KR100217867B1 - 방전등용 안정기 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전등용 안정기에 관한 것으로, 특히, 제작공정이 간단하고, 전력 손실 및 누설 자속을 감소시킬 수 있는 방전등용 안정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 일정 폭을 갖는 띠 형태의 철판이 여러 겹으로 감겨져 형성되는 도더츠형의 코아(10)와; 코아(10)의 풀어짐을 방지할 수 있도록 코아(10)의 상하부에 각각 결합되는 가이드링(20)과; 가이드링(20)이 결합된 코아(10)의 일측에 형성되며, 누설자로가 유지되도록 간극편(12)이 끼워지는 간극부(11)와; 간극부(11)가 구비된 코아(10)의 주위에 감겨지며, 일단이 입력전원(Vi) 및 콘덴서(C)에 접속되고, 타단이 출력부하(Vo)에 접속되는 코일(14); 그리고, 코일(14)에 의한 자기장의 누출 및 코일(14)의 감겨진 상태를 보호할 수 있도록 코일(14)이 감겨진 코아(10)의 상하부에 각각 결합되는 보호부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 방전등용 안정기의 제작비용을 감소시킬 수 있으며, 불필요한 누설자속의 발생을 방지하여 전력의 낭비를 방지하고, 누설자속에 의하여 주변부품이 영향을 받게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

방전등용 안정기

본 발명은 방전등용 안정기에 관한 것으로, 더 상세하게는, 불필요한 전력손실을 극소화시킴과 동시에 제작이 용이한 방전등용 안정기에 관한 것이다.

종래의 방전등용 안정기에 사용되는 EI 철심은, 제1도에 도시된 바와 같이, 일정한 크기의 보빈(1)에 코일(1A)을 감은 다음, 적층된 E형 철심(2)에 삽입한 후, 이 E형 철심(2)에 I형 철심(3)을 아르곤 용접한 것으로, 2개 이상의 자로(磁路)가 형성되는 외철형 구조로 제작된다. 그리고, 이와 같이 제작된 EI 철심은, 제2도에 도시된 바와 같이, 일단이 입력전압(Vi) 측에 접속되고, 그 타단은 출력측인 방전등(Vo)에 접속되며, 상기 입력전압측과 EI 철심의 접속점에 역률 개선용 콘덴서(C)가 접속됨으로써, 방전등에 일정한 전류가 입력되도록 하는 안정기의 역할을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 EI 철심형 안정기는, EI 철심의 외측에 첨예한 모서리(M)를 갖고 있는 상태이므로 무부하 상태의 여자 전류만으로도 상당한 누설 자속을 발생하게 되어 주위에 영향을 미치게되는 문제점이 있다. 또한, 보빈(1)과 E형 철심(2) 및 I형 철심(3)을 별도로 제작하여 아르곤 용접으로 접합시켜야 함으로, 제작공정이 복잡하고, 제작하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 방전등용 안정기는 2차 전류의 안정적은 출력을 위하여 코아의 일측에 갭(간극부)을 형성하여 일정크기의 누설 리액턴스를 갖도록 하는 것이 필수적인데, 종래 변압기의 이용되는 도너츠형 코아의 일측에 일정폭의 갭을 형성하고 이를 이용하여 방전등용 안정기를 제작할 경우, 시간이 경과됨에 따라 상기 코아가 벌어지거나 오무라들게 됨으로써, 코아에 형성된 갭의 폭이 증가 또는 감소되게 되며, 이러한 갭의 변화는 누설 리액턴스를 변화시켜 안정된 2차 전류의 출력을 얻을 수 없게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 트로이달 철심을 이용하여 제작공정을 단축시키고, 전력의 손실 및 누설 자속을 감소시킬 수 있는 방전등용 안정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 다수의 철판을 적층하고 원통형상으로 감아 코아를 형성하되, 양단부에 일정폭의 간극부가 형성되도록 하며, 상기 코아의 상하부에 각각 가이드링을 결합시킴과 동시에 상기 간극부에 간극편을 삽입 결합시킴으로써, 상기 간극부의 폭이 항상 일정크기로 유지되어 안정기의 누설 리액턴스가 일정하게 유지되도록 하며, 이에 따라, 안정된 2차 전류를 얻을 수 있도록 한 방전등용 안정기를 제공하는데 목적이 있습니다.

제1도는 종래 EI형 철심을 갖는 안정기의 사시도.

제2도는 안정기의 기본 회로도.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안정기의 분해 사시도.

제4도는 제3도가 결합된 상태를 도시한 사시도.

