입력전류를 검출하여 형광등이 장착되지 않은 무부하시에 시스템을 보호하는, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current, and more specifically, to detect the input current of an electronic ballast using a resonant converter to protect the system at no load without a fluorescent lamp. The present invention relates to an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current.

이 발명과 관련된 공지 기술로는 1) 형광 램프 구동에 적합한 영전압 스위칭 방식의 공진형 컨버터에 관한 연구(1991년, P1∼P59, KAIST)와 2) Zero-Voltage-Switched Resonant Half-Bridge High-Voltage DC/DC Converter(1988년, P332∼P343, HFPC, ATT Bell Lab)가 있다.Known techniques related to this invention include 1) a study on a zero voltage switching type resonant converter suitable for driving a fluorescent lamp (1991, P1 to P59, KAIST) and 2) a zero-voltage-switched resonant half-bridge high- Voltage DC / DC Converter (1988, P332 ~ P343, HFPC, ATT Bell Lab).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 무부하시에 발생하는 현상과 종래의 무부하 보호회로를 설명한다.Hereinafter, a phenomenon occurring at no load and a conventional no-load protection circuit will be described with reference to the accompanying drawings.

제2도는 전자식 안정기 제어 시스템의 공진형 컨버터 전력회로를 나타낸 도면이고, 제4도는 종래에 사용한 저항 분압에 의한 무부하 감지회로를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a resonant converter power circuit of an electronic ballast control system, and FIG. 4 is a diagram illustrating a no-load sensing circuit based on a resistance divided voltage used in the related art.

제2도에 도시되어 있듯이, 공진형 컨버터를 이용한 전자식 안정기 시스템에서 무부하시에, 두 스위치(T1,T2;NMOS Transistor)가 계속 스위칭할 경우, 두 스위치에서 정격용량 이상의 열이 발생하여 두 스위치가 손상된다. 즉, 스너버 커패시터(C1,C2)가 충방전을 반복하면서 방전전류가 부하로 흐르지 못하고 스위치에 직접흐르면서 스위치의 열손실을 발생시킨다. 또한, 스위치 역병렬 다이오드(D1,D2)로 전류가 흐르지 않기 때문에 영전압 스위칭 조건이 깨지면서 스위치의 열발생이 증가한다. 실제로 무부하시에 스위칭을 계속하게 되면 몇 분 이내에 스위치가 타게되어 전체 시스템에 심각한 영향을 미치게 된다. 그러므로, 이와 같은 구조의 공진형 컨버터에는, 무부하시에 스위치를 오프시키는 무부하 보호회로가 반드시 필요하다.As shown in FIG. 2, under no load in an electronic ballast system using a resonant converter, when two switches (T1, T2; NMOS Transistors) continue to switch, the two switches generate more heat than the rated capacity. Damaged. That is, as the snubber capacitors C1 and C2 repeat charging and discharging, the discharge current does not flow to the load but flows directly to the switch, thereby generating heat loss of the switch. In addition, since the current does not flow to the switch antiparallel diodes D1 and D2, the zero voltage switching condition is broken and heat generation of the switch increases. In fact, switching on under no load will cause the switch to burn within minutes, severely impacting the entire system. Therefore, in the resonant converter having such a structure, a no load protection circuit for switching off at no load is necessary.

제4도에 도시되어 있듯이, 종래의 무부하 보호회로는 형광등 양단의 필라멘트를 이용한 저항 분압기 구조와 공진 인덕터의 전압을 2차측 권선으로 감지하는 구조가 대부분이다.As shown in FIG. 4, the conventional no-load protection circuit has a structure in which a resistor voltage divider using a filament at both ends of a fluorescent lamp and a structure in which a voltage of a resonant inductor is sensed by a secondary winding.

따라서, 종래의 무부하 보호회로는 별도의 부품을 이용하기 때문에 전체 시스템의 제조원가를 상승시키는 단점이 있고, 형광등 장착시, 필라멘트 소켓의 마찰에 의한 전기 스파크로 노이즈 발생에 의한 보호회로의 오동작이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.Therefore, the conventional no-load protection circuit has a disadvantage of increasing the manufacturing cost of the entire system because it uses a separate component, and when the fluorescent lamp is mounted, a malfunction of the protection circuit may occur due to noise generated by electric spark caused by friction of the filament socket. There is a problem.

