KR0130418Y1

KR0130418Y1 - 전자식 저압 나트륨 안정기

Info

Publication number: KR0130418Y1
Application number: KR2019940020308U
Authority: KR
Inventors: 정호영
Original assignee: 조형근
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR960009573U

Abstract

본 고안은 전자식 저압나트륨 안정기에 관한 것으로, 입력단자를 통해 인가되는 전압을 직류전압으로 정류하고 역률을 개선하는 정류 및 열률보상부(10)와, 이 정류 및 역률보상부(10)에 의해 역률이 개선된 직류전압을 입력으로 하여 일정전압(VL)의 정전압으로 출력하는 전압비교제어부(20)와, 이 전압비교제어부(20)에 의해 정전압된 일정전압(VL)을 입력으로 발진하여 발진주파수를 출력시키는 발진부(30)와, 이 발진부(30)에 의해 발생된 발진주파수를 입력으로 하여 스위칭 동작을 하며 구형파 펄스를 발생시키는 발진증폭부(40)와, 안정기 내부회로에 흐르는 과전류의 발생을 감지하는 과전류감지부(51)와, 이 과전류감지부(51)의 작동에 따라 상기 발진부(30)의 동작을 제어하는 발진제어부(52)와, 상기 발진증폭부(40)에 의해 증폭된 구형파 펄스를 정현파로 공진시켜 램프(L)를 점등시키는 직렬공진부(60)으로 구성되어, 공진 특성을 개선시켜 안정기 및 램프의 안정성을 보완하였으며 과전류의 흐름을 과전류감지제어부(50)에서 감지하고 발진부의 동작을 정지시킴으로써 스위칭소자의 파손을 방지하고, 또한 회로에 흐르는 전압을 비교하여 출력함으로써 안정기의 동작을 자동으로 제어할 수 있으며, 이에 따라 전력소모를 다량절감 할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자식 저압 나트륨 안정기

제1도는 본 고안의 구성도.

제2도는 본 고안의 회로도.

제3도 (a)(b)(c)는 본 고안의 주요부분에 대한 신호파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정류 및 역률보상부 20 : 전압비교제어부

30 : 발진부 40 : 발진증폭부

50 : 과전류감지제어부 51 : 과전류감지부

52 : 발진제어부 60 : 직렬공진부

IC1 : 비교기 IC2 : 발진기

T1∼T3 : 트랜스

본 고안은 전자식 저압 나트륨 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펄스폭변조방식의 발진을 이용하여 공진특성을 개선하고, 안정기에 흐르는 전압을 비교 출력하여 안정기의 동작을 자동으로 제어하며 또한 전력소모를 다량절감할 수 있게 한 전자식 저압나트륨 안정기에 관한 것이다.

종래의 전자식 나트륨 안정기는 변압식인 트랜스-코일 권선형의 자려식 발진방식으로 발진주파수가 고주파성분의 리플을 포함하여 불필요한 잡음을 일으켜 램프에 인가되는 공진전류에 적지않은 영향을 주게 되었다.

