KR100231792B1

KR100231792B1 - 안정기 없는 유도등 구동회로

Info

Publication number: KR100231792B1
Application number: KR1019970013984A
Authority: KR
Inventors: 황순용; 황순창; 황순원
Original assignee: 황순용; 황순창; 황순원
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19980077020A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 안정기 없는 형광등 구동회로에 의한 소방설비용 유도등 구동회로에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래의 유도등 구동회로는 충전밧데리의 방전시간이 짧고 안정기의 경우 상전시에 있어서는 발열과 높은 역전압에 따른 상당한 전력소모가 일어나며, 유도등 램프의 수명도 현저히 짧아지는 문제점이 있음.

3. 발명이 해결방법의 요지

전원부, 정류부, 충·방전부, 충·방전 감지부, 전원 전환부, 수신신호 스위치부, 발진부 그리고, 점등부로 구성된 본 발명에 의해 해결됨.

4. 발명의 중요한 용도

안정기를 사용하지 않고 발진변압기의 2차측에 유도된 교류전압으로 예열하여 형광등내의 전자방출이 용이하며 충전 밧데리의 숫자를 줄이고 절전효과와 형광 램프의 수명이 늘어나는 등의 효과가 있음.

Description

안정기 없는 유도등 구동회로

일반적으로 소방설비용 유도등은 일반조명용 형광등 회로 즉 안정기와 점등관을 사용한 회로에 축전지(예비전원)회로, 축전지 충·방전 감시기능 그리고 상전시와 정전시의 전원 전환기능을 부가한 것으로, 세부적인 기능에 의해 분류하면, 전원부, 정류부, 충·방전부(예비전원), 충·방전 감지부, 전원 전환부, 수신신호 스위치부, 발진부, 점등부(광원)로 분류할 수 있다.

전원 정전시에 상기 축전지(예비전원)의 방전시간은 소방설비관련 관계법상 법정시간으로써 20분 이상이며, 이에 따라 비상시에는 예비전원으로 자동 전환되어 유동등으로서 그 본래의 기능이 수행된다.

제1도의 회로도는 종래의 유도등 구동회로도로서 이는 교류릴레이(Relay)를 사용하여 상전시와 정전시에 따른 전원의 전환을 수행하도록 구성된 회로의 일예이다.

이와같은 회로의 구성은, 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)를 가지는 통상의 형광등(14)과, 입력되는 상용 교류전압을 소정레벨의 전압으로 강하시켜 정류출력하는 정류회로와, 상기 정류회로의 출력양단에 접속되어 소정전압을 충전하고 방전하는 충·방전회로와, 상기 정류회로의 출력 양단자에 접속된 상기 충·방전회로의 출력단자에 접속되어 상기 충·방전회로의 충전전압 상태를 표시하는 예비전원 감시회로(10)와, 충·방전회로로부터 출력되는 직류전압을 소정의 주파수를 가지고 교류전압으로 변환하여 출력하는 전압 변환회로(12)와, 상기 상용 교류전압의 일측이 접속되어 상기 형광등(14)의 제1필라멘트(F1)의 일측에 교류전압을 공급하는 안정기(CH2)와, 상기 형광등(14)의 제2필라멘트의 일측에 일측이 접속되어진 점등관(ST1)과, 상기 정류회로의 출력단자와 상기 전압 변환회로(12)의 사이에 제1스위치(r1)가 접속되며, 상기 전압 변환회로(12)의 출력단자로부터 출력되는 전압과 상기 점등관(ST1)의 타측과 상기 형광등(14)이 제1필라멘트(F1)의 타측 사이에 제2스위치(r2)가 접속되고, 상기 상용 교류전압의 타측과 상기 형광등(14)의 제2필라멘트의 타측사이에 제3스위치(r3)가 접속되어 있으며, 상기 교류전압의 입력에 의해 구동되어 상기 제1스위치, 제2스위치, 제3스위치(r1,r2,r3)를 스위칭하는 릴레이(Relay)로 구성된다.

상기 제1도의 회로도 구성중 정류회로는, 전원변압기(T1)와 정류용 다이오드(D1,D2)와 전류 제한저항(R1)으로 구성되어 상기 전원변압기(T1)의 출력을 전파정류 출력한다.

그리고, 충·방전 회로는 축전지(BA)와 휴우즈(Fu2)로 구성되어 있으며, 전압 변환회로(12)는 쵸우크 코일(CH1)과 저항(R5)과 2개의 트랜지스터(Q1,Q2)와 펄스변압기(T2)와 2개의 콘덴서(C1,C2)로 구성되어 입력 직류전압을 소정의 주파수를 가지는 소정레벨의 교류전압으로 변환하여 출력한다.