그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 공진형 컨버터를 이용한 전자식 안정기 제어 시스템에 있어서, 별도의 외부 부품없이, 입력 전류를 검출하여, 무부하시에 스위치를 오프시키므로써 시스템을 보호하는, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and in an electronic ballast control system using a resonant converter, by detecting an input current without a separate external component and switching off at no load. It is to provide an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current to protect the system.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써, 이 발명의 구성은, 교류전원에서 입력된 교류를 직류전압으로 변환하여 출력하는 교류/직류 정류회로와; 상기한 교류/직류 정류회로에서 입력된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 출력하는 공진형 컨버터 전력회로와; 상기한 교류/직류 정류회로와 상기한 공진형 컨버터 전력회로사이에 연결되어 입력전류를 검출하는 입력전류 검출회로와; 상기한 입력전류 검출회로에서 입력전류를 입력받아, 상기한 공진형 컨버터 전력회로 내의 스위칭 주파수를 제어하는 구형파를 출력하는 입력전류 제어회로와; 상기한 입력전류 제어회로의 제어신호 출력을, 상기한 공진형 컨버터 전력회로를 통해서 입력받는 형광등 부하를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the constitution of the present invention comprises: an AC / DC rectifying circuit for converting and outputting an AC input from an AC power source into a DC voltage; A resonant converter power circuit converting the DC voltage input from the AC / DC rectifier circuit into an AC voltage and outputting the AC voltage; An input current detection circuit connected between the AC / DC rectifier circuit and the resonance converter power circuit to detect an input current; An input current control circuit which receives an input current from the input current detection circuit and outputs a square wave for controlling a switching frequency in the resonance converter power circuit; The control signal output of the input current control circuit includes a fluorescent lamp load received through the resonant converter power circuit.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.By the above configuration, the most preferred embodiment that can be easily carried out by those skilled in the art with reference to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템을 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram showing an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current according to an embodiment of the present invention.

제1도에 도시되어 있듯이, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템은, 교류전원에서 입력된 교류를 직류전압으로 변환하여 출력하는 교류/직류 정류회로(100)와; 상기한 교류/직류 정류회로(100)에서 입력된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 출력하는 공진형 컨버터 전력회로(200)와; 상기한 교류/직류 정류회로(100)와 상기한 공진형 컨버터 전력회로(200)사이에 연결되어 입력전류(Iin)를 검출하는 입력전류 검출회로(500)와; 상기한 입력전류 검출회로(500)에서 입력전류(Iin)를 입력받아, 상기한 공진형 컨버터 전력회로(200) 내의 스위칭 스위칭 주파수를 제어하는 구형파를 출력하는 입력전류 제어회로(300)와; 상기한 입력전류 제어회로(300)의 제어신호 출력을, 상기한 공진형 컨버터 전력회로(200)를 통해서 입력받는 형광등 부하(400)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current includes an AC / DC rectifier circuit 100 for converting an AC input from an AC power source into a DC voltage and outputting it; A resonant converter power circuit 200 for converting and outputting a DC voltage input from the AC / DC rectifier circuit 100 into an AC voltage; An input current detection circuit 500 connected between the AC / DC rectifier circuit 100 and the resonant converter power circuit 200 to detect an input current Iin; An input current control circuit 300 for receiving an input current Iin from the input current detection circuit 500 and outputting a square wave for controlling a switching switching frequency in the resonant converter power circuit 200; The control signal output of the input current control circuit 300 includes a fluorescent lamp load 400 received through the resonant converter power circuit 200.

한편, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템의 입력전류 제어회로를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an input current control circuit of an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current according to an embodiment of the present invention.