또한 과전류의 발생시에 발진회로를 차단시킴과 동시에 회로에 흐르는 전류가 접지로 계속 흘러 불필요한 전력을 소모하는 문제점도 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 펄스폭변조방식의 발진을 이용하여 공진특성을 개선하고, 안정기에 흐르는 전압을 비교 출력하여 안정기의 동작을 자동으로 제어하며, 또한 전력소모를 다량절감할 수 있는 전자식 저압나트륨 안정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 입력단자를 통해 인가되는 전압을 직류전압으로 정류하고 역률을 개선하는 정류 및 역률보상부와, 이 정류 및 역률보상부에 의해 역률이 개선된 직류전압을 입력으로하여 일정전압의 정전압으로 출력하는 전압비교제어부와, 이 전압비교제어부에 의해 정전압된 일정전압을 입력으로 발진하여 발진주파수를 출력시키는 발진부와, 이 발진부에 의해 발생된 발진주파수를 입력으로 하여 스위칭 동작을 하며 구형파 펄스를 발생시키는 발진증폭부와, 안정기 내부회로에 흐르는 과전류의 발생을 감지하는 과전류감지부와, 이 과전류감지부의 작동에 따라 상기 발진부의 동작을 제어하는 발진제어부와, 상기 발진증폭부에 의해 증폭된 구형파 펄스를 정현파로 공진시켜 램프를 점등시키는 직렬공진부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 구성도를 나타낸 것으로써, 입력단자를 통해 인가되는 전압을 직류전압으로 정류하고 역률을 개선하는 정류 및 역률보상부(10)와, 이 정류 및 역률보상부(10)에 의해 역률이 개선된 직류전압이 인가됨에 따라 이를 일정전압(VL)으로 정전압시켜 출력하는 전압비교제어부(20)와, 상기 정전압된 직류전압이 인가됨에 따라 발진을 일으키는 발진부(30)와, 이 발진부(30)의 신호를 통해 스위칭 동작을 하며 구형파 펄스를 발생시키는 발진증폭부(40)와, 안정기 내부회로의 이상으로 인한 과전류의 발생을 감지하는 과전류감지부(51)와, 이 과전류감지부(51)의 작동에 따라 상기 발진부(30)의 동작을 제어하는 발진제어부(52)와, 상기 발진증폭부(40)의 출력신호를 정현파로 공진시켜 램프(L)로 인가하는 직렬공진부(60)로 구성된다.

제2도는 본 고안에 의한 회로도를 나타낸 것으로써, 정류 및 역률보상부(10)는 콘덴서(C1,C2) 와 입력교류전원(AC)를 강압하는 트랜스(T1) 와 출력전원을 전파정류 하는 브리지다이오드(BD)를 통해 역률보상콘덴서(C3)에 접속하여 구성된다.

전압비교제어부(20)는 트랜지스터(TR1)의 베이스와 콜렉터에 저항(R1∼R3), 에미터에 콘덴서(C4)가 각각 연결되고, 저항(R4,R5)과 콘덴서(C5)가 일측입력단에 연결되며 저항(R6)과 다이오드(D5)가 타측입력단에 연결된 비교기(IC1)의 출력단이 상기 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 연결되어 구성된다.

발진부(30)는 발진기(IC2)와 발진기(IC2)에 연결한 저항(R10) 및 콘덴서(C6)의 적분회로와 저항(R7∼R9) 및 콘덴서(C7)로 구성된다.

발진증폭부(40)는 트랜스(T2)를 통해 전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)의 게이트단에 병렬연결된 저항(R11,R13)과 콘덴서(C8) 및 저항(R12,R14)과 콘덴서(C9)가 각각 연결되고 상기 전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)의 소오스 및 드레인에 콘덴서(C10,C11)와, 다이오드(D6,D7)가 병렬접속되어 구성된다.

과전류감지제어부(50)는 저항(R18∼R20)과 제너다이오드(ZD1) 및 콘덴서(C5)가 병렬접속되어 트랜지스터(TR2)의 베이스단에 연결되며 이미터단에 콘덴서(C11)와 저항(R21)이 연결되어 구성된 과전류감지부(51)와, 상기 트랜지스터(TR2)의 이미터단이 저항(R22)를 통해 트랜지스터(TR3)의 베이스단에 연결되고 컬렉터단에 저항(R23)이 연결된 발진제어부(52)로 구성된다.

직렬공진부(60)는 병렬연결된 콘덴서(C12)와 저항(R15)이 트랜스(T3)의 1차코일(L6)에 연결되고 그 타단에는 콘덴서(C14)와 저항(R17)이 병렬접속되어 램프와 연결되며, 상기 트랜스(T3)의 2차코일(L7)에는 다이오드(D8)와 병렬연결된 저항(R16)과 콘덴서(C13)가 연결되어 구성된다.

제3도는 제2도의 주요 부분에 대한 동작 파형도로서, (a)는 발진부(30)에서 발생된 구형파 펄스파형도이고, (b)는 발진증폭부(40)에서 증폭된 신호파형도이며, (c)는 직렬공진부(60)에서 공진된 파형도이다.

