KR100228644B1 - 형광등 및 그 점등회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이러한 종래의 형광등과 그 구조가 다르고, 점등회로도 간단하게 구성할 수가 있는 형광등과 그 점등회로를 제공하려는 것이다.

본 발명의 형광등은 종래의 형광등이 가지고 있는 제1전극과 제2전극 이외에 제3전극을 형광등의 유리관 외측에 형성하여서 된 것이다.

본 발명의 형광등은 형광 물질이 내부에 코팅되고 밀봉된 유리관과, 상기 유리관의 내측 양단에 형성된 제1전극과 제2전극과, 상기 유리관의 외측 표면에 길이 방향으로 부착되고 도전체로 형성된 제3전극을 포함하여 이루어진다. 제3전극은 유리관의 외부 표면에 전선, 도전판, 도전성 테이프 등으로 밀착되게 설치한 것이다.

이러한 형광등을 점등시키기 위하여는 제3전극을 접지시키고, 제1전극과 제2전극 및 캐패시터와 저항을 직렬로 연결하여 전원의 양단에 연결하면 점등이 된다. 제1전극 및 제2전극이 필라멘트를 가진 형광등으로 하고, 제1전극과 제2전극의 각 필라멘트의 일측 단자 사이에 글로우스타터를 연결하고, 제1전극의 필라멘트의 타측 단자에 전원의 일측 단자를 연결하고, 제2전극의 타측 단자는 저항과 캐패시터의 직렬 회로를 통하여 전원의 타측 단자에 연결하여도 안정된 점등이 된다.

Description

형광등 및 그 점등회로

본 발명은 3개의 전극을 가진 형광등 및 그 점등회로에 관한 것이다.

제1도는 종래의 형광등과 그 점등회로를 개략적으로 보인 도면이다. 여기서 형광등은 길이 방향의 단면을 보인 것이고, 기타는 전기 회로기호를 사용하여 도시한 것이다.

종래의 형광등은 형광 물질이 내부 표면에 도포된 저압으로 밀폐된 유리관(12)내에 전자방출용으로 제1전극과 제2전극을 양단에 설치하고, 유리 관내에는 필요한 가스를 봉입하여 제작된 것을 사용한다. 이 종래의 형광등은 두 개의 전극 사이에 전류가 흐를 때 봉입된 기체의 원자와 전류의 전자가 충돌하여 기체 분자가 여기된 후 정상 상태로 되돌아가면서 에너지 차이를 복사광으로 발사하고, 유리관 측벽에 붙은 형광 물질이 이 복사광을 받아서 가시광선으로 발광하는 구조로 되어 있다.

이러한 종래의 형광등을 점등시키기 위한 점등회로는 전원의 일측에서부터 형광등의 제1전극(15), 글로우스타터(13), 형광등의 제2전극(14), 초크 코일(안정기:11)을 직병렬로 연결하여 구성된 것이다.

이 회로에 전압이 인가되면 먼저 글로우스타터가 온 되어서 폐회로를 만들어 전류를 흘리고, 이 전류에 의하여 형광등의 전극에서 열전자가 방출되며, 잠시 후에는 글로우스타터의 접점이 오프되고, 이로 인하여 유기되는 안정기의 기전력에 의하여 형광등이 점등이 되어 글로우스타터를 통하지 아니하고 직접 형광등 내부로 전류가 흘러서 형광등이 발광된다.

이러한 종래의 형광등과 점등회로에서는 글로우스타터와 안정기인 초크 코일이 필요한 것이었다. 그래서 고안된 것이 전자 점등회로인데 이것은 안정기와 글로우스타터가 필요 없이 점등될 수 있도록 주로 고주파 전압을 사용하고 회로도 복잡하게 구성이 되어 있다.

또 종래의 래피드 스타터식 형광등과 안정기는 형광등이 점등되어 있는 경우라도 항상 일정한 량의 전류를 공급하여 필라멘트를 가열하고 있으며, 이 때 사용하는 안정기 또한 고가의 것을 사용하여야만 되었다.

