KR0128799Y1 - Flight obstacle display lamp operating circuit - Google Patents
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Abstract
본 고안은 항공 장애물 표시등에 관한 것으로 특히 태양전지; 상기 태양전지를 통해 광전변환된 에너지를 충전하기 위한 배터리; 상기 배터리의 일측단자에 일차권선의 일측이 연결된 승압형 트랜스포머; 상기 트랜스포머의 일차권선의 타측과 상기 배터리의 타측단자사이에 연결되는 필드효과 트랜지스터; 상기 트랜스포머의 이차권선에 연결된 주정류회로부; 상기 정류회로의 출력을 입력받아 크세논 방전등을 점멸구동하는 표시등 구동부; 상기 트랜스포머의 2차측 보조권선에 유기된 교류전류를 정류한 직류와 상기 배터리로부터 공급되는 직류전원전류를 중첩하여 얻은 보조전원전압을 발생하는 보조전원부; 및 상기 보조전원전압을 비교전압으로 사용하여 펄스폭 제어신호를 발생하고 이 펄스폭 제어신호에 의해 상기 보조전원전압을 스위칭하고 이 스위칭된 신호를 상기 필드효과 트랜지스터의 게이트에 공급하는 펄스폭제어회로부를 구비한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an aviation obstacle indicator, in particular a solar cell; A battery for charging the photoelectric conversion energy through the solar cell; A boost type transformer having one side of the primary winding connected to one terminal of the battery; A field effect transistor connected between the other side of the primary winding of the transformer and the other terminal of the battery; A main rectifier circuit portion connected to the secondary winding of the transformer; An indicator driving unit which receives the output of the rectifier circuit and flashes and drives the xenon discharge lamp; An auxiliary power supply unit for generating an auxiliary power supply voltage obtained by superimposing a direct current rectified by the AC current induced in the secondary auxiliary winding of the transformer and a DC power supply current supplied from the battery; And a pulse width control circuit unit for generating a pulse width control signal using the auxiliary power supply voltage as a comparison voltage, switching the auxiliary power supply voltage according to the pulse width control signal, and supplying the switched signal to a gate of the field effect transistor. Characterized in having a.
따라서, 본 고안은 출력전압을 계절 및 온도변화에 관계없이 일정하게 유지하여 표시등의 점멸주기를 일정하게 할 수 있다.Therefore, the present invention can keep the output voltage constant regardless of the season and temperature changes to make the flashing cycle of the indicator light constant.
Description
제1도는 본 고안에 의한 태양전지를 이용한 항공 장애물 표시등 구동회로의 구성을 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing the configuration of the aviation obstacle indicator driving circuit using a solar cell according to the present invention.
본 고안은 태양전지를 이용한 항공 장애물 표시등 구동회로에 관한 것으로서, 특히 배터리의 충방전 전압의 변동에 관계없이 안정된 출력전압을 유지함으로써 항공 장애물 표시등의 점멸주기를 안정화시킬 수 있는 태양전지를 이용한 항공 장애물 표시등 구동회로에 관한 것 이다.The present invention relates to an aviation obstacle indicator driving circuit using a solar cell, and in particular, to maintain a stable output voltage irrespective of a change in the charge / discharge voltage of the battery. It is about the obstacle indicator driving circuit.
종래에는 항공 장애물을 표시하기 위해 태양전지를 이용하여 주간에 배터리를 충전시키고 야간에는 배터리에 충전된 에너지를 사용하여 소정 주기로 항공 장애물 표시등을 점멸구동함으로서 점검이나 유지보수가 필요 없으며 사용교류전원이 없는 무인도와 같은 지역에서도 작동이 가능하였다.Conventionally, the battery is charged during the day by using solar cells to display the aviation obstacle, and the aviation obstacle indicator blinks at a predetermined cycle by using the energy charged in the battery at night, so there is no need for inspection or maintenance. Operation was possible in areas such as uninhabited islands.