다음에는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 입력단으로 부터 전압이 인가되면 정류 및 역률보상부(10)의 필터회로에서 상기 인가된 전압의 저역 및 고역주파수를 차단하고, 적정영역의 주파수만을 통과시켜 브리지정류회로(BD)에 전송된다.

다이오드로 이루어진 브리지 정류회로(BD)에 인가된 전압은 전파정류되어 직류전압으로 출력되고, 이 정류된 직류전압은 역률보상 콘덴서(C3)를 통해서 잡음이 제거되며 위상이 보상되어 VH전압이 된다.

상기의 VH전압은 전압비교제어부(20)의 저항(R1,R2)으로 인가되어 트랜지스터(TR1)를 턴온시켜 전압이 흐르게 되며, 이때 일정전압(VL)이 되면 비교기(IC1) 에서 트랜지스터(TR1)의 베이스에 역전압을 걸어 트랜지스터(TR1)를 오프시켜 VL전압을 유지한다.

상기 VL전압은 과전류 보상회로부(50)의 베너다이오드(ZD1)를 통전시키지 못하므로 상기 과전류감지제어부(50)는 작동되지 아니한다.

한편, 출력이 정상적으로 나갈 경우에는 트랜스(T3)의 2차코일(L7)에 유기되는 전압으로 트랜지스터(TR1)의 에미터단에 일정전압(VL)이 계속 유지되어 저항(R8,R9,R19)을 거쳐 콘덴서(C6)를 충전하게 된다.

상기의 콘덴서(C6)에 충전된 전압은 방전되어 발진기(IC2)로 인가되며, 이 발진기에서 출력되는 발진주파수는 제3도(a)에 나타낸 바와 같은 구형파 펄스파형으로 발진증폭부(40)의 발진증폭부(40)의 트랜스(T2)로 인가되어 각기 위상이 다른 2개의 유도전류을 발생시켜 전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)를 동작시킨다.

이때, 상기 트랜스(T2)의 양전압 유도전류가 전계효과 트랜지스터(FET2)의 게이트 단자에 인가되어 전계효과 트랜지스터(FET2)가 온이 되고, 신호파형이 증폭되어 직렬공진부(60)의 콘덴서(C12,C14) 및 트랜스(T3)의 코일(L6)을 통해 정현파로 공진되면서 방전램프(L)을 점등시킨다.

상기와 같이 동작중에 전계효과 트랜지스터(FET2)의 게이트 단자에 인가되는 전압이 강하되면 이 전계효과 트랜지스터(FET2)는 오프되고, 이에 따라 전계효과 트랜지스터(FET1)의 게이트 단자에 전류가 인가되어 전계효과 트랜지스터(FET1)를 온시킨다.

전계효과 트랜지스터(FET1)가 온됨에 따라, 신호파형이 증폭되어 직렬공진부(60)의 콘덴서(C12,C14) 및 트랜스(T3)의 1차측 코일(L6)을 통해 정현파로 공진되면서 방전램프(L)를 점등시킨다.

한편, 상기와 같이 동작중에 전계효과 트랜지스터(FET1)의 게이트 단자에 인가되는 전압이 강하되면 이 전계효과 트랜지스터(FET1)는 오프되고, 이에 따라 전계효과 트랜지스터(FET2)의 게이트 단자에 전류가 인가되어 전계효과 트랜지스터(FET2)는 온된다.

위와 같이 전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)가 교대로 온/오프됨에 따라 제2도 (b)에 나타낸 바와 같이 신호파형이 증폭되고, 이에 따라 직렬공진부(60)를 통해 제2도의 (c)와 같이 정현파로 공진되면서 방전램프(L)는 점 등을 하게 된다.

안정기가 정상동작중인 경우에는 트랜스(T3)의 1차측 코일(L6)을 통해 흐르는 전류는 과전류가 아닌 정상전류이므로 과전류감지부(51)의 저항(R19)의 양단에는 전압이 검출되지 아니하고, 이에 따라 발진제어부(52)의 트랜지스터(TR3)는 동작되지 아니하며 발진부(30)의 발진기(IC2)는 영향을 받지 아니한다.

