KR0139757B1 - 네온램프용 전자식 안정기회로 - Google Patents

네온램프용 전자식 안정기회로

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KR0139757B1 KR1019940024329A KR19940024329A KR0139757B1 KR 0139757 B1 KR0139757 B1 KR 0139757B1 KR 1019940024329 A KR1019940024329 A KR 1019940024329A KR 19940024329 A KR19940024329 A KR 19940024329A KR 0139757 B1 KR0139757 B1 KR 0139757B1
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Abstract

본 발명은 네온 램프에 적용되는 전자식 안정기회로에 관한 것으로, 일반적인 안정기 회로에 있어서는 스위칭 트랜지스터가 교번되게 턴온,오프하는 과정에서 필연적으로 스위칭 손실이 발생되어 효율이 저하되고, 그 손실에 의해 발생되는 열에 의해 안정기 회로가 파손되는 것을 방지하기 위하여 별도의 방열판을 설치해야 되는 결함이 있었는 바, 본 발명은 이를 해결하기 위하여 한 주기(t1) 동안에는 평활회로부(11)에서 출력되는 직류전원이 코일(L12), 고전압트랜스(T12)의 1차코일을 통해 콘덴서(C19)에 충전되게 하고, 다음 주기(t2)에서는 상기 콘덴서(C19)에 충전된 전압이 상기 충전될때의 반대방향으로 즉, 고전압트랜스(T12)의 1차코일,코일(L12),모스트랜지스터(Q12)를 통해 출력되도록 함으로써 모스트랜지스터(Q11),(Q12)의 스위칭 손실을 줄일 수 있도록 하였다.