제2도의 파형도는 제1도의 회로도에 도시된 축전지의 상태에 따른 동작 파형도로서, 이는 제1도의 회로도에 도시된 축전지(BA)의 정상 유무의 상태에 따른 동작 파형도이다.

제2도에서 실선으로 도시된 파형은 축전지(BA)의 충전전압이 정상일때의 파형히며, 점선은 상기 축전지(BA)의 축전전압이 비정상적인 상태일 때의 동작 파형도이다.

제3도는 제1도에 도시된 축전지의 단선시의 동작파형도로서 이는 제1도에 도시된 축전지(BA)의 단선 혹은 휴우즈(Fu2)의 단선 상태에 따른 동작파형도이다.

상기 제2도 및 제3도의 도면 중, (a)는 전파 정류된 전압의 파형도이며, (b)는 트랜지스터(Q1)의 베이스의 전압 파형도이고, (c)는 트랜지스터(Q1)의 컬렉터의 전압 파형도이다.

제1도와 같이 구성된 회로의 입력단자(B,W)에 상용 교류전압이 인가되면 상기 교류전압은 상기 입력단자(B,W)사이에 접속된 교류릴레이(RY)로 입력됨과 동시에 전원변압기(T1)의 일차측으로 입력된다. 이때 상기 교류릴레이(RY)의 양단자로 전류가 흐르므로 상기 릴레이(RY)가 구동되며, 상기 변압기(T1)의 이차권선에는 일차측 권선에 흐르는 교류전압에 대응전압이 유도된다. 즉, 일차권선과 이차권선의 권선비에 따른 전압이 유기되며 다이오드(D1,D2)의 애노드로 각각 입력된다. 상기와 같이 교류릴레이(RY)가 구동되면 릴레이 접점들인 스위치(r1,r2,r3)들은 노말크로스단자(NC1,NC2)에서 노말오픈단자(NO1,NO2)로 스위칭 접속된다.

이때 상기 교류전압 입력단자(B,W)로 입력되는 상응 교류전원은, 안정기(CH2), 형광등(14)의 제1필라멘트(F1) 및 제3스위치(r3) 그리고, 형광등(14)의 제2필라멘트(F2)를 통해 점등관(ST1)의 양 전극에 인가된다.

따라서, 상기 입력단자(B,W)로 교류전압이 인가되면 상기 점등관(ST1)의 양전극에는 교류전압이 인가됨으로써 점등관(ST1)내에 채워진 가스가 글로우 방전되며 상기 글로우 방전에 의해 바이메틸로된 점등관(ST1)의 두 전극이 쇼트된다.

상기와 같이 점등관(ST1)의 두 전극이 쇼트되며, 단자(B)로 입력되는 교류전압의 전류가 안정기(CH2)→형광등(14)의 제1필라멘트(F1)→제2스위치(r2)→점등관(ST1)→형광등(14)의 제2필라멘트(F2)→제3스위치(r3)를 통해 단자(W)로 흐름으로써 상기 형광등(14)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)가 예열된다. 이때 상기와 같은 형광등(14)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)의 예열은 형광등(14)의 전자방출을 용이하게 한다.

상기와 같은 교류전압의 전류 루우프가 형성되면 상기 안정기(CH2)에서 입력전압을 약 50볼트의 전압으로 전압 강하시킴으로써 점등관(ST1)내의 글로우 방전이 정지되어 상기 점등관(ST1)의 두 전극은 떨어지게 된다.

이때 상기 안정기(CH2)의 형광등(14)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)를 통하여 흐르던 전류가 급격히 감소되므로 상기 안정기(CH2)에 약 500볼트~600볼트의 높은 역전압이 순간적으로 발생되어 형광등(14)의 양 끝에 공급되므로 전자가 상기 형광등(14)의 관내를 이동하여 점등된다.

상기와 같은 동작에 의해 상기 형광등(14)이 점등되면 상기 안정기에는 50볼트의 전압으로 강하된다. 따라서 상기 전압강하된 50볼트의 전압만이 형광등(14)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)의 일측 전극에 공급되므로 형광등(14)은 계속 켜지고 점등관(ST1)의 방전동작은 멈춘 상태로 있게 된다.

상기와 같이 형광등(14)의 점등된 상태에서 제1스위치(r1)는 오프된 상태(스위치 접점이 노말오픈단자 NO1과 NO2에 접속된 상태)로 있으므로 전압 변환회로(12)는 동작하지 못하게 된다.