제5도는 제4도의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 코아 11 : 간극부

12 : 간극편 14 : 코일

20 : 가이드링 30 : 탄성판

40 : 고정판 50 : 절연판

C : 콘덴서 L1, L2, L3, L4 : 전선

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 누설 리액턴스가 발생될 수 있도록, 코아의 일측에 일정간격의 간극부를 갖는 방전등용 안정기에 있어서; 일정 폭을 갖는 띠 형태의 철판들을 적층하고 이들을 일방향으로 감아 원통형상을 이루도록 하되, 양 끝단에 일정간격의 간극부를 형성하는 코아와; 여러 겹으로 적층된 상태로 감겨진 상기 코아의 풀어짐을 방지할 수 있도록 상기 코아의 상하부에 각각 결합되는 가이드링과; 상기 코아의 간극부에 의한 누설자로가 일정하게 유지될 수 있도록 상기 간극부에 삽입 결합되는 간극편과; 상기 코아의 주위에 감겨지며, 일단이 입력전원 및 콘덴서에 접속되고, 타단이 출력부하에 접속되는 코일; 그리고, 상기 코일에 의한 자기장의 누출 및 코일의 감겨진 상태를 보호할 수 있도록 상기 코일이 감겨진 코아의 상하부에 각각 결합되는 보호부재; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특성에 따라, 원통형상으로 감겨진 코아의 풀어짐을 방지함과 동시에, 코아 일측에 형성된 간극부의 폭을 일정하게 유지할 수 있게 됨으로써, 코아의 간극부 간격을 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이며, 이에 따라 누설자장의 영향이 적은 도너츠형 코아를 이용한 방전등용 안정기를 안정되게 제작 사용할 수 있게 되는 것입니다.

이하, 본 발명에 따른 방전등용 안정기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상술한다.

제3도는 본 발명인 방전등용 안정기의 바람직한 실시예에 따른 안정기의 분해사시도이고, 제4도는 제3도가 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 제5도는 제4도의 단면도이다.

제3도는 제5도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특징은, 종래의 EI형 철심 대신에 트로이달 코아를 사용한 것이다. 즉, 일정한 폭을 갖는 띠형의 철판을 도너츠 형태로 감아서 적층된 코아(10)를 형성한 다음, 코아(10)의 감긴 상태가 유지될 수 있도록 이 코아(10)의 상부와 하부에는 각각 가이드링(20)을 고정되게 설치한다. 그리고, 코아(10)의 일측에 최소한의 누설자로를 발생시키기 위한 간극부(11)를 형성하고, 이 간극부(11)의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 이 간극부(11)에 절연재인 간극편(12)을 끼운다.

그리고, 상기 코아(10)의 외부 둘레에 코일(14)을 감는다. 이때, 코일(14)의 일단은 병렬 접속된 콘덴서(C)와 입력전원의 접속점에 연결하고, 타단은 방전등에 접속한다. 한편, 첨부된 도면상에는, 상기 가이드링(20)이 상부와 하부에 각각 분리된 2개의 가이드링(20)을 설치된 것이 도시되었으나, 상하부의 각 가이드링(20)은 일체로 된 1개의 가이드링(20)으로 제작되어 상하부에 각각 장착되도록 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 각 가이드링(20)의 외측에는 상기 코일에 의한 자기장의 누출 및 코일의 감겨진 상태를 보호할 수 있도록 상기 코일이 감겨진 코아의 상하부에 각각 결합되는 보호부재가 장착된다. 상기 보호부재는 탄성판(30)과 고정판(40)과 절연판(50)으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 탄성판(30)은 코아(10)에 가해지는 충격완화 및 절연유지를 위하여 상기 가이드링(20)의 외측에 각각 덮여지며, 한 쌍의 고정판(40)은 상기 각 탄성판(30)의 외측에 각각 덮여지며 볼트(V)와 너트(N1)에 의해 상호 밀착되도록 결합된다. 그리고, 절연판(50)은 상기 한 쌍의 고정판(40) 중 하나의 고정판(40)의 상부에 고정되게 장착된다.

상기 절연판(50)은, 상기 너트(N1)와 볼트(V)가 결합된 지점으로부터 연장된 볼트(V)의 나사산에 끼워진 다음, 다른 너트(N2)에 의해 고정되는데, 이것은 이 절연판(50) 위에 안정기에 연결되는 역률 개선용 콘덴서(C)를 고정되게 장착시키기 위한 것이다.

그리고, 절연판(50)의 외측으로 돌출된 4개의 전선 중에서, 1개의 전선(L1)은 콘덴서(C)와 코일(14)의 각 일단이 접속된 점에 연결된 것이고, 다른 1개의 전선(L4)은 상기 코일(14)의 타단에 접속된 것이다. 그리고, 나머지 2개의 전선(L2)(L3)는 각각 상기 콘덴서(C)의 타단에 접속된 것이다. 따라서, 상기 전선(L1)과 전선(L2) 사이에 입력전압을 연결시키고, 상기 전선(L3)과 전선(L4) 사이에 부하인 방전등을 연결시키면 제2도의 방전등을 위한 안정기의 회로도와 같은 구성을 갖게 된다.