Description

네온램프용 전자식 안정기회로
제1도는 일반적인 네온램프용 전자식 안정기회로도.
제2도는 본 발명의 네온램프용 전자식 안정기회로도.
제3도는 (a) 내지 (d)는 제2도 각부의 파형도로서,
(a)는 모스트랜지스터(Q11),(Q12)의 구동주기를 보인 파형도.
(b)는 모스트랜지스터(Q11),(Q12)의 드레인전류 파형도.
(c)는 콘덴서(C19)의 전압파형도.
(d)는 램프의 전류 파형도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:회로 보호부 11:평활회로부
12:펄스폭변조전원 공급부 13:펄스폭변조부
14:인버터부 15:LC공진부
16:램프전류 제어부
본 발명은 네온 램프에 적용되는 전자식 안정기회로에 관한 것으로, 특히 공진회로의 공진주파수를 이용하여 스위칭 트랜지스터가 공진점에서 동작되게 함으로써 트랜지스터의 스위칭 손실을 방지하는데 적당하도록한 네온램프용 전자식 안정기회로에 관한 것이다.
제1도는 일반적인 네온램프용 전자식 안정기회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 과전압으로 부터 안정기회로를 보호하고, 입력교류전원(AC)에 포함되 잡음성분을 제거하는 회로 보호부(1)와, 상기 호로 보호부(1)를 통해 입력되는 교류전원을 전파정류 및 평활하여 직류전압으로 출력하는 평활회로부(2)와, 상기 평활회로부(2)의 출력전압을 고전압으로 변환하여 네온램프를 구동시키는 고전압트랜스(T1)와, 모스트랜지스터를 이용하여 상기 고전압트랜스(T1)의 1차측 코일에 흐르는 전류의 방향이 정,역방향으로 교번되게 제어하는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)에 내장된 스위칭용 모스트랜지스터의 게이트 구동전압을 공급하기 위한 펄스폭변조부(4)와, 상기 고전압트랜스(T1)로 부터 유기되는 전압을 정류 및 평활하여 상기 펄스폭변조부(4)의 구종전압으로 공급하는 전원공급부(5)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.
입력교류전원(AC)이 회로 보호부(1)를 통해 평활회로부(2)에 공급되어 브리지다이오드(BD)에 의해 전파정류되고, 콘덴서(C1),(C2)에 의해 평활되어 고전압트랜스(T1)의 1차코일 및 모스트랜지스터(Q1)의 드레인에 공급는데, 그 트랜스(T1)의 1차측 코일이 직렬접속된 콘덴서(C1),(C2)의 접속점에 연결되어 있으므로 그 1차측 코일에는 평활회로부(2)에서 출력되는 직류전압의 1/2전압이 공급된다.
펄스폭변조부(4)는 모스트랜지스터(Q1),(Q2)를 구동시키기 위한 일정 주기의 펄스폭변조신호를 트랜스(T2)의 1차측 코일에 출력하게 되고, 이에 의해 그 트랜스(T2)의 2차측 코일에 교번되게 나타나는 고전위에 의해 상기 모스트랜지스터(Q1),(Q2)가 교번되게 턴온된다.
따라서, 상기 모스트랜지스터(Q2)가 온될때에는 상기 평활회로부(2)에서 출력되는 전류가 상기 고전압트랜스(T1)의 1차측코일 및 모스트랜지스터(Q2)를 통해 흐르게되고, 모스트랜지스터(Q1)가 온될때에는 그 모스트랜지스터(Q1) 및 고전압트랜스(T1)의 1차측코일을 통해 상기 트랜지스터(Q2)가 온될때와 반대방향으로 전류가 흐르게 된다.
이로인하여 상기 고전압트랜스(T1)의 2차측 코일에는 권선비에 따른 고전압이 유기되어 네온램프에 공급되어 램프가 점등된다.
그러나, 이와 같은 일반적인 안정기 회로에 있어서는 스위칭 트랜지스터가 교번되게 턴온,오프하는 과정에서 필연적으로 스위칭 손실이 발생되어 효율이 저하되고, 그 손실에 의해 발생되는 열에 의해 안정기 회로가 파손되는 것을 방지하기 위하여 별도의 방열판을 설치해야 되는 결함이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 트랜지스터의 스위칭 손실을 방지하기 위해 공진 회로의 공진주파수를 이용하여 스위칭 트랜지스터를 공진점에서 동작시키는 안정기 회로를 제공함에 있다.
제2도는 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 네온램프용 전자식 안정기 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 과전압으로 부터 안정기회로를 보호하고, 입력교류전원(AC)에 포함되 잡음성분을 제거하는 회로 보호부(10)와, 상기 회로 보호부(10)를 통해 입력되는 교류전원을 전파정류 및 평활하여 직류전압으로 출력하는 평활회로부(11)와, 상기 회로 보호부(10)를 통해 입력되는 교류전원을 전파정류 및 평활하여 펄스폭변조전원 공급부(12)의 구동전원(Vcc)으로 출력하는 펄스폭변조전원 공급부(12)와, 상기 펄스폭변조전원 공급부(12)로 부터 구동전원을 공급받아 소정 주기의 게이트 구동신호를 출력하는 펄스폭변조부(13)와, 상기 펄스폭변조부(13)의 제어를 받아 스위칭 구동되면서 한 주기에서는 상기 평활회로부(11)의 출력전류를 LC공진부(15)측으로 출력하고, 다음 주기에서는 그 LC공진부(15)에 충전된 전원의 방전 루프를 제공하는 인버터부(14)와, 한 주기에서는 상기 인버터부(14)로 부터 공급되는 전원을 코일 및 고전압트랜스(T12)의 1차측 코일을 통해 콘덴서에 충전하고, 다음 주기에서는 그 충전된 전원을 그 코일 및 고전압트랜스(T12)의 1차측 코일을 통해 상기 인버터부(14)측으로 방전시켜 LC공진기능을 수행하는 LC공진부(15)와, 상기 LC공진부(15)의 구동에 의해 상기 고전압트랜스(T12)를 통해 램프축으로 공급되는 전류를 제어하는 램프전류 제어부(16)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