제3도에 도시되어 있듯이, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템의 입력전류 제어회로(300)는, 출력이 저항(R24)을 거쳐 (-) 단자로 궤환되며, (+) 단자는 저항(R23)을 거쳐 접지되고, 외부의 입력전류 검출회로(500)에서 출력되어, 저항(R21,R22)을 거쳐 두 단자(-,+)로 각각 입력된 전류신호를 증폭하여 출력하는 오피 앰프(320)와; 출력이 저항(R32)을 거쳐 (-) 단자로 궤환되며, (-) 단자로 상기한 오피 앰프(320)의 출력을 저항(R31)을 거쳐 입력받고, (+) 단자로 기준 전압(VREF)을 입력받아, 두 입력의 오차를 증폭하여 출력하는 에러 앰프(330)와; 상기한 에러 앰프(330)의 출력을 저주파 통과 필터(R41,C41)를 거쳐 입력받고, 전압에 반비례하는 주파수의 톱니파를 출력하는 전압제어 발진기(340)와; 상기한 오피 앰프(320)의 출력이 음극 단자에 연결된 오프셋 전원(VOFFSET)의 양극 단자가 (-) 단자에 연결되고, 상기한 에러 앰프(330)의 출력이 저항(R41)을 거쳐 (+) 단자에 연결되며, 무부하시에 셧-다운(Shut-Down) 신호를 출력하는 비교기(350)와; 상기한 비교기(350)의 출력과 연결되며, 정상동작시 형광등 방전초기의 무부하 보호기능의 오동작을 방지하는 신호를 출력하는 지연회로(360)와; 상기한 전압제어 발진기(340)의 신호를 입력받으며, 상기한 비교기(350)와 상기한 지연회로(360)의 출력을 입력받아, 스위칭 주파수를 제어하는 구형파와 무부하시에 형광등 부하에 흐르는 전력 양을 셧-다운시키는 게이트 드라이브 회로(370)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, the input current control circuit 300 of the electronic ballast control system having a no-load protection function using the input current has its output fed back to the negative terminal through a resistor R24. ) The terminal is grounded via a resistor R23 and output from an external input current detection circuit 500 to amplify and output current signals respectively input to two terminals (-, +) via resistors R21 and R22. An op amp 320; The output is fed back through the resistor R32 to the (-) terminal, and the output of the op amp 320 described above is input to the (-) terminal through the resistor R31, and the reference voltage V REF to the (+) terminal. An error amplifier 330 for receiving an input and amplifying the error between the two inputs; A voltage controlled oscillator 340 which receives the output of the error amplifier 330 through low pass filters R41 and C41 and outputs a sawtooth wave having a frequency in inverse proportion to the voltage; The positive terminal of the offset power supply V OFFSET connected to the negative terminal of the output of the op amp 320 is connected to the negative terminal, and the output of the error amplifier 330 passes through the resistor R41 (+). A comparator 350 connected to the terminal and outputting a shut-down signal at no load; A delay circuit 360 connected to the output of the comparator 350 and outputting a signal for preventing a malfunction of the no-load protection function of the initial discharge of the fluorescent lamp during normal operation; Receives the signal of the voltage controlled oscillator 340, receives the output of the comparator 350 and the delay circuit 360, the square wave to control the switching frequency and the amount of power flowing to the fluorescent load under no load And a gate drive circuit 370 to shut down.

여기에서, 상기한 저주파 통과 필터(R41,C41)는, 한쪽단이 상기한 에러 앰프(330)에 연결되고, 다른 한쪽단이 상기한 전압제어 발진기(340)에 연결된 저항(R41)과; (+) 단이 상기한 저항(R41)과 상기한 비교기(350)의 (+) 단자와 상기한 전압제어 발진기(340)의 접점에 연결되고, (-) 단이 접지된 커패시터(C41)로 이루어진다.Here, the low pass filters R41 and C41 include a resistor R41 having one end connected to the error amplifier 330 and the other end connected to the voltage controlled oscillator 340; The positive terminal is connected to the contact of the resistor R41 and the positive terminal of the comparator 350 and the voltage controlled oscillator 340, and the negative terminal is connected to the grounded capacitor C41. Is done.