한편 상기 전압변압기(T1)의 이차측으로 유도된 전압은 정류 다이오드(D1,D2)에 의해 제2(a)도의 V2와 같이 전파 정류된 후 전류제한용 저항(R1)을 통해 일정한 전류로서 축전지(BA : 예비전원)에 충전됨과 동시에 예비전원 감시회로(10)내의 저항(R2)을 통해 트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 감시 램프인 발광 다이오드(LED)의 애노드로 입력된다.

상기 예비전원 감시회로(10)는 축전지(BA)의 충전전압 상태가 일정전압 이하이거나 휴우즈(Ful)의 단선 등 정상적인 상태가 아닐 때 발광 다이오드(LED)를 점등하여 이의 상태를 모니터링되도록 한 회로로서 이의 상세한 동작은 아래와 같다.

상술한 바와 같이, 상용 교류전압이 입력되어 제2도 동작파형도 (a)에서 V2와 같은 정류전압이 저항(R1)을 통해 출력되면 이는 휴우즈(Fu2)를 통하여 축전지(BA)에 공급되어 충전된다.

이때 상기 축전지(BA)의 충전전압이 정상상태라면 저항(R3,R4)으로 구성된 분압회로에 제2(a)도의 V2와 같이 축전지(BA)의 전압에 전파정류된 전압이 중첩된 전압이 인가된다. 즉, 축전지(BA)의 전압레벨만큼 상승된 전압이 입력된다. 따라서 상기 분압저항(R3,R4)의 상기 제2(a)도의 V2와 같은 전압을 두 저항비에 분압하여 전압을 제너 다이오드(ZD)의 캐소드로 출력한다.

상기 제너 다이오드(ZD)의 제너 전압은 제2(b)도의 P1과 같이 설정된 트랜지스터(Q1) 동작전압 이상의 레벨로 설정되어 있다. 그러므로 상기 축전지(BA)의 충전전압을 분압하여 상기 제너 다이오드(ZD)의 애노드로 공급하는 상기 분압저항(R3,44)의 출력전압이 제2(b)의 30과 같이 트랜지스터(Q1)의 동작전압(P1)이상일 때 상기 트랜지스터(Q1)는 도통된다. 상기와 같이 트랜지스터(Q1)가 “턴온”되면, 컬렉터의 전위가 제2(c)도의 34와 같이 “로우”상태로 됨으로써 감시램프의 발광 다이오드(LED)는 소등된다.

따라서 상기 축전지(BA)의 충전전압이 정상 상태이면, 발광 다이오드(LED)는 소등되어 정상 상태를 모니터링한다.

만약 상기 축전지(BA)의 충전전압이 비정상적인 충전전압 예를들어 상기 축전지(BA)의 충전 전압이 형광등(14)을 점등할 수 있는 전압레벨 이하로 방전되여 떨어지면 저항(R1)을 통한 전파 정류전압은 휴우즈(Ful)를 통해 축전지(BA)로 공급됨으로써 분압저항(R3,R4)에 의한 분압전압은 상기 제너 다이오드(ZD)의 제너 전압 이하로 떨어져 상기 제너 다이오드(ZD)의 애노드의 전위는 제2(b)도의 31과 같이 “0”볼트로 된다. 즉, 상기 제너 다이오드(ZD)에 애노드전압은 제2(b)도의 P1과 같이 설정된 트랜지스터(Q1)의 동작전압 이하로 떨어지게 된다.

상기와 같이 트랜지스터(Q1)의 베이스 전위가 “0”볼트로 되면 상기 트랜지스터(Q1)가 오프됨으로 컬렉터에는 제2(c)도의 32와 같이 전파 정류되어 저항(R2)을 통한 전파정류 전압이 나타난다. 따라서 감시램프인 발광 다이오드(LED)는 제2(c)도의 전파정류 전압에 의해 점등되어 축전지(BA)의 이상상태를 표시한다.

상기와 같이 동작되는 상태 즉, 교류전압이 입력되어 다이오드(D1,D2)로 부터 정류된 전압이 출력되는 상태에서 축전지(BA)에 직렬 접속된 휴우즈(Fu2)가 단선되거나 축전지(BA)자체가 단선되면 상기 다이오드(D1,D2)의 출력전압은 제3(a)도의 V1과 같이 된다.