그러나, 태양전지를 사용하여 년중 무휴로 작동되므로 계절에 따른 일조량의 차이로 인하여 태양전지를 통한 충전량의 차이로 입력전압이 변동되므로 표시등의 점멸주기가 계절에 따라 달라지거나 온도변화에 따라 달라지는 문제가 있다 종래에는 표시등으로 사용되는 크세논 방전등을 구동하기 위하여 직류12볼트를 직류 400-600볼트로 승압하기 위한 승압형 스위칭 레귤레이터를 사용하고 있다 종래의 승압형 스위칭 레귤레이터는 발진기의 구형파출력에 따라 바이폴라트랜지스터를 스위칭시킴으로써 트랜스포머의 1차 코일을 구동하기 때문에 온도변화에 따라 특성이 변화될 수 있으면, 출력전압의 변동을 피드백하는 방식이 아니므로 계절 및 온도변화에 따라 표시등의 점멸주기가 다르게 되며 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 또한,However, since the solar cell is operated 24 hours a year, the input voltage fluctuates due to the difference in the amount of sunlight through the seasons. Therefore, the flashing cycle of the indicator light varies depending on the season or temperature. Conventionally, a step-up switching regulator for boosting DC 12 volts to 400-600 volts is used to drive a xenon discharge lamp, which is used as an indicator lamp. Since the primary coil of the transformer is driven by switching, if the characteristic can be changed according to the temperature change, it is not a method of feeding back the variation of the output voltage. There was. Also,
전력소모가 많고 효율이 떨어지므로 방전정지상태로 될 우려가 발생될 수도 있어서 장애물 표시등으로써의 역할을 못하게 되는 경우가 발생되고 이러한 점을 방지하기 위해서 충분한 에너지를 발전하기 위해서는 태양전지용량을 증대시키지 않으면 안되므로 장치의 비용이 증가되는 문제가 있었다.Due to the high power consumption and low efficiency, there is a possibility that the discharge stop state may occur. Therefore, it may not be able to function as an obstacle indicator, and in order to generate enough energy to prevent such a problem, the solar cell capacity may not be increased. No, there was a problem that the cost of the device is increased.
본 고안의 목적은 이와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 FET를 이용한 펄스폭 제어방식의 스위칭 레귤레이터를 사용한 태양전지를 이용한 항공 장애물 표시등 구동회로를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a aviation obstacle indicator driving circuit using a solar cell using a switching regulator of the pulse width control method using a FET to solve the problems of the prior art.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 회로는 태양전지; 상기 태양전지를 통해 광전변환된 에너지를 중전하기 위한 배터리; 상기 배터리의 일측단자에 일차권선의 일측이 연결된 승압형 트랜스포머; 상기 트랜스포머의 일차권선의 타측과 상기 배터리의 타측단자사이에 연결되는 필드효과 트랜지스터; 상기 트랜스포머의 이차권선에 연결된 주정류회로부; 상기 정류회로의 출력을 입력받아 크세논 방전등을 점멸구동하는 표시등 구동부; 상기 트랜스포머의 2차측 보조권선에 유기된 교류전류를 정류한 직류와 상기 배터리로부터 공급되는 직류전원전류를 중첩하여 얻은 보조전원전압을 발생하는 보조전원부; 및 상기 보조전원전압을 비교전압으로 사용하여 펄스폭 제어신호를 발생하고 이 펄스폭 제어신호에 의해 상기 보조전원전압을 스위칭하고 이 스위칭된 신호를 상기 필드효과 트랜지스터의 게이트에 공급하는 펄스폭제어회로부를 구비한 것을 특징으로 한다.The circuit of the present invention to achieve the above object is a solar cell; A battery for heavy neutralizing energy photoelectrically converted through the solar cell; A boost type transformer having one side of the primary winding connected to one terminal of the battery; A field effect transistor connected between the other side of the primary winding of the transformer and the other terminal of the battery; A main rectifier circuit portion connected to the secondary winding of the transformer; An indicator driving unit which receives the output of the rectifier circuit and flashes and drives the xenon discharge lamp; An auxiliary power supply unit for generating an auxiliary power supply voltage obtained by superimposing a direct current rectified by the AC current induced in the secondary auxiliary winding of the transformer and a DC power supply current supplied from the battery; And a pulse width control circuit unit for generating a pulse width control signal using the auxiliary power supply voltage as a comparison voltage, switching the auxiliary power supply voltage according to the pulse width control signal, and supplying the switched signal to a gate of the field effect transistor. Characterized in having a.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 도는 본 고안에 의한 태양전지를 이용한 항공 장애물 표시등의 구동회로를 나타낸다.Figure 1 shows a driving circuit of the aviation obstacle indicator light using a solar cell according to the present invention.