본 발명은 이러한 종래의 형광등과 그 구조가 다르고, 점등회로도 간단하게 구성할 수가 있는 형광등과 그 점등회로를 제공하려는 것이다.

본 발명의 형광등은 종래의 형광등이 가지고 있는 제1전극과 제2전극 이외에 제3전극을 형광등의 유리관 외측에 형성하여서 된 것이다.

본 발명의 형광등은 형광 물질이 내부에 코팅되고 밀봉된 유리관과, 상기 유리관의 내측 양단에 형성된 제1전극과 제2전극과, 상기 유리관의 외측 표면에 길이 방향으로 부착되고 도전체로 형성된 제3전극을 포함하여 이루어진다. 제3전극은 유리관의 외부 표면에 전선, 도전판, 도전성 테이프 등으로 밀착되게 설치한 것이다.

이러한 형광등을 점등시키기 위하여는 제3전극을 접지시키고, 제1전극과 제2전극 및 캐패시터를 직렬로 연결하여 전원의 양단에 연결하면 점등이 된다. 제1전극 및 제2전극이 필라멘트를 가진 형광등으로 하고, 제1전극과 제2전극의 각 필라멘트의 일측 단자 사이에 글로우스타터를 연결하고, 제1전극의 필라멘트의 타측 단자에 전원의 일측 단자를 연결하고, 제2전극의 타측 단자는 저항과 캐패시터의 직렬 회로를 통하여 전원의 타측 단자에 연결하여도 안정된 점등이 된다.

제1도는 종래의 형광등과 그 점등회로를 개략적으로 도시한 도면이다.

제2도는 본 발명의 형광등을 설명하기 위한 단면도이다.

제3도는 본 발명의 형광등을 점등시키기 위한 기본적인 회로도이다.

제4도는 본 발명의 형광등을 점등시키기 위한 다른 예의 회로도이다.

제5도는 기존의 형광등을 이용한 본 발명의 형광등 점등회로이다.

본 발명의 형광등은 제2도에서 보인 바와 같이, 형광 물질이 내부에 코팅된 유리관(20)의 내측 양단부에 제1전극과 제2전극을 설치하고, 형광등 유리관의 외측에 길이 방향으로 제3전극을 형성한다. 형광등 유리관, 형광 물질, 제1 및 제2전극, 봉입개스 등은 모두 종래 기술과 같이 하면 된다.

제1전극과 제2전극은 냉음극이어도 되고 또 기존의 형광등과 같이 필라멘트 형태로 된 것이어도 된다. 이 때는 필라멘트의 양단 단자가 유리관 외부로 인도되어야 하므로 리드가 두 개가 된다.

제3전극은 소정의 폭과 길이를 가진 도전물질층을 유리관 외부에 설치하여 제작한다. 그래서 제1 및 제2전극은 종래와 같이 필라멘트를 가진 열음극 형태 또는 필라멘트 없는 냉음극 상태로 형성되지만, 제3전극은 전자 방출용이 아니고 전계를 가하기 위한 것이므로 도전 물질 중 어느것이든지 사용하여 제작할 수가 있다. 즉 판상이나 밴드 형상으로 만들어도 되고, 나동선이나, 은박지, 도전 도료, 도전 테이프, 또는 금속박 등을 부착하여 형성하여도 된다.

또 유리관 외면에 알루미늄 증착 등의 방법으로 유리관 외측의 일부에 형성하면 유리관 상부에서 빛이 반사되므로 반사경까지 겸하는 것이 되어 매우 효과적이 된다. 혹시 형광등의 표면에 반사면을 형성한 것이 있을지 몰라도 그것은 본 발명의 도전체로 형성되고 전계 형성용인 본 발명의 제3전극과는 다른 것이다.

이렇게 구성된 본 발명의 형광등을 점등시키는 회로는 종래와 같은 방식으로 구성하여, 즉 제3전극이 없는 것과 같이 점등회로를 구성하여도 점등되는 것은 당연하다. 그러나 본 발명의 형광등을 사용하면, 종래의 점등회로보다 간편하게 구성할 수가 있고, 순시 점등 기능까지 겸하게 할 수 있다.