그러나, 상기와 같은 동작중에 램프가 불량이거나 무부하상태 등의 램프에 이상이 발생하면 부하의 변동으로 트랜스(T3)의 1차측 코일(L6)의 양단에 유기되는 전압을 증가시키고, 이에 따라 트랜스(T3)의 2차측 코일(L7)의 양단에 유기되는 전압이 증가하게 된다.

상기 트랜스(T3)의 2차측 코일(L7)의 양단에 유기된 전압은 과전류감지부(51)의 제너다이오드(ZD1) 와 저항(R18,R19)의 양단에 걸리게 되며, 저항(R19)의 양단 전압은 콘덴서(C15)를 충전시키게 도니다.

그리고, 상기 콘덴서(C15)에서 방전된 전압은 저항(R20)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스단에 인가되어 상기 트랜지스터(TR2)를 턴온시키고, 이에 따라 콜렉터전류가 흘러 콘덴서(C16)를 충전시킨다.

상기 콘덴서(C16)의 충전된 전압은 방전되어 저항(R21,R22)을 통해 발진제어부(52)의 트랜지스터(TR3)의 베이스단에 인가되어 트랜지스터(TR3)를 턴온시키게 되고, 트랜지스터(TR3)의 콜렉터 전류는 접지(Vo)로 바이패스된다.

이에 따라 발진부(30)의 발진기(IC2)는 정지되고 발진증폭부(40)의 스위칭소자로 인가되는 전류는 차단되고, 회로에 흐르는 전압이 방전되어 접지로 흐르게 된다.

한편, 전압비교제어부(20)의 비교기(IC1)는 회로에 흐르는 전압이 VL전압보다 낮아지면 트랜지스터(TR1)을 동작시켜 발진부(30)에 다시 VL전압을 인가시켜 정상적인 작동을 하게 한다.

상기와 같은 본 고안은 펄스폭 변조방식의 발진을 이용하여 공진특성을 개선시켜 안정기 및 램프의 안정성을 보완하였으며, 과전류의 흐름을 과전류감지제어부에서 감지하고 발진부의 동작을 정지시킴으로써 스위칭소자의 파손을 방지하고, 또한 회로에 흐르는 전압을 비교하여 출력함으로써 안정기의 동작을 자동으로 제어할 수 있으며, 이에 따라 전력소모를 다량절감 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

입력단자를 통해 인가되는 전압을 직류전압으로 정류하고 역률을 개선하는 정류 및 역률보상부(10)와, 이 정류 및 역률보상부(10)에 의해 역률이 개선된 직류전압을 입력으로 하여 일정전압(VL)의 정전압으로 출력하도록 트랜지스터(TR1)를 제어하는 비교기(CI1)로 이루어진 전압비교제어부(20)와, 이 전압비교제어부(20)에 의해 정전압된 일정전압(VL)을 입력으로 하여 발진기(IC2)에 의해 발진주파수를 출력시키는 발진부(30)와, 이 발진부(30)에 의해 발생된 발진주파수를 입력으로 하여 스위칭 동작을 하며 구형파 펄스를 발생시키는 발진증폭부(40)와, 안정기 내부회로에 흐르는 과전류의 발생을 감지하는 과전류감지부(51)와, 이 과전류감지부(51)의 작동에 따라 상기 발진부(30)의 동작을 제어하는 발진제어부(52)와, 상기 발진증폭부(40)에 의해 증폭된 구형파 펄스를 정현파로 공진시켜 램프(L)를 점등시키는 직렬공진부(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 저압 나트륨 안정기.
제1항에 있어서, 전압비교제어부(20)는 저항(R4)과 병렬연결된 저항(R5) 및 콘덴서(C5)가 일측입력단에 연결되며 병렬연결된 저항(R6)과 다이오드(D5)가 타측입력단에 연결된 비교기(IC1)의 출력단이 저항(R2)을 통해 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 연결함을 특징으로 하는 전자식 저압 나트륨 안정기.
제1항에 있어서, 상기 발진부(30)의 발진기(IC2)는 펄스폭변조 발진방식인 것을 특징으로 하는 전자식 저압나트륨 안정기.