구동회로는 태양전지(10), 과충전방지회로부(20), 배터리 (30), 과방전방지회로부(40) 선스위치회로부(50), 리세트수단(60), 승압형 트랜스포머(70), 주정류회로부(80), 표시등 구동부(90), 보조전원부(100) 및 펄스폭제어회로부(110)을 포함한다. 태양전지(10)는 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 출력한다. 과충전회로부(20)는 태양전지(10)가 과 충전되지 않도록 보호한다. 과방전회로부(40)는 태양전지(10)의 전압이 규정치 이하로 떨어지면 더 이상 방전되지 않도록 승압형 트랜스포머(70) 및 주정류회로부(80)를 오프하여 표시등 구동부(90)가 동작하지 않도록 한다. 선스위칭회로부(50)는 빛의 조도에 따라 표시등 구동부(90)를 제어하는 회로로, 낮에는(정해진 조도 이상의 밝기) 승압형 트랜스포머(70) 및 주정류회로부(80)를 오프하여 표시등 구동부의 동작을 오프시킨다. 트랜스포머(70)의 일차권선(N1)의 일측은 교류차단용 쵸크코일(L1)을 통해 배터리의 일측에 연결되고 일차권선(N1)의 타측과 배터리(30)의 타측사이에는 필드효과 트랜지스터(FET)가 스위칭소자로서 접속된다. 필드효과 트랜지스터의 드레인 및 소오스 사이에는 정전압 다이오드(D1)가 접속된다.The driving circuit includes a solar cell 10, an overcharge preventing circuit unit 20, a battery 30, an overdischarge preventing circuit unit 40, a sun switch circuit unit 50, a reset means 60, a boost transformer 70, and a main circuit. The rectifier circuit unit 80, the indicator driving unit 90, the auxiliary power supply unit 100, and the pulse width control circuit unit 110 are included. The solar cell 10 converts light energy into electrical energy and outputs the electrical energy. The overcharge circuit unit 20 protects the solar cell 10 from being overcharged. The over-discharge circuit unit 40 turns off the boost type transformer 70 and the main rectifier circuit unit 80 so that the indicator driving unit 90 does not operate when the voltage of the solar cell 10 drops below a specified value so that the discharge circuit no longer discharges. do. The line switching circuit unit 50 is a circuit for controlling the indicator driving unit 90 according to the illuminance of the light. During the day (brightness above the predetermined illuminance), the step-up transformer 70 and the main rectifier circuit unit 80 are turned off. Turn off the drive. One side of the primary winding N1 of the transformer 70 is connected to one side of the battery through an AC blocking choke coil L1, and a field effect transistor FET is connected between the other side of the primary winding N1 and the other side of the battery 30. ) Is connected as a switching element. A constant voltage diode D1 is connected between the drain and the source of the field effect transistor.