따라서, 분압저항(R3,R4)은 저항(R1)을 통해 입력되는 전파정류 전압만을 분압하여 출력함으로써 트랜지스터(Q1)의 동작전압(P1)이상으로 설정된 제너 다이오드(ZD)의 제너 전압 이상인 전파 정류전압이 피크(Peak) 구간에서만 제3(b)도의 30과 같은 전압이 트랜지스터(Q1)의 베이스로 인가된다. 따라서 상기 트랜지스터(Q1)는 베이스로 입력되는 제3(b)도의 30과 같은 전압이 동작점(P1) 이하인 제3도의 t0~t1의 구간과 t2~t3의 구간에서 오프되고, 제3(b)도의 30과 같은 전압이 동작점(P1) 이상인 t1~t2의 구간과 t3~t4의 구간에서 “온”된다. 그러므로 상기 트랜지스터(Q1)이 컬럭터의 전위는 t1~t2의 구간과 t3~t4의 구간에서 제3(c)도와 같이 로우 레벨의 전위로 됨으로써 발광 다이오드(LED)는 t0~t1, t1~t2, t2~t3, t3~t4, t4~t5의 주기로 “온”-“오프”-“오프”-“온”점멸되어 축전지(BA) 혹은 휴우즈(Fu2)의 단선상태를 표시하게 된다.

한편 교류전압이 입력되어 상술한 바와 같이 정상 동작되는 상태에서 정전 등으로 인하여 두 단자(B,W)로 입력되는 교류전원이 차단되면 교류 릴레이(RY)로 흐르는 전류가 차단됨으로써 상기 교류 릴레이(RY)의 스위칭 접점인 제1스위치, 제2스위치, 제3스위치(r1,r2,r3)들의 접점은 모두 노말오픈단자(NO1,NO2)에서 노말크로스단자(NC1,NC2)로 복구된다. 이때 제1스위치(r1)에 의해 직류전압이 전류 루우프가 형성됨으로써 축전지(BA)의 충전전압이 쵸우크 코일(CH1)을 통해 전압 변환회로(12)로 공급된다. 여기서 쵸우크 코일(CH1)은 전압 변환회로(12)내의 펄스변압기(T2)의 일차측권선(NA,NB)으로 공급되는 직류전류를 통과시키는 한편, 전압 변환회로(12)의 펄스변압기(T2)에서 발진되어 흐르는 교류전류에 대해서는 교류 임피던스와 상승을 억제하는 역할을 수행한다.

상기 전압 변환회로(12)는 트랜지스터(Q1,Q2)의 이미터 단자가 직류전원인 축전지(BA)의 부(-)단자에 공통으로 접속된 푸시-풀 형태이며 각 트랜지스터(Q2,Q3)의 컬렉터 양단에 결합된 펄스변압기(T2)의 일차측권선(NB)은 인버터 회로 구성용 부하를 형성한다.

상기 트랜지스터(Q1,Q2)는 펄스변압기(T2)의 일차측권선(NA)의 출력전압에 의해 구동된다. 상기 전압 변환회로(12)는 제1스위치(r1)의 온 스위칭에 의해 도작중이며 트랜지스터(Q2)가 도통상태에 있고, 트랜지스터(Q3)가 비-도통 상태에 있다고 가정할 때 바이어스 저항(R5)을 통한 직류전압의 전류가 펄스변압기(T2)의 일차측권선(NA)을 통해 흐르면 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스 전압이 상승된다.

이때 상기트랜지스터(Q2)의 베이스전압이 동작점에 이르면 상기 트랜지스터(Q2)는 ‘턴온’되어 그의 컬렉터 전류는 상승하고 트랜지스터(Q3)는 턴-오프된다.

반대로 트랜지스터(Q3)가 턴온하면 트랜지스터(Q2)는 턴-오프된다. 따라서 상기 트랜지스터(Q2,Q3)는 180도의 위상차를 가지고 교차 동작하게 되며 펄스변압기(T2)의 일차권선(NB)의 전류 루우프를 형성함으로써 이차권선(NC)에는 이에 대응하는 높은 전압이 유도된다. 상기와 같은 유도된 이차권선(NC)의 출력전압이 형광등(14)을 높은 전압으로 점등시킨다.