제3도는 본 발명의 형광등을 점등시키는 기본 회로를 보인 것이다.

본 회로는 초크 코일 대신 캐패시터(35)와 저항을 안정기로 사용하며, 글로우스타터 없이 캐패시터(35)와 저항과 형광등의 제1전극(31) 및 제2전극(32)을 직렬로 연결하여 전원(40) 양단에 연결한다. 그리고 제3전극(33)은 접지선(34)으로 접지 시킨다. 전원 측의 일측 도선이 접지된 것이라면 전원의 접지측 도선에 제3전극을 연결하여도 된다.

이렇게 연결된 본 발명의 점등회로의 동작은 다음과 같다.

전원은 항상 접지에 대하여 일정한 전위를 가지고 있으므로, 전원 전압이 형광등의 제1전극 또는 제2전극에 연결되면 이 두 전극중 어느 하나와 접지 사이에는 상당한 전압이 걸리게 된다. 그래서 유리관 내의 제1전극과 제2전극 사이는 상당한 거리가 있으므로, 통상의 정격 전압으로 방전을 개시하게 하여 안정한 방전을 지속하기가 매우 어렵다. 그러나 제3전극은 제1전극 또는 제2전극의 어느한 쪽에 매우 가깝게 위치하고 있으므로, 제3전극과 제1 및 제2전극 사이에는 매우 큰 전계가 발생하게 된다.

예로서 제3전극을 형광등 길이의 절반 만한 길이로 하여 제1전극 쪽에만 형성하였다고 하면, 제1전극과 제3전극 사이는 매우 가깝게 있으므로 작은 전압이라고 하여도 상당히 큰 전계를 형광등 내부에 형성시킬 수가 있는 것이다. 상용 전원 220V의 어느 한 선은 접지 되어 있으므로 접지측에 연결된 전원과 제3전극 사이에는 전압이 인가되지 아니하지만 비접지된 전원 측과 제3접지 전극 사이에는 220V의 전압이 걸리게 된다. 물론 이때 전압은 걸리어도 흐르는 전류는 거의 없게 된다.

형광등 내부에서는 많은 기체 원자들이 있으며, 이 기체 원자들은 제1전극 또는 제2전극과 제3전극 사이에 걸리는 전계에 의하여 여기되고, 그사이에 아주 작은 전류가 발생이 되면, 절반 길이 이상으로 길게 형성된 제3전극에 이끌리어 이동이 되고 결국 제1전극과 제2전극 사이에 흐르는 전류로 변하여 형광등을 도통시키게 된다. 그래서 제3전극은 제1전극과 제2전극을 도통시키는 하나의 점화 전극의 역할을 하게 된다. 이 때 냉음극이라도 도통이 되지만 필라멘트를 가진 열음극이면 더욱 확실하게 형광등이 도통이 된다. 캐패시터는 도통된 후의 형광등의 부특성에 의한 전류의 증가를 제한하는 안정기 역할을 한다.

제4도는 본 발명의 또 다른 점등회로 예이다.

이 예에서는 제3전극(43)과 필라멘트(41, 42)를 가진 형광등을 사용하는 경우이며, 역시 제3전극(43)은 접지선(44)으로 접지시키고, 제1전극의 필라멘트(41), 글로우스타터(45), 제2전극의 필라멘트(42) 저항(46), 캐패시터(47)를 직병렬로 연결하여 전원(48)의 양단에 연결한다.

여기서 저항(46)은 작은 저항치를 가진 저항이라도 되지만 전력 손실을 가져오므로 백열전구를 사용하면 된다. 큰 백열전구를 사용하면 캐패시터(47)는 없어도 되고, 캐패시터(47)의 크기를 적당히 정하면 저항(46)은 없어도 된다. 이 저항치는 도신의 저항도 고려하면 아주 작은 저항치로도 가능하고 이 저항은 형광등의 깜빡임 현상을 저감시켜 주는 것으로 어느 정도의 값으로 유지시켜 주는 것이 좋다. 결국 꼭 필요한 구성요소는 본 발명의 형광등을 접지 시키는 도선과 캐패시터 또는 백열전구 저항만 있으면 되는 것이다.