또, 상기한 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템의 입력전류 제어회로(300)는, 상기한 전압제어 발진기(340)의 전단에, 캐소드(cathode)가 상기한 전압제어 발진기(340)에 연결되고, 애노드(anode)가 접지된 제너다이오드(ZD)를 더 포함한다.In addition, the input current control circuit 300 of the electronic ballast control system having a no-load protection function using the above-described input current has a voltage-controlled oscillator in which a cathode is present in front of the voltage-controlled oscillator 340. A zener diode (ZD) connected to 340 and whose anode is grounded is further included.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 작용을 도면을 참조하여 설명한다.The operation according to the embodiment of the present invention by the above configuration will be described with reference to the drawings.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템을 나타낸 블럭도이고, 제2도는 전자식 안정기 제어 시스템의 공진형 컨버터 전력회로를 나타낸 도면이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템의 입력전류 제어회로를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing a resonant converter power circuit of the electronic ballast control system, 3 is a diagram illustrating an input current control circuit of an electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current according to an embodiment of the present invention.

제1도에 도시되어 있듯이, 전원이 인가되어 회로의 동작이 시작되면, 교류 전원은 교류/직류 정류회로(100)를 거치면서 직류전압으로 변환된다. 공진형 컨버터 전력 회로(200)는 직류전압을 교류 전압으로 변환시켜 형광등 부하(400)에 공급해준다. 형광등 부하(400)에 전달되는 전력 양은 공진형 컨버터 전력 회로(200) 내의 스위치의 스위칭 주파수에 따라 조절된다. 입력전류 제어회로(300)는 공진형 컨버터 전력회로(200)로 입력되는 입력 전류(Iin)를 입력전류 검출회로(500)를 통해서 검출하여 스위칭 주파수를 적절하게 바꾸어 주고, 또, 무부하시에 형광등 부하(400)에 흐르는 전력을 셧-다운시키는 역할을 수행한다.As shown in FIG. 1, when power is applied and the operation of the circuit starts, the AC power is converted into a DC voltage while passing through the AC / DC rectifier circuit 100. The resonant converter power circuit 200 converts a DC voltage into an AC voltage to supply the fluorescent lamp load 400. The amount of power delivered to the fluorescent load 400 is adjusted according to the switching frequency of the switch in the resonant converter power circuit 200. The input current control circuit 300 detects the input current Iin input to the resonant converter power circuit 200 through the input current detection circuit 500, and changes the switching frequency appropriately. It shuts down the power flowing to the load 400.

또, 제2도에 도시되어 있듯이, 전자식 안정기 제어 시스템의 공진형 컨버터 전력회로(200)는 두 개의 스위치(T1,T2;NMOS Transistor)로 이루어진 하프-브리지(Half-Bridge)로 되어 있다. 두 개의 스위치(T1,T2)가 같은 주기로 번갈아 스위칭하면서 코일(CL)과 3개의 커패시터(C3,C4,C5)가 서로 공진한다.Also, as shown in FIG. 2, the resonant converter power circuit 200 of the electronic ballast control system is a half-bridge consisting of two switches T1 and T2 (NMOS Transistor). As the two switches T1 and T2 alternately switch in the same cycle, the coil CL and the three capacitors C3, C4 and C5 resonate with each other.