여기서 콘덴서(C2)는 펄스파형의 과도현상을 제거하여 트랜지스터(Q1,Q2)를 보호하며, 전원 입력측의 테스트 스위치(TS)는 교류전원 입력을 차단하여 축전지(BA ; 예비전원)을 사용할 때의 회로동작이 양호한가를 시험하기 위한 스위치이다. 그러나 상기와 같은 종래의 유도등 회로는 상전시와 정전시에 동작회로의 전환을 기구적 동작을 하는 교류 릴레이(RY)를 스위치로서 사용함으로 스위칭 열이 발생하고 이로인해 수명이 한정된다는 단점을 가지고 있다. 또한 트랜지스터(Q1)와 저항(R2,R3,R4) 및 제너 다이오드(ZD)로 구성된 예비전원의 감시회로에 있어서 트랜지스터(Q1)의 컬렉터에 접속된 감시램프(LED)는 상술한 바와 같이 트랜지스터(Q1)이 비-도통 시간인 t0~t1의 구간과 t2~t3의 구간에서 점등하게 되나, 점등구간이 전위가 낮고 점등시간이 짧아 감시램프의 식별이 불명확하게 되는 문제를 가지고 있다.

제4도는 유도등 구동회로도로서 제1필라멘트, 제2필라멘트(F11,F21)를 가지는 통상의 형광등(28)과 입력되는 상용 교류전압을 소정레벨이 제1전압(VO1)과 제2전압(VO2)으로 강하시키고 상기 제2전압(VO2)을 반파정류하여 제3전압(VO3) 충전전압으로 출력함과 동시에 상기 제2전압(VO2)을 반파정류 및 평활하여진 제4전압(VO4)을 스위칭 전압으로 출력하는 전원 공급부와 상기 전원공급부의 제3전압(VO3)의 출력단자 사이에 휴우즈(Fu2l)와 축전지(BAT)가 직렬 접속되어 소정전압을 충전하고 방전하는 충·방전 회로와 상기 전원 공급부의 제4전압(VO4)의 출력단자로부터 출력되는 전압을 입력하여 상기 충·방전 회로의 출력 양단자로부터 출력되는 전압 레벨을 검출하고 상기 검출된 전압에 응답 스위칭하여 상기 입력된 제4전압(VO4)의 출력레벨을 상기충·방전 회로의 전압상태를 표시하는 예비전원 감시회로(22)와 동작개시 제어신호의 입력에 응답하여 상기 충·방전 회로로 부터 출력되는 직류전압을 소정의 주파수를 가지는 교류전압으로 변환하여 상기 형광등(28)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F11,F21)의 타측전극(112,108)으로 공급하는 전압 변환회로(26)와 상기 충·방전 회로의 충전전압 출력단자와 상기 전압 변환회로(26)의 제어신호 입력단자 사이에 접속되어 있으며 상기 전원 공급부로부터 출력되는 제4전압(VO4)의 차단에 응답스위칭하여 상기 충전 전압을 상기 전압 변환회로(26)의 제어신호로 제공하는 모드절환부(24)와 상기 상용 교류전압의 단자(W)에 접속되어 상기 형광등(28)의 제1필라멘트(F11)의 일측전극(110)에 교류전압을 제공하는 안정기(CH21)와 상기 상용 교류전압의 일측 입력단자(B)와 상기 형광등(20)의 제2필라멘트(F21)의 일측전극(106) 사이에 제1전극, 제2전극(101,102)이 접속되어 있으며, 상기 전원 공급부의 제1전압(VO1)의 출력에 트리거되어 상기 제2필라멘트(F21)의 일측전극(106)에 교류전압을 공급하는 트라이액(TR1)과 상기 형광등(28)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F11,F21)의 타측전극(112,108)사이에 소정의 인덕턴스를 가지는 유도성 소자(L11)와 글로우 방전을 하는 점등관(ST12)의 직렬접속되어 있으며 상용 교류전압의 입력에 응답하여 소정시간동안 상기 제1필라멘트, 제2필라멘트(F11, F21)의 타측전극(112,108)에 상기 안정기(CH21)을 통한 교류전압을 공급하는 필라멘트 예열부로 구성된다.

상기 제4도의 구성중 전원 공급부는 입력되는 상용 교류전압을 일차측으로 입력하여 소정레벨의 제1전압(VO1)을 일차측으로 출력함과 동시에 이차측으로 이에 대응되어 강하된 제2전압(VO2)을 출력하는 전원변압기(T10)와 상기 전원변압기(T10)의 이차측 권선으로부터 출력되는 제2전압(VO2) 출력단자에 애노드가 각각 접속되어 반파정류된 제3전압, 제4전압(VO3,VO4)를 각각 출력하는 다이오드(D11,D21)와 상기 다이오드(D21)의 출력단자에 병렬접속되어 반파정류된 제4전압(VO4)을 평활하여 출력하는 캐패시터(C11)로 구성된 정류부(20)로 구성된다.