이 경우에도 제3도의 예에서 설명한 바와 같이 제3전극과 제1 또는 제2전극 사이에서 발생하는 전계에 의하여 방전이 개시되기 시작하여 제1전극과 제2전극 사이가 도통되게 된다. 여기서 글로우스타터를 연결한 것은 극히 저온의 경우 냉음극인 경우에는 전자 방출이 적어서 방전 개시에 지장을 초래할 수도 있으므로 안전장치로서 연결하여 놓은 것이고, 실온에서 사용되는 경우에는 전등에 하등 필요하지 않은 요소이다.

제5도는 기존의 형광등을 이용한 본 발명의 형광등 점등회로이다. 제5도의 회로는 제4도의 회로에서 글로우스타터(45)를 생략하고 종래의 형광등의 필라멘트를 단지 전극으로만 사용하도록 구성한 회로이다. 종래의 형광등에 보조전극인 제3전극(43)을 부착하여 접지하고, 전원전압과 와트 수와 기타 조건에 따라 적당한 콘덴서와 저항을 선정하면 저렴하고 간단한 회로로 안정한 점등회로를 구성할 수가 있다.

본 발명의 형광등과 전등회로를 사용하면, 초크 코일 안정기와 글로우스타터가 필요하지 아니하므로 설치 비용이 절감되고, 점등회로의 무게가 가벼워지며, 회로가 간단하고, 수명에도 좋은 영향을 미친다. 저렴한 비용으로 순시 기동 형광등으로 점등시킬 수가 있게 되어 전력 절감에도 기여한다.

Claims (7)

1. 형광 물질이 내부에 코팅되고 밀봉된 유리관과, 상기 유리관의 내측 양단에 형성된 제1전극과 제2전극과, 상기 유리관의 외측 표면에 길이 방향으로 부착된 도전체로 형성된 제3전극을 포함하여 이루어지고, 상기 제1전극과 제2전극은 통상의 점등용 전극으로 사용하고, 제3전극은 접지전위를 인가하여 기동용 전극으로 사용하는 것이 특징인 형광등.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3전극은 유리관의 외부 표면에 코팅된 알미늄막 또는 도전성 페인트인 것이 특징인 형광등.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3전극은 유리관 길이의 50% 이상이 되도록 형성된 것이 특징인 형광등.
4. 제1항에 있어서, 상기 제3전극은 나동선, 금속박, 도전성 테이프 중에서 어느 하나를 선택하여 유리관의 외부 표면에 밀착되게 설치한 것이 특징인 형광등.
5. 제2항에 있어서, 상기 제3전극은 유리관의 외부 표면에 코팅된 알미늄막으로서 반사막 역할까지 겸하는 것이 특징인 형광등.
6. 형광 물질이 내부에 코팅되고 밀봉된 유리관과, 상기 유리관의 내측 양단에 형성된 제1전극과 제2전극과, 상기 유리관의 외측 표면에 길이 방향으로 부착되고 도전체로 형성된 제3전극을 포함하여 이루어지는 형광등을 점등시키는 형광등 점등회로에 있어서, 상기 제3전극을 접지시키고, 제1전극과 전원의 일측 단자에 연결하고, 제2전극은 캐패시터와 저항을 통하여 전원의 타측 단자에 연결하여 점등시키는 것이 특징인 형광등 점등회로.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극이 필라멘트 된 형광등을 사용하고, 제1전극과 제2전극의 각 필라멘트의 일측 단자 사이에 글로우스타터를 연결하고, 제1전극의 필라멘트의 타측 단자에 전원의 일측 단자를 연결하고, 제2전극의 타측 단자는 저항과 캐패시터의 직렬 회로를 통하여 전원의 타측 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 형광등 점등회로.

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