이차권선(N2)에는 주정류회로부(80)가 연결되고 보조권선(N3)에는 보조전원부(100)가 연결된다. 보조전원부(100)은 보조권선(N3)의 일단에 다이오드(D2) 및 캐패시터(C1)의 직렬접속이 연결되고 캐패시터(C1)에는 순방향다이오드(D3)를 통해 배터리(30)의 일측이 연결된다. 그러므로 캐패시터(C1)는 배터리의 출력전류와 보조권선에 유기된 전류가 중첩 되어 충전되므로 충전전압은 배터리의 10.5볼트 내지 14볼트에 유기된 전류에 의한 유기전압이 중접된 보다 높은 보조전원전압이 나타나게 된다. 이 보조전원전압은 교류차단용 코일(L2) 및 다이오드(D4)를 통해서 펄스폭 제어회로부(110)의 동작전원으로 제공된다. 한편, 보조전원전압은 코일(L2) 및 다이오드(D5)를 통해서 출력전압의 피드백 전압으로 펄스폭 제어회로부(110)에 제공된다. 펄스폭제어회로부(110)는 MC3420, SG3524 ,PC1042, TL494 등의 범용 펄스폭제어용 집적회로(IC1)로 구성된다.The secondary rectifying circuit unit 80 is connected to the secondary winding N2, and the auxiliary power supply unit 100 is connected to the auxiliary winding N3. The auxiliary power supply 100 is connected to the serial connection of the diode D2 and the capacitor C1 to one end of the auxiliary winding N3, and one side of the battery 30 is connected to the capacitor C1 through the forward diode D3. . Therefore, since the capacitor C1 is charged by overlapping the output current of the battery and the induced current in the auxiliary winding, the charging voltage is higher than the induced voltage due to the induced voltage caused by the induced current at 10.5 to 14 volts of the battery. do. This auxiliary power supply voltage is provided to the operating power supply of the pulse width control circuit unit 110 through the AC blocking coil L2 and the diode D4. On the other hand, the auxiliary power supply voltage is provided to the pulse width control circuit unit 110 as a feedback voltage of the output voltage through the coil (L2) and the diode (D5). The pulse width control circuit unit 110 is constituted by the general-purpose pulse width control integrated circuit IC1 such as MC3420, SG3524, PC1042, and TL494.
집적회로는 전원단자에 보조전원전압이 연결되고 RT단자에는 가변저항(VR2)가 연결되고 CT단자에는 캐패시터(C8)이 연결되고 DT단자에는 저항(R4)가 연결되며 기준전압단자에는 캐패시터(C6)가 연결된다. DT단자와 기준전압단자사이에는 캐패시터(C7)이 연결되고 CT단자에는 리세트수단(60)인 트랜지스터의 콜렉터가 연결된다.In the integrated circuit, the auxiliary power voltage is connected to the power supply terminal, the variable resistor (VR2) is connected to the RT terminal, the capacitor (C8) is connected to the CT terminal, the resistor (R4) is connected to the DT terminal, and the capacitor (C6) to the reference voltage terminal. ) Is connected. A capacitor C7 is connected between the DT terminal and the reference voltage terminal, and a collector of the transistor, which is the reset means 60, is connected to the CT terminal.
피드백단자와 비교기(CP1)의 -단자 사이에는 피드백저항(R3)연결되고 비교기(CPI)의 +단자에는 다이오드(D5)를 통해 캐패시터(C2)에 의해 평활된 전압이 저항(R5)와 가변저항(VR1)에 의해 분압되고 캐패시터(C4)에 의해 평활되고 캐패시터(C5)에 의해 노이즈가 제거된 비교신호가 연결된다. 캐패시터(C3)는 다이오드(D4)의 출력을 평활한다.The feedback resistor R3 is connected between the feedback terminal and the negative terminal of the comparator CP1, and the voltage smoothed by the capacitor C2 through the diode D5 is connected to the positive terminal of the comparator CPI through the resistor R5 and the variable resistor. The comparison signal divided by VR1, smoothed by capacitor C4, and noise removed by capacitor C5 is connected. Capacitor C3 smoothes the output of diode D4.
집적회로의 출력스위칭수단의 입력단자에는 캐패시터(C3)에 충전된 보조전원전압이 인가되고 출력스위칭수단의 출력단자에는 저항(R2)를 통해서 필드효과 트랜지스터의 게이트단자가 연결된다. 저항(R1)은 바이어스저항이다.The auxiliary power supply voltage charged in the capacitor C3 is applied to the input terminal of the output switching means of the integrated circuit, and the gate terminal of the field effect transistor is connected to the output terminal of the output switching means through the resistor R2. Resistor R1 is a bias resistor.