그리고 충·방전 회로는 축전지(BAT)와 휴우즈(Fu2l)로 구성되어 상기 다이오드(D11)의 캐소드에 접속되어 있으며 전압 변환회로(26)는 쵸우크 코일(CH11)과 2개의 트랜지스터(Q11, Q21)와 2개의 일차권선(NA, NB)과 하나의 이차권선(NC)을 가지느 펄스변압기(T20)와 2개의 캐패시터(C21, C31)로 구성되어 상기 일차권선(NA)으로 입력되는 직류전압이 입력에 응답하여 상기 일차권선(NB)으로 입력되는 직류전압을 소정의 주파수를 가지는 소정레벨의 교류전압으로 변환하여 출력한다. 이때 상기 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)의 인덕턴스의 값은 상기 유도성 소자(L11)의 인덕턴스 값보다 매우 크게된다.

예비전원 감시회로(22)는 상기 충·방전 회로의 양단자에 저항(R11)과 저항(R21)이 직렬접속되어 상기 충·방전 회로의 양단자의 전압을 저항 분압하여 출력하는 충전전압 검출회로(24a)와 상기 전원공급부의 제4전압(VO4) 출력단자 사이에 저항(R31)과 컬렉터 및 이미터가 직렬접속도어 있으며 상기 충전전압 검출회로(24a)로부터 출력되는 검출전압에 응답하여 스위칭하는 트랜지스터(Q31)와 상기 트랜지스터(Q31)의 컬렉터와 이미터 사이에 접속되어 상기 트랜지스터(Q31)의 스위칭 상태에 따라 구동되는 감시램프(LD1)로 구성된다.

모드 절환부(24)는 저항(R41,R61)과 하나의 트랜지스터(Q41)로 구성된다. 제5도는 제4도에 도시된 축전지의 상태에 따른 동작파형도로서 이는 제4도에 도시된 축전지(BAT)의 정상 유무의 상태에 따른 동작 파형도이다.

제5도중 실선으로 도시된 파형은 축전지(BAT)의 충전전압이 정상일때의 파형이며, 점선은 상기 축전지(BAT)의 충전전압이 비정상적인 상태의 동작 파형도이다.

제6도는 제4도의 도시된 축전지의 단선시의 동작 파형도로서 이는 제4도에 도시된 축전지(BAT)의 단선 혹은 휴우즈(Fu2l)의 단선 상태에 따른 동작 파형도이다.

상기 제5도 및 제6도의 도면 중 (a)는 반파정류 후 평활된 전압의 파형도이며, (b)는 트랜지스터(Q31)의 베이스의 전압 파형도, (c)는 트랜지스터(Q31)의 컬렉터의 전압 파형도이다.

지금 상용 교류전압(교류 110볼트 혹은 220볼트)이 제4도의 전원 입력단자(B,W)에 인가되면, 전원변압기(T10)의 이차권선에는 대응전압이 유도되어 제2전압(VO2)이 출력되며, 일차권선 중간탭 단자로는 제1전압(VO1)이 출력된다. 이때 상기 전원변압기(T10)의 일차권선의 중간탭 단자로부터 출력되는 제1전압(VO1)은 트리거 전류 제한용 저항(R81)을 통하여 트라이액(TRI)으로 공급됨으로써 상기 트라이액(TRI)의 게이트에 전류가 흐른다. 따라서 교류전압의 입력에 이해 상기 트라이액(TRI)이 턴온됨으로써 상기 입력단자(B,W)로 입력되는 상용 교류전원은 안정기(CH21)와 형광등(28)의 제1필라멘트(F11)와 코일(L11)을 통해 점등관(ST12)이 일측전극 및 트라이액(TRI)과 형광등(14)이 제2필라멘트(F21)를 통해 점등관(ST12)의 타측전극에 인가된다.

따라서 상기 두 단자(B,W)로 교류전압이 인가되면, 상기 점등관(ST1)의 양전극에는 교류전압이 인가됨으로써 제1도에서 상술한 바와 같이 점등관(ST12)내에 채워진 가스가 글로우 방전되며, 상기 글로우 방전에 의해 바이메탈로된 점등관(ST12)의 두 전극이 쇼트된다. 상기와 같이 점등관(ST12)내의 두 전극이 쇼트되면, 상기 단자(W)로 입력된 교류전압은 안정기(CH21)와 형광등(28)의 제1필라멘트(F11)의 제1전극, 제2전극(110,112)과 코일(L11)과 점등관(ST12) 및 상기 형광등(28)의 제2필라멘트(F21)의 제2전극, 제1전극(108,106)과, 상기 트라이액(TRI)을 통해 단자(B)로 흐름으로써 상기 형광등(28)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F11,F21)가 예열된다. 상기와 같이 교류전압의 전류 루우프가 형성되면 상기 안정기(CH21)에서 입력전압을 약50볼트의 전압으로 전압강하시킴으로써 점등관(ST12)내의 글로우 방전이 정지되어 상기 점등관(ST12)의 두 전극은 떨어진다.