공진 전류(IL)는 형광등 부하(400)에 흐르게 되는데, 스위칭 주파수에 따라 형광등 부하(400)에 흐르는 공진 전류(IL)의 양이 조절되어 형광등 부하(400)에 공급되는 전력 양이 바뀌게 된다. 두 다이오드(D1,D2)는 영전압 스위칭 조건(스위치의 발열방지, 수명연장, 노이즈방지)을 만들어 주는 역할을 하며, 두 커패시터(C1,C2)는 스위치 턴 오프(Turn Off)시에 스위치 손실을 저감시키는 스너버 커패시터이다. 제3커패시터(C3)는 무부하시 형광등 방전 개시 전압 이상의 높은 전압을 유기시켜 형광등을 초기 점등시키는 역할과 아울러 점등 동작 중에는 부하에 흐르는 순환 전류의 통로 역할도 한다. 두 다이오드(D3,D4)는 스위치 턴 오프 시간을 짧게 해주는 역할을 한다. 두 저항(R1,R2)은 스위치 턴 온(Turn On) 시간을 적절히 조정해 주어 두 스위치(T1,T2)가 동시에 꺼지는 데드 타임(Dead Time)을 확보해 준다.The resonant current I L flows in the fluorescent load 400, and the amount of resonant current I L flowing in the fluorescent load 400 is adjusted according to the switching frequency so that the amount of power supplied to the fluorescent load 400 is changed. do. Two diodes (D1, D2) play a role in creating zero voltage switching conditions (preventing heat generation of the switch, extending the life, and preventing noise), and the two capacitors (C1, C2) lose the switch when the switch is turned off Snubber capacitor to reduce the The third capacitor C3 induces a high voltage equal to or higher than the fluorescent lamp discharge starting voltage at no load to initially turn on the fluorescent lamp, and also serves as a path of the circulating current flowing to the load during the lighting operation. The two diodes (D3, D4) serve to shorten the switch turn off time. Both resistors R1 and R2 adjust the turn on time appropriately to ensure dead time when both switches T1 and T2 are turned off at the same time.

그리고, 제3도에 도시되어 있듯이, 공진형 컨버터 전력 회로(200)의 입력전류(Iin)는 입력전류 검출회로(500)에 의해 검출된다. 이 전류 신호는 크기가 작기 때문에 오피 앰프(320)에 의해 증폭된다. 증폭된 전류 신호는 입력전류의 양을 갖는 전압신호가 되는데, 에러 앰프(330)에 의해 기준 전압(VREF)과의 오차가 증폭된다. 결국, 에러 앰프(330)의 출력 전압은 공진형 컨버터 전력 회로(200)의 입력전류(Iin)의 양과 기준 전류값인 기준 전압(VREF)과의 오차가 증폭된 신호로 나타난다. RC회로(R41,C41)는 저주파 통과 필터를 구성하며, 수위칭 주파수 대역과 120Hz 전원 리플(Ripple) 신호를 제거하는 것이 목적이다. 에러 앰프(330)의 출력 전압은 전압제어 발진기(340)를 거치면서 전압에 반비례하는 주파수의 톱니파로 변환된다. 즉, 오차값이 크면 낮은 주파수 값의 톱니파가 되고, 오차값이 작으면 높은 주파수 값의 톱니파가 된다. 전압제어 발진기(340)의 전압/주파수 반비례 특성은 공진형 컨버터 전력 회로(200)의 주파수 대 전력 특성에 기인한다. 스위칭 주파수는 공진형 컨버터 전력 회로(200)의 공진 주파수 보다 큰 영역에서 변화되는데, 형광등 부하(400)에 공급되는 전력은 주파수에 반비례하게 된다. 전압제어 발진기(340)의 출력인 톱니파 파형은 적절한 게이트 로직을 거쳐 게이트 드라이브 회로(370)에서 구형파로 바뀌게 되면서 공진형 컨버터 전력 회로(200)의 두 스위치(T1,T2)의 게이트 단자에 입력된다. 비교기(350)는 무부하 시에 게이트 드라이브 회로(370)의 출력을 셧-다운(Shut-down)시켜 전자식 안정기 시스템을 보호해 주는 기능을 한다. 즉, 입력전류 검출회로(500)에서 입력전류(Iin)를 검출했을 때, 무부하시에는 입력전류(Iin)가 거의 흐르지 않기 때문에 오피앰프(320)의 출력 전압은 낮아지고, 따라서 에러 앰프(330)의 출력 전압이 높아진다. 이 때 비교기(350)의 출력이 하이(High)가 되면서 셧-다운이 된다. 오프셋 전원(VOFFSET)의 오프셋 전압은 정상 동작 초기시의 셧-다운을 방지해 준다. 지연회로(360)는 정상 동작시 형광등 방전 초기의 무부하 보호기능의 오동작을 방지하는 역할을 한다. 제너다이오드(ZD)는 에러 앰프(330)의 출력 전압을 제한하면서 최소 스위칭 주파수를 결정해 준다. 