KR0165218B1

KR0165218B1 - 램프용 안정기 회로

Info

Publication number: KR0165218B1
Application number: KR1019950012001A
Authority: KR
Inventors: 윤봉은
Original assignee: 윤종용; 삼성전관주식회사
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR960043992A

Abstract

본 발명은 램프용 안정기 회로에 관한 것으로, 상세하게는 집어등이나 옥외용 조명등으로 많이 사용되는 메탈 할라이드 램프 안정기에 사용되는 고압펄스 발생부(IGNITOR)를 개선하여 이상 전압 인가시 이를 차단하여 줌으로써, 램프가 안정하게 동작할 수 있도록 하여 주는 램프용 안정기 회로에 관한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 램프용 안정기 회로는 그 자체의 고압 펄스 발생부 내에 고압 발생에 따라 트리거되어 턴온되는 SCR의 통전 상태를 고압을 검출하여 발생되는 정전압으로 릴레이 스위치로 차단하여 줌으로써 램프가 항상 안정된 상태로 동작할 수 있도록 하여주는 장점이 있다.

Description

램프용 안정기 회로

제1도는 메탈 할라이드 램프의 발광관의 구조도.

제2도는 메탈 할라이드 램프의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도.

제3도는 종래의 메탈 할라이드 램프 안정기의 회로도이고.

제4도는 종래의 메탈 할라이드 램프 안정기의 전압 파형도이고,

제5도는 본 발명에 따른 고압펄스 발생부(IGNITOR)를 구비한 메탈 할라이즈 램프 안정기의 회로도이며,

제6도는 본 발명에 따른 메탈 할라이드 램프 안정기용 고압펄스 발생부(IGNITOR) 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 텅스텐 전극 2 : 금속 할로겐 화합물, 아르곤, 수은

3 : 보온막 4 : 아크

5 : 벌브(석영 유리) 6 : 발광관

11 : 고압펄스 발생부(IGNITOR) 12 : 릴레이 스위치 구동부

121 : 정류뷰 122 : 릴레이 스위치

16 : 발광관 MX : 금속 할로겐 화합물

M : 금속 원자 X : 할로겐 원자

일반적으로 메탈 할라이드 램프(Metal Halide Lamp)는 고효율, 장수명, 고휘도의 특성을 가지는 램프로 수명 까지의 특성 변화가 적으며, 순간 점등의 장점이 있다.

메탈 할라이드 램프는 고압 수은 증기 중의 아크 방전 현상을 이용한 램프이다. 제1도는 메탈 할라이드 램프의 발광관의 구조도이며, 제2도는 메탈 할라이드 램프의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 이 도면들에 도시된 바와 같이, 메탈 할라이드 램프는 석영제의 벌브(bulb: 5)에 1쌍의 전극(1)을 기밀 봉착하고 있고 내부에 희(稀)가스(rare gas ; 주로 아르곤 가스)와 수은, 발광 물질인 금속 할로겐 화학물(2 ; 통상은 iodide)이 봉입되어 있다.

제2도에 도시된 바와 같이, 텅스텐 전극(1) 사이에서 방전이 시작되면 그 열에 의해 수은(2)이 증발하고 수기압에서 수십 기압의 고압기체가 되며, 중심부에서는 약 6000K 도에달하는 고온의 아크(4)가 생기게 한다. 금속의 할로겐 화학물(2)은 이 아크(4)로 부터의 열에 의해 일부 또는 전부가 증발하고, 아크(40)중에서 금속 원소 특유의 빛을 발생시킨다. 메탈 할라이드 램프는 이 발광을 이용한 것으로 금속 원소를 적절히 선택함으로써 발광 스펙트럼이나 발광 효율을 임으로 선택할 수 있다.

이와 같은 메탈 할라이드 램프를 구동하기 위해서는 고압펄스 발생부(IGNITOR)를 포함하는 안정기가 필요하다. 제3도는 종래의 메탈 할라이드 램프 안정기의 회로도이다. 이 도면에서 도시된 바와 같이, 메탈 할라이드 램프의 안정기는 쵸크 코일, 캐패시터(C3), 발광관(16) 및 고압 펄스 발생부(11)로 구성되어 있다.

여기서, 쵸우크 코일(CH-C)은 아크 방전을 일으키기 위한 고압의 전압을 유도하기 위한 것이다. 캐패시터(C3)는 시등 후의 재시등을 방지하여 램프를 보호하기 위한 보호용이며, 발광관(16)은 430V 정도에서 시등되어 200V 정도에서 점등 상태를 유지한다. 고압 펄스 발생부(11) 두 개의 저항기 및 캐패시터 그리고 SCR로 구성되어 있다.

이러한 쵸우크 코일형 안정기는 다음과 같이 동작한다.