상기와 같이 점등관(ST12)의 두 전극이 떨어지면 안정기(CH21)와 형광등(28)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)를 통하여 흐르던 전류가 급격히 감소되므로 상기 안정기(CH21)에 약 500볼트 내지 600볼트의 높은 역전압이 순간적으로 발생되어 형광등(28)의 제1필라멘트(F11)의 제1전극(110)과, 제2필라멘트(F21)의 제1전극(106)에 공급되므로 전자가 상기 형광등(28)의 관내를 이동하여 점등되며, 이와같은 점등상태는 상기 안정기(CH21)에서 전압강하되어 출력되는 50볼트의 전압에 의해 지속된다.

이때 상기 직렬 접속된 코일(L11)과 점등관(ST12)에 병렬로 접속된 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)과 콘덴서(C31)의 합성 임피던스는 매우 크기 때문에 60Hz의 상용 교류전압이 입력시 여기에 흐르는 전류는 매우 작아 상기 점등관(ST12)의 동작에 영향을 줄 수 없으며 상기 점등관(ST12)과 직렬로 접속된 코일(L11)의 인덕턴스는 적기 때문에 상용 교류전원 주파수에서의 임피던스는 작고 전압 변환회로(26)에 의한 20KHz~25KHz의 발진주파수에서 임피던스는 커지므로 점등관(ST12)에 전류를 공급하게 된다. 따라서 상기 코일(L11)을 상용 교류전압이 초기 입력시 이를 상기 점등관(ST12)에 공급된다.

한편 전원변압기(T10)의 이차권선에 유도된 제2전압(VO2)은 다이오드(D11,D21)에 의해 반파정류되어 제3전압, 제4전압(VO3, VO4)으로 각각 출력된다. 이때 상기 다이오드(D11)에서 반파전류되어 출력되는 제3전압(VO3)은 전류제한용 저항(R71)을 통해 일정한 전류로서 축전지(BAT)에 충전전류로 공급되며, 상기 다이오드(D21)에서 반파정류된 제4전압(VO4)은 캐패시터(C11)에 의해 제5(a)도의 V11과 같이 평활되어 저항(R31)과 저항(R41)을 통해 트랜지스터(Q31)와 트랜지스터(Q41)의 베이스로 각각 공급된다. 즉 상기 캐패시터(C11)에 의해 평활된 전압은 감시램프(LD1)의 고통용 전원과 전압 변환회로(26)의 구동을, 온, 오프시키는 트랜지스터(Q41)의 바이어스 전압원으로 공급된다.

따라서, 상기와 같이 교류전압이 인가되어 다이오드(D11,D21)로부터 제3전압, 제4전압(VO3, VO4)이 출력되면, 상기 트라이액(Q41)의 베이스에는 역바이어스 전압이 인가됨으로써 상기 트랜지스터(Q41)는 턴오프된다. 상기 트랜지스터(Q41)가 턴오프되어지면, 전압 변환회로(26)내의 펄스변압기(T20)의 일차권선(NA)에 전원이 공급되지 않으므로 트랜지스터(Q11,Q21)가 오프상태를 유지하여 전압변환 동작을 하지 않게 된다.

이때 예비전원 감시회로(22)내의 충전전압 검출회(로24a)는 다이오드(D11)의 출력과 휴우즈(Fu2l)를 통한 축전지(BAT)의 충전전압을 분압검출하여 트랜지스터(Q31)의 베이스로 출력한다. 즉 상기 충전전압 검출회로(24a)는 축전지(BAT)와 병렬접속된 저항(R11,R21)의 분압된 바이어스 전압으로 트랜지스터(Q31)를 동작시키는데 상기 축전지(BAT)에 충전된 전압이 정상일 때에도 제5(b)도의 36과 같이 트랜지스터(Q31)의 동작전압(P2)이상의 레벨을 가지는 전압으로 출력되어 트랜지스터(Q31)는 턴온된다.