최소 스위칭 주파수로 인해 형광등 부하(400)에 전달되는 최대 전력은 제한이 되어, 비정상적인 동작시의 전력 상승을 방지해 준다.As shown in FIG. 3, the input current Iin of the resonant converter power circuit 200 is detected by the input current detection circuit 500. Since the current signal is small in size, it is amplified by the operational amplifier 320. The amplified current signal becomes a voltage signal having an amount of input current, and an error from the reference voltage V REF is amplified by the error amplifier 330. As a result, the output voltage of the error amplifier 330 is a signal obtained by amplifying an error between the amount of the input current Iin of the resonant converter power circuit 200 and the reference voltage VREF which is a reference current value. The RC circuits R41 and C41 form a low pass filter and aim to remove the leveling frequency band and the 120Hz power supply ripple signal. The output voltage of the error amplifier 330 is converted into a sawtooth wave having a frequency inversely proportional to the voltage while passing through the voltage controlled oscillator 340. In other words, if the error value is large, it is a sawtooth wave of low frequency value, and if the error value is small, it is a sawtooth wave of high frequency value. The voltage / frequency inversely proportional characteristic of the voltage controlled oscillator 340 is due to the frequency versus power characteristic of the resonant converter power circuit 200. The switching frequency is changed in an area larger than the resonant frequency of the resonant converter power circuit 200, and the power supplied to the fluorescent load 400 is inversely proportional to the frequency. The sawtooth waveform, which is the output of the voltage controlled oscillator 340, is converted into a square wave in the gate drive circuit 370 through appropriate gate logic and input to the gate terminals of the two switches T1 and T2 of the resonant converter power circuit 200. . The comparator 350 shuts down the output of the gate drive circuit 370 at no load to protect the electronic ballast system. That is, when the input current Iin is detected by the input current detection circuit 500, since the input current Iin hardly flows at no load, the output voltage of the operational amplifier 320 is lowered, and thus the error amplifier 330 ), The output voltage increases. At this time, the output of the comparator 350 becomes high and shut-down. The offset voltage of the offset power supply (V OFFSET ) prevents shut-down at the beginning of normal operation. The delay circuit 360 serves to prevent a malfunction of the no-load protection function at the initial stage of discharge of the fluorescent lamp during normal operation. Zener diode (ZD) determines the minimum switching frequency while limiting the output voltage of the error amplifier (330). Due to the minimum switching frequency, the maximum power delivered to the fluorescent load 400 is limited, thereby preventing power rise during abnormal operation.