전원 전압이 쵸우크코일에 인가되면, 쵸우크 코일의 F절점에는 일정한 전압이 유도되고, 이 전압은 다시 저항기 R1 및 R2에 의하여 분압된다. 이 분압된 전압중 R2에 인가된 전압은 SCR의 게이트를 트리거하여 SCR을 갑자기 단락 상태로 만들어 줌으로써 C1을 발진시켜 쵸우크 코일에 고압의 유도 전압이 발생되도록 한다. 이 고압의 유도 전압에 의해 발광관 내에는 아크 방전이 일어나서 램프가 발광을 하게 된다. 일단 아크 방전이 시작되면 SCR 양단의 A, B 절점 간의 전압은 방전에 의하여 하강하고, SCR은 계속 오프 상태를 유지한다. 이와 같이 SCR이 오프 상태가 되더라도 일단 시작된 아크 방전은 상기 고압의 유도 전압 보다 낮은 전압에서도 아크 방전을 지속하므로 램프의 발광은 지속된다.

그러나 이러한 쵸우크 코일 형의 안정기는 입력 전압의 변동이나 램프(발광관, 16)의 수명 저하 등에 의하여, 제3도에 도시된 바와 같은 A, B 절점(node)사이에 전압 상승이 일어나게 되면, SCR의 게이트를 재차 트리거하여 SCR을 단락시켜 방전이 진행되고 있는 램프에 다시 고압의 유도 전압을 인가하게 되므로, 램프에 과전압이 인가되어 램프가 파손되는 위험한 상태로 된다. 이와 같은 불안정한 전압 파형이 제4도에 도시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 램프용 안정기 내부의 고압 펄스 발생부에 이상 전압 차단 회로를 부가하여, 안정기에 이상 전압이 인가되더라도 정상적인 동작을 할 수 있도록 하여 주는 램프용 안정기 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 램프용 안정기 회로는, 고전압 발생용 쵸우크 코일, 평활 작용에 의한 램프 보호용의 제1캐패시터 및 램프가 순차로 직렬 접속된 램프 안정기 회로에 있어서, 상기 쵸우크 코일과 제1캐패시터 사이의 제1접속 노드와 접지점 사이에 마련된 적어도 2개 이상의 분압용 저항기 ; 상기 제1접속 노드와 그 제1단자가 접속된 발진용의 제2캐패시터 ; 상기 저항기들 사이의 접속 노드에 그 게이트가 접속되고 그 캐소드는 접지점과 접속된 SCR ; 상기 SCR의 애노드와 상기 제2캐패시터의 제2단자 사이에 접속된 스위칭 수단 ; 을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 스위칭 수단은 릴레이 스위치 및 상기 제1캐패시터 양단으로부터 검출되는 이상 전압을 정류하여 상기 릴레이 스위치를 구동하기 위한 정류 수단을 구비하여 된 것이 바람직하며, 상기 정류 수단은, 브리지 다이오드 ; 상기 브리지 다이오드로부터 출력된 맥류성 전압을 직류 전압으로 평활시키기 위한 평활용 캐패시터 ; 및 상기 릴레이 스위치의 구동에 필요한 소정의 전압 이상의 과전압이 인가되지 않도록 상기 평활된 직류 전압을 제한하기 위한 정전압 수단 ; 을 구비하여 된 것이 바람직하다.

또한, 상기 스위칭 수단은 트랜지스터 스위칭 수단 및 상기 제1캐패시터 양단으로부터 검출되는 이상 전압을 정류하여 상기 트랜지스터 스위칭 수단을 구동하기 위한 정류 수단을 구비하여 된 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 램프용 안정기 회로를 설명한다.

제5도는 본 발명에 따른 고압펄스 발생부(IGNITOR)를 구비한 메탈 할라이즈 램프 안정기의 회로도이다. 이 도면에서 도시된 바와 같이, 메탈 할라이드 램프의 안정기는 고압 발생용 쵸크 코일, 램프 보호용 캐패시터(C3), 발광관(16) 및 고압 펄스 발생부(11)로 구성된다.

여기서, 쵸우크 코일(CH-C)은 아크 방전을 일으키기 위한 고압의 전압을 유도하기 위한 것이며, 캐패시터(C3)는 일단 시등된 후의 재시등을 방지하여 램프를 보호하기 위한 보호용이며, 발광관(16)은 430V 정도에서 시등되어 200V 정도에서 점등 상태를 유지한다. 그리고 특징부인 고압 펄스 발생부(11)는 두 개의 분압용 저항기, 발진용 캐패시터(C1), 고전압을 유도하기 위한 트리거용 SCR 및 이 SCR의 애노드와 상기 발진용 캐패시터(C1)의 일측 단자 간의 연결을 개폐하는 릴레이 스위칭부(12)로 구성된다.

또한, 릴레이 스위칭부(12)는 릴레이 스위치와 이 릴레이 스위치(122)를 개폐시키기 위한 구동 전압을 공급하기 위한 정류부(121)로 구성되며, 정류부(121)는 상기 램프 보호용 양단의 이상 전압을 검출하여 정류하는 브리지 다이오드와 브리지 다이오드에 의한 맥류 출력 파형을 평활하는 평활용 캐패시터 및 평활된 전압을 정전압으로 제한하는 정전압 IC로 구성된다.