이와같이 구성된 본 고안의 작용효과는 다음과 같다.Effects of the present invention configured as described above are as follows.
보조전원전압이 배터리에서 공급되는 전원전압에 보조권선에 유기된 전압을 중첩한 보다 높은 전압이므로 크세논 방전등의 방전시에 보조권선에 유기된 전압이 거의 제로가 되더라도 피드백전압은 최소한 배터리전압이상의 레벨을 유지하게 되므로 피드백전압의 검출이 가능하다. 그러므로, 효율이 좋은 펄스폭 제어방식의 스위칭 레귤레이터의 사용을 가능하게 한다 즉, 보조권선에 유기되는 전압을 포함하는 보조전원전압의 레벨이 낮아지면 펄스폭이 넓어져서 온스위칭시간을 길게 가져가 출력전압을 높이고 반대로 보조전원전압의 레벨이 높아지면 펄스폭이 좁아져서 온 스위칭시간을 짧게 가져가 출력전압을 낮추어 출력전압이 입력전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨로 유지되도록 한다. 출력전압이 안정되면 표시등의 점멸주기도 일정하게 안정되게 된다. 또한, 필드효과 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압이 배터리의 전원전압보다 높은 보조전원전압을 사용하기때문에 필드효과트랜지스터의 온저항이 감소되어 저손실로 구동할 수 있으므로 트랜스포머를 통한 에너지전달 효율이 증대되게 된다.Since the auxiliary power supply voltage is higher than the voltage induced by the auxiliary winding superimposed on the power supply voltage supplied from the battery, the feedback voltage is at least a level higher than the battery voltage even when the induced voltage of the auxiliary winding becomes almost zero at the time of discharge, such as xenon discharge. Since it is maintained, the feedback voltage can be detected. Therefore, it is possible to use an efficient pulse width control type switching regulator. That is, when the level of the auxiliary power supply voltage including the voltage induced in the auxiliary winding is lowered, the pulse width becomes wider and the ounce switching time is extended. Increasing the voltage, on the contrary, when the level of the auxiliary power supply voltage is increased, the pulse width is narrowed to shorten the on switching time and lower the output voltage so that the output voltage is always maintained at a constant level regardless of the input voltage change. When the output voltage is stabilized, the blinking cycle of the indicator is also stable. In addition, since the voltage applied to the gate of the field effect transistor uses an auxiliary supply voltage higher than that of the battery, the on-resistance of the field effect transistor can be reduced and driven with low loss, thereby increasing the energy transfer efficiency through the transformer. .
과방전 검출신호와 선스위칭 감지신호는 리세트수단(60)인 트랜지스터를 온시킴으로써 펄스폭 제어회로부의 캐패시터(C8)을 방전시키게 되어 펄스폭제어회로부의 동작을 리세트시키게 된다.The over discharge detection signal and the line switching detection signal turn on the transistor which is the reset means 60 to discharge the capacitor C8 of the pulse width control circuit section, thereby resetting the operation of the pulse width control circuit section.
이와같이 본 고안에서는 배터리의 충전전압이 14볼트로 만충전되었다가 10.5볼트의 방전정지전압까지 변동되더라도 펄스폭 제어형 스위칭 레귤레이터에 의해 출력전압을 안정되게 유지하고, 또한 필드효과 트랜지스터의 온저항을 낮추어 저손실화로 전력전달효율을 향상시킴으로써 전체적인 전력소모를 감소시킬 수 있으므로 태양전지의 용량을 적정용량으로 설계할 수 있어서 코스트를 다운시킬 수 있어서 경제적이다.Thus, in the present invention, even if the charge voltage of the battery is fully charged to 14 volts and then varies to the discharge stop voltage of 10.5 volts, the pulse width controlled switching regulator keeps the output voltage stable and lowers the on-resistance of the field effect transistor to reduce the loss. It is possible to reduce the overall power consumption by improving the power transmission efficiency of the furnace, so it is economical because the cost of the solar cell can be designed with an appropriate capacity.
Claims (2)
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Family Applications (1)
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