이상에서 각 도면을 기준으로 설명한 작용을 종합적으로 좀 더 상세하게 설명한다.The above-described operation based on each drawing will be described in more detail in general.

공진형 컨버터 전력 회로(200)의 입력 전류(Iin)는 입력전류 검출회로(500)에 의해 검출되고, 에러 앰프(330)의 기준 전압(VREF)과의 오차만큼 주파수가 변하면서 스위칭 주파수가 바뀌게 된다. 피드백 루프의 동작에 의해 입력전류(Iin)는 기준 전압(VREF)에 대응하는 기준 전류값으로 계속 쫓아 가면서 스위칭 주파수가 바뀌게 된다. 즉, 입력전류(Iin)는 입력전류 제어회로(300)에 의해 일정한 값으로 제어된다. 무부하 시에는 입력전류(Iin)가 작아지는 성질을 이용하여 비교기(350)를 통해 게이트 드라이브 회로(370)의 출력을 셧-다운 시켜준다. 오프셋 전원(VOFFSET)의 오프셋 전압과 지연회로(360)는 정상 동작시 형광등 방전 초기의 무부하 보호기능의 오동작을 방지해 주는 역할을 한다.The input current Iin of the resonant converter power circuit 200 is detected by the input current detection circuit 500, and the switching frequency is changed while the frequency is changed by an error with the reference voltage V REF of the error amplifier 330. Will change. As a result of the operation of the feedback loop, the switching current is changed while the input current Iin continues to follow the reference current value corresponding to the reference voltage V REF . That is, the input current Iin is controlled to a constant value by the input current control circuit 300. In the case of no load, the output of the gate drive circuit 370 is shut down through the comparator 350 by using the property of decreasing the input current Iin. The offset voltage of the offset power supply V OFFSET and the delay circuit 360 prevent a malfunction of the no-load protection function at the initial stage of discharge of the fluorescent lamp during normal operation.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 입력전류(Iin)의 제어를 통해, 무부하 보호기능 등이 간단한 제어회로로써, 구현되어, 형광등 전자식 안정기 제어 시스템의 제조 원가를 대폭적으로 낮출 수 있는 효과를 가진, 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템을 제공할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, through the control of the input current (Iin), a no-load protection function or the like is implemented as a simple control circuit, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost of the fluorescent electronic ballast control system Excitation and input current can be used to provide an electronic ballast control system with no-load protection.