이와 같이 구성된 쵸우크 코일 형 안정기는 다음과 같이 동작한다.

전원 전압이 쵸우크 코일에 인가되면, 쵸우크 코일의 F절점에는 일정한 전압이 유도되고, 이 전압은 다시 저항기 R1 및 R2에 의하여 분압된다. 이 분압된 전압중 R2에 인가된 전압은 SCR의 게이트를 트리거하여 SCR을 갑자기 단락 상태로 만들어 줌으로써 C1을 발진시켜 쵸우크 코일에 고압의 유도 전압이 발생되도록 한다. 이 고압의 유도 전압에 의해 발광관 내에는 아크 방전이 일어나서 램프가 발광을 하게 된다. 일단 아크 방전이 시작되면 SCR 양단의 A, B 절점 간의 전압은 방전에 의하여 하강하고, SCR은 계속 오프 상태를 유지한다. 이와 같이 SCR이 오프 상태가 되더라도 일단 시작된 아크 방전은 상기 고압의 유도 전압 보다 낮은 전압에서도 아크 방전을 지속하므로 램프의 발광은 지속된다.

한편 이러한 쵸우크 코일 형의 안정기는 입력 전압의 변동이나 램프(발광관, 16)의 수명 저하 등으로 인하여, 제5도에 도시된 바와 같은 A, B 절점(node) 사이에 전압 상승이 일어나게 되면, SCR의 게이트를 재차 트리거하여 SCR을 단락시켜 방전이 진행되고 있는 램프에 다시 고압의 유도 전압이 인가되어 램프가 과전압으로 파손되는 것을 방지하기 위하여, 안정기에 제6도에 도시된 바와 같은 이상 고전압을 검출하여 차단하기 위한 스위칭부(12)를 마련한다.

이러한 이상 고전압은 램프 보호용 캐패시터 C3 양단의 전압을 고압 펄스 발생부(11)에 마련된 스위칭부(12)로 체크하여 검출하게 되는데, 램프 양단에 이상 고전압이 생기게되면 C3 양단에 이러한 이상 고전압이 나타나게 되므로 이를 정류부(121, 브리지 다이오드 및 평활 캐피시터)로 정류하여 릴레이 스위치(122)를 작동시켜 SCR이 단락되는 것을 막아 준다. 즉 램프 양단의 고전압(결국, A, B 노드 사이의 고전압)으로 SCR의 게이트가 트리거 되어 SCR이 '턴온'되더라도 상기 고전압을 C3 양단에서 검출하여 정류한 다음 릴레이 스위치(122)를 '오프'시킴으로써, 램프에 SCR의 트리거로 인하여 유도되는 과전압이 램프에 인가되는 것을 사전에 차단하여 준다. 따라서 안정기의 동작 전압 파형은 항상 제4도에 도시된 안정 전압 상태로 유지되며, 안정기는 항상 안정된 상태로 동작하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 램프용 안정기 회로는 그 자체의 고압 펄스 발생부 내에 고압 발생에 따라 트리거되어 턴온되는 SCR의 통전 상태를 고압을 검출하여 발생되는 정전압으로 릴레이 스위치로 차단하여 줌으로써 램프가 항상 안정된 상태로 동작할 수 있도록 하여주는 장점이 있다.

Claims

고전압 발생용 쵸우크 코일(C), 평활 작용에 의한 램프 보호용의 제1캐패시터(C3) 및 램프(16)가 순차로 직렬 접속된 램프 안정기 회로에 있어서, 상기 쵸우크 코일(CH-C)과 제1캐패시터(C3) 사이의 제1접속 노드와 접지점 사이에 마련된 적어도 2개 이상의 분압용 저항기(R1, R2) ; 상기 제1접속 노드와 그 제1단자가 접속된 발진용의 제2캐패시터(C1) ; 상기 저항기들 사이의 접속 노드에 그 게이트가 접속되고 그 캐소드는 접지점과 접속된 SCR ; 상기 SCR의 애노드와 상기 제2캐패시터의 제2단자 사이에 접속되어 상기 두 단자를 전기적으로 개폐하기 위한 스위칭 수단(12) ; 을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 램프용 안정기 회로.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 릴레이 스위치(122) 및 상기 제1캐패시터(C3) 양단으로부터 검출되는 이상 전압을 정류하여 상기 릴레이 스위치(122)를 구동하기 위한 정류 수단(121)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 램프용 안정기 회로.
제2항에 있어서, 상기 정류 수단(122)은, 브리지 다이오드 ; 상기 브리지 다이오드로부터 출력된 맥류성 전압을 직류 전압으로 평활시키기 위한 평활용 캐패시터 ; 및 상기 릴레이 스위치의 구동에 필요한 소정의 전압 이상의 과전압이 인가되지 않도록 상기 평활된 직류 전압을 제한하기 위한 정전압 수단(정전압 IC) ; 을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 램프용 안정기 회로.