상기 코아(10)에 감기는 코일(14)은, 1개의 코일을 사용하여 감을 수도 있으나, 바람직하게는, 2개의 코일을 동시에 감는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 2개의 코일이 1조로 하여 동시에 감은 다음, 상기 2개의 코일의 반대측에 있는 2 쌍의 끝단중 각 1개의 끝단을 상호 연결한다. 그리고, 다른 2개의 끝단을 입력전원측과 출력부하측에 연결함으로써, 상호 반대방향으로 흐르는 전류에 의하여 발성되는 자기장이 상호 상쇄되도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 방전등용 안정기의 제작 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 코아 형성단계에서는, 일정 폭을 갖는 띠 형태의 철판을 여러 겹으로 감아서 도너츠 형태의 적층된 코아(10)를 형성시킨다. 그 다음, 이 적층된 코아(10)의 풀어짐을 방지하기 위하여, 상기 코아(10)의 상부와 하부에 각각 가이드링(20)을 고정되게 설치하는 가이드링 설치단계를 수행한다.

그리고, 상기 가이드링 설치단계 다음에, 상기 가이드링(20)이 설치된 코아(10)의 일측에 일정부분을 절단하여 간극부(11)를 형성시키고, 이 간극부(11)에 간극편(12)을 끼움으로써, 이 간극부(11)의 형태가 유지될 수 있도록 하는 간극편 삽설단계를 수행한다. 이때, 상기 간극편(12)이 삽설된 코아(10)의 외부에 코일(14)을 감는 코일 권취단계를 실행한 다음, 상기 코아(10)에 권취된 코일(14)의 양단을 회로에 연결하는 회로 구성을 수행한다. 이 회로 구성단계에서는, 병렬접속되는 입력전원(Vi)과 콘덴서(C)의 접속점에 상기 코일(14)의 일단을 접속하고, 이 코일(14)의 타단은 출력부하인 방전등(Vo)에 연결함으로써, 제2도에 도시한 바와 같은 회로가 구성되도록 한다.

상기 코일 권취단계에서는 2개의 코일을 1조로 하여 동시에 감는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 2개의 코일을 1조로 하여 동시에 코아(10)의 외부에 감고, 상기 2개의 코일의 반대측에 있는 2쌍의 끝단중 각 1개의 끝단을 상호 연결한다. 그리고, 다른 2개의 끝단을 각각 입력단자와 출력단자로 사용되도록 함으로써, 상호 반대방향으로 흐르는 전류에 의하여 발생되는 자기장이 상호 상쇄되도록 하는 것이다.

상기와 같은 구성에 의하여, 적층된 코아(10)의 대부분이 코일(14)에 의해 덮여 있게 되어 자로가 거의 원형에 가깝게 형성됨으로써, 무부하시의 누설자속은 거의 없게 되며, 코아(10)의 간극 사이에서만 최소한의 누설자속이 발생되게 된다.

또한, 상기 코일(14)의 대부분이 외측으로 노출되어 있기 때문에, 부하전류가 흐를 시에는 전류에 비례에 비례하여 코일(14)의 외측으로 누설자속이 발생될 수 있는데, 이것은 상기 코아(10)에 2개의 코일(14)이 1조로 하여 동시에 감음으로써 해결할 수 있다. 즉, 2개의 코일(14)을 동시에 감고, 서로 반대측의 끝단을 연결시키고, 다른 2개의 끝단을 입력전압측과 출력단인 방전등에 각각 연결시키면, 상호 크기가 동일하고 방향이 반대인 전류에 의하여 코일(14)의 외측에 발생되는 누설자속을 상호 상쇄시키게 되는 것이다.

상기 일 실시예에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명을 따른 방전등용 안정기에 의하여, 도너츠형 코아의 간극부를 일정폭으로 유지할 수 있게 됨으로써 안정된 2차 전류를 얻을 수 있는 효과가 있으며, 또한, 방전등용 안정기의 제작공정 및 시간을 절감하여 생산 비용을 감소시킬 수 있으며, 불필요한 누설자속의 발생을 방지하여 전력의 낭비를 방지하고, 누설자속에 의하여 주변부품이 영향을 받게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 방전등용 안정기에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 당업자라면 여러 가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 누설 리액턴스가 발생될 수 있도록, 코아의 일측에 일정간격의 간극부를 갖는 방전등용 안정기에 있어서; 일정 폭을 갖는 띠 형태의 철판들을 적층하고 이들을 일방향으로 감아 원통형상을 이루도록 하되, 양 끝단에 일정간격의 간극부를 형성하는 코아와; 여러 겹으로 적층된 상태로 감겨진 상기 코아의 풀어짐을 방지할 수 있도록 상기 코아의 상하부에 각각 결합되는 가이드링과; 상기 코아의 간극부에 의한 누설자로가 일정하게 유지될 수 있도록 상기 간극부에 삽입 결합되는 간극편과; 상기 코아의 주위에 감겨지며, 일단이 입력전원 및 콘덴서에 접속되고, 타단이 출력부하에 접속되는 코일; 그리고, 상기 코일에 의한 자기장의 누출 및 코일의 감겨진 상태를 보호할 수 있도록 상기 코일이 감겨진 코아의 상하부에 각각 결합되는 보호부재; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방전등용 안정기.
2. 제1항에 있어서, 상기 보호부재는, 상기 각 가이드링의 외측에 덮여지는 한 쌍의 탄성판과, 상기 각 탄성판의 외측에 덮여지는 한 쌍의 고정판과; 상기 고정판중 하나의 고정판 위에 덮여지는 절연판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전등용 안정기.