이 발명의 이러한 효과는 모든 전자식 안정기 제어 시스템에 이용될 수 있다.This effect of this invention can be used in all electronic ballast control systems.

Claims (5)

교류전원에서 입력된 교류를 직류전압으로 변환하여 출력하는 교류/직류 정류회로와; 상기한 교류/직류 정류회로에서 입력된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 출력하는 공진형 컨버터 전력회로와; 상기한 교류/직류 정류회로와 상기한 공진형 컨버터 전력회로사이에 연결되어 입력전류를 검출하는 입력전류 검출회로와; 상기한 입력전류 검출회로에서 입력전류를 입력받아, 상기한 공진형 컨버터 전력회로 내의 스위칭 주파수를 제어하는 구형파를 출력하는 입력전류 제어회로와; 상기한 입력전류 제어회로의 제어신호 출력을, 상기한 공진형 컨버터 전력회로를 통해서 입력받는 형광등 부하를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템.An AC / DC rectifier circuit for converting and outputting an AC input from an AC power source into a DC voltage; A resonant converter power circuit converting the DC voltage input from the AC / DC rectifier circuit into an AC voltage and outputting the AC voltage; An input current detection circuit connected between the AC / DC rectifier circuit and the resonance converter power circuit to detect an input current; An input current control circuit which receives an input current from the input current detection circuit and outputs a square wave for controlling a switching frequency in the resonance converter power circuit; An electronic ballast control system having a no-load protection function using an input current, characterized in that it comprises a fluorescent lamp load receiving the control signal output of the input current control circuit through the resonant converter power circuit. 제1항에 있어서, 상기한 입력전류 제어회로(300)는, 출력이 저항(R24)을 거쳐 (-) 단자로 궤환되며, (+) 단자는 저항(R23)을 거쳐 접지되고, 외부의 입력전류 검출회로(500)에서 출력되어, 저항(R21,R22)을 거쳐 두 단자(-,+)로 각각 입력된 전류신호를 증폭하여 출력하는 오피 앰프(320)와; 출력이 저항(R32)을 거쳐 (-) 단자로 궤환되며, (-) 단자로 상기한 오피 앰프(320)의 출력을 저항(R31)을 거쳐 입력받고, (+) 단자로 기준 전압(VREF)을 입력받아, 두 입력의 오차를 증폭하여 출력하는 에러 앰프(330)와; 상기한 에러 앰프(330)의 출력을 저주파 통과 필터(R41,C41)를 거쳐 입력받고, 전압에 반비례하는 주파수의 톱니파를 출력하는 전압제어 발진기(340)와; 상기한 오피 앰프(320)의 출력이 음극 단자에 연결된 오프셋 전원(VOFFSET)의 양극 단자가 (-) 단자에 연결되고, 상기한 에러 앰프(330)의 출력이 저항(R41)을 거쳐 (+) 단자에 연결되며, 무부하시에 셧-다운(Shut-Down) 신호를 출력하는 비교기(350)와; 상기한 비교기(350)의 출력과 연결되며, 정상동작시 형광등 방전 초기의 무부하 보호기능의 오동작을 방지하는 신호를 출력하는 지연회로(360)와; 상기한 전압제어 발진기(340)의 신호를 입력받으며, 상기한 비교기(350)와 상기한 지연회로(360)의 출력을 입력받아, 스위칭 주파수를 제어하는 구형파와 무부하시에 형광등 부하에 흐르는 전력 양을 셧-다운시키는 게이트 드라이브 회로(370)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템.The input current control circuit 300 of claim 1, wherein the output is fed back to the negative terminal through the resistor R24, the positive terminal is grounded via the resistor R23, and the external input is inputted. An op amp 320 output from the current detection circuit 500 to amplify and output current signals respectively input to two terminals (-, +) through the resistors R21 and R22; The output is fed back through the resistor R32 to the (-) terminal, and the output of the op amp 320 described above is input to the (-) terminal through the resistor R31, and the reference voltage V REF to the (+) terminal. An error amplifier 330 for receiving an input and amplifying the error between the two inputs; A voltage controlled oscillator 340 which receives the output of the error amplifier 330 through low pass filters R41 and C41 and outputs a sawtooth wave having a frequency in inverse proportion to the voltage; The positive terminal of the offset power supply V OFFSET connected to the negative terminal of the output of the op amp 320 is connected to the negative terminal, and the output of the error amplifier 330 passes through the resistor R41 (+). A comparator 350 connected to the terminal and outputting a shut-down signal at no load; A delay circuit 360 connected to the output of the comparator 350 and outputting a signal for preventing a malfunction of the no-load protection function at the initial stage of discharge of the fluorescent lamp during normal operation; Receives the signal of the voltage controlled oscillator 340, receives the output of the comparator 350 and the delay circuit 360, the square wave to control the switching frequency and the amount of power flowing to the fluorescent load under no load Electronic ballast control system having a no-load protection using the input current, characterized in that it comprises a gate drive circuit (370) for shutting down. 제2항에 있어서, 상기한 저주파 통과 필터(R41,C41)는, 한쪽단이 상기한 에러 앰프(330)에 연결되고, 다른 한쪽단이 상기한 전압제어 발진기(340)에 연결된 저항(R41)과; (+) 단이 상기한 저항(R41)과 상기한 비교기(350)의 (+) 단자와 상기한 전압제어 발진기(340)의 접점에 연결되고, (-) 단이 접지된 커패시터(C41)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템.3. The resistor R41 of claim 2, wherein the low pass filters R41 and C41 have one end connected to the error amplifier 330 and the other end connected to the voltage controlled oscillator 340. and; The positive terminal is connected to the contact of the resistor R41 and the positive terminal of the comparator 350 and the voltage controlled oscillator 340, and the negative terminal is connected to the grounded capacitor C41. Electronic ballast control system having a no-load protection using the input current, characterized in that made. 제2항에 있어서, 상기한 전압제어 발진기(340)의 전단에, 캐소드(cathode)가 상기한 전압제어 발진기(340)에 연결되고, 애노드(anode)가 접지된 제너 다이오드(ZD)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템.3. The Zener diode of claim 2, further comprising a Zener diode ZD having a cathode connected to the voltage controlled oscillator 340 and an anode grounded at the front end of the voltage controlled oscillator 340. Electronic ballast control system having a no-load protection using the input current, characterized in that. 제2항에 있어서, 상기한 오프셋 전원(VOFFSET)의 오프셋 전압과 상기한 지연회로(360)는 정상 동작시 형광등 방전 초기의 무부하 보호기능의 오동작을 방지해 주는 것을 특징으로 하는 입력전류를 이용하여 무부하 보호기능을 갖는 전자식 안정기 제어 시스템.The input voltage according to claim 2, wherein the offset voltage of the offset power supply V OFFSET and the delay circuit 360 prevent the malfunction of the no-load protection function at the initial stage of discharge of the fluorescent lamp during normal operation. Electronic ballast control system with no-load protection.
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