입력교류전원(AC)은 회로 보호부(10)를 통해 평활회로부(11)에 공급되는데, 이때, 과전압은 퓨즈(PU11)에 의해 차단되고, 그 입력교류전원(AC)에 포함된 고주파 성분의 잡음은 쵸크코일(L11)에 의해 제거된다.
그리고, 상기 쵸크코일(L11)을 통해 출력되는 교류전원이 다이오드(D11-D14)에 의해 전파정류된 후 콘덴서(C12)에 의해 평활되어 모스트랜지스터(Q12)의 드레인 및 다이오드(D23),(D24)의 캐소우드측으로 공급된다.
또한, 상기 쵸크코일(L11)을 통해 출력되는 교류전원이 다이오드(D15-D18)에 의해 전파정류되고, 콘덴서(C13),(C14)에 의해 전파정류된 후 제너다이오드(ZD11)에 의해 일정 레벨 이상의 전압통과가 제한되어 펄스폭변조전원 공급부(12)에서는 펄스폭 변조부(13)에서 필요로 하는 직류전압이 출력된다.
상기 펄스폭 변조부(13)의 펄스폭변조 집적소자(13A)는 트랜스(T11)의 1차측 코일(La)에 소정 주기의 펄스폭변조신호를 출력하여 그 트랜스(T11)의 2차측 코일(Lb),(Lc)에는 권선수에 비례하는 하이전원이 교번되게 나타나고, 이에 의해 모스트랜지스터(Q11),(Q12)가 제3도의 (a)와 같이 교번적으로 온, 오프되며, 이에 의해 그 모스트랜지스터(Q11),(Q12)의 드레인전류(ID1),(ID2)는 제3도의 (b)와 같이 나타난다.
상기 모스트랜지스터(Q11)가 온되고, 모스트랜지스터(Q12)가 오프되는 구간(t1)동안 상기 평활회로부(11)에서 출력되는 직류전원이 코일(L12), 고전압트랜스(T12)의 1차코일을 통해 콘덴서(C19)에 제3도의 (c)와 같이 충전된다.
그리고, 모스트랜지스터(Q11)가 오프되고, 모스트랜지스터(Q12)가 온되는 구간(t2)동안에는 상기 콘덴서(C19)에 충전된 전압이 상기 충전될때의 반대방향으로 즉, 고전압트랜스(T12)의 1차코일, 코일(L12), 모스트랜지스터(Q12)를 통해 출력된다.
결국, 상기와 같은 과정에 의해 상기 고전압트랜스(T12)의 2차측 코일에는 권선비에 상응되는 전압이 유기되어 램프의 구동전압으로 공급되며, 이때, 램프에는 제3도의 (d)와 같은 전류가 흐르게 된다.
그런데, 상기와 같이 모스트랜지스터(Q11),(Q12)가 교번되게 온,오프되는 과정에서 코일(L12) 및 고전압트랜스(T12)의 1차코일, 콘덴서(C19)에 의해 공진주파수가 형성되어 제3도의 (b)에서와 같이 모스트랜지스터(Q11),(Q12)의 (ID1),(ID2)가 제로가될때 그 모스트랜지스터(Q11),(Q12)가 턴온-오프되기 때문에 모스트랜지스터(Q11),(Q12)의 스위칭 손실을 극소화 할 수 있다. (∵ W=VI에서 I가 0이면 W=0 이므로)
여기서, 다이오드(D23-D26)는 클램핑 다이오드로서 제3도의 (c)에서와 같이 콘덴서(C19)의 충전전압이 일정 레벨로 크램핑하기 위하여 사용된 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 공진회로의 공진주파수를 이용하여 스위칭 트랜지스터가 공진점에서 동작되게 함으로써 스위칭 트랜지스터의 스위칭 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 회로 보호부(10)를 통해 입력되는 교류전원을 전파정류 및 평활하여 직류전압으로 출력하는 평활회로부(11)와, 상기 회로 보호부(10)를 통해 입력되는 교류전원을 전파정류 및 평활하여 펄스폭변조전원 공급부(12)의 구동전원(Vcc)으로 출력하는 펄스폭변조전원 공급부(12)와, 상기 펄스폭변조전원 공급부(12)로 부터 구동전원을 공급받아 소정 주기의 게이트 구동신호를 출력하는 펄스폭변조부(13)와, 상기 펄스폭변조부(13)의 제어를 받아 스위칭 구동되면서 한 주기에서는 상기 평활회로부(11)의 출력전류를 LC공진부(15)측으로 출력하고, 다음 주기에서는 그 LC공진부(15)에 충전된 전원의 방전 루프를 제공하는 인버터부(14)와, 한 주기에서는 상기 인버터부(14)로 부터 공급되는 전원을 코일 및 고전압트랜스(T12)의 1차측 코일을 통해 콘덴서에 충전하고, 다음 주기에서는 그 충전된 전원을 그 코일 및 고전압트랜스(T12)의 1차측 코일을 통해 상기 인버터부(14)측으로 방전시켜 LC공진기능을 수행하는 LC공진부(15)와, 상기 LC공진부(15)의 구동에 의해 상기 고전압트랜스(T12)를 통해 램프축으로 공급되는 전류를 제어하는 램프전류 제어부(16)로 구성한 것을 특징으로 하는 네온램프용 전자식 안정기회로.
  2. 제1항에 있어서, LC공진부(15)는 인버터부(14)의 모스트랜지스터 드레인 접속점을 코일(L12) 및 고전압트랜스(T12)의 1차 코일을 통해 콘덴서(C19)에 접속하고, 상기 인버터부(14)의 일측 전원출력단자를 병렬접속된 클램핑용 다이오드(D23),(D24)를 역방향으로 통해 상기 콘덴서(C19)에 접속함과 아울러 그 접속점을 클램핑용 다이오드(D25),(D26)의 캐소우드에 공통 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 네온램프용 전자식 안정기회로.
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