그러므로 축전지(BAT)의 충전전압이 정상상태에서 교류전압이 인가되어 다이오드(D11,D21)로부터 제3전압, 제4전압(VO3, VO4)이 출력되면, 상기 트랜지스터(Q31)가 턴온됨으로써 컬렉터전압이 강하되며 이로인해 축전지 감시램프(LD1)는 소등된다. 따라서 축전지(BAT)의 충전전압이 정상상태이면 감시램프(LD1)는 소등되어 정상 상태를 모니터링한다.

그러나, 상기 축전지(BAT)의 충전전압이 비정상적인 충전전압, 예를들면 상기 축전지(BAT)의 충전전압이 형광등(28)을 점등할 수 있는 전압레벨 이하로 방전되어 떨어진 저항(R11,R21)에 의한 분압전압은 제5(b)도의 P2와 같이 설정된 트랜지스터(Q31)의 동작전압 이하의 전압(제5(b)도의 42참조)으로 떨어지게 된다. 상기와 같이 저항(R11, R21)의 분압 전압이 상기 트랜지스터(Q31)의 베이스-이미터간의 순방향 바이어스 전압 이하로 되면, 상기 트랜지스터(Q31)가 오프됨으로써 컬렉터에는 제5(c)도의 38과 같이 반파정류 평활된 전압이 나타난다. 따라서 감시램프(LD1)는 제5(c)도의 반파정류 평활된 전압에 의해 점등되어 축전지(BAT)의 이상상태를 표시한다.

상기와 같이 동작되는 상태 즉, 교류전압이 입력되어 다이오드(D11)로부터 반파정류된 제3전압(VO3)이 출력되고 다이오드(D21)와 캐패시터(C11)에 의해 제6(a)도와 같이 반파정류 평활된 제4전압(VO4)의 출력되는 상태에서 축전지(BAT)에 직렬 접속된 휴우즈(Fu2l)가 단선되거나 축전지(BAT) 자체가 단선되면 저항(R11, R21)은 저항(R71)을 통해 제6(b)도의 42와 같이 반파정류되어 입력되는 제3전압(VO3)을 분압하여 출력함으로써 트랜지스터(Q31)의 동작전압(P2) 이상인 반파정류 전압의 피크(Pea가) 구간에서만 제6(b)도의 46과 같은 분압전압에 의해 트랜지스터(Q31)의 베이스와 이미터간을 순바이어스시킨다.

따라서 상기 트랜지스터(Q31)는 베이스로 입력되는 제6(b)도의 전압(46)이 동작점(P2)이하인 제6(b)도의 t10~t11의 구간과 t21~t31의 구간과 t41~t51구간에서 “오프”되고, 제6(b)도의 전압(46)이 동작점(P2) 이상인 t11~t21의 구간과 t31~t41의 구간에서 “온”된다.

그러므로 상기 트랜지스터(Q31)의 컬렉터의 전위는 t10~t11의 구간과 t21~t31, t41~t51의 구간에서 제6(c)도와 같이 하이레벨의 전위로 됨으로써 감시램프(LD1)는 t10~t11, t11~t21, t21~t31, t31~t41, t41~t51의 주기로 “온”-“오프”-“온”-“오프”-“온” 점멸도어 축전지(BAT) 혹은 휴우즈(Fu2l)의 단선상태를 표시하게 된다.

따라서 제6도에서 보는 바와 같이 축전지 감시램프(LD1)를 점등시키는 구간이 종래와 같이 전위가 낮거나 점등시간이 짧지 않으므로 축전지 감시램프의 점등상태가 어둡고 명확치 못한 문제를 정확하게 해결할 수 있어 비상시축전지(BAT)의 단선 혹은 휴우즈(Fu2l)에 의하여 비상구의 안내가 안되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 정전 등으로 인하여 입력단자(B,W)로 입력되는 교류전원이 차단되면 전원 공급부의 전원변압기(T10)에서 출력되는 제1전압(VO1)과 제2전압(VO2)이 차단된다. 상기와 같이 교류전압이 차단되면 트라이액(TRI)의 게이트 전류가 차단됨으로써 상기 트라이액(TRI)은 오프되고 다이오드(D11, D21)에 의한 제3전압, 제4전압(VO3, VO4)도 차단된다.

이때 축전지(BAT)의 충전전압을 이미터로 입력하고 상기 다이오드(D21)의 출력을 베이스로 입력되는 트랜지스터(Q41)가 순환바이어스됨으로써 전압 변환회로(26)의 동작을 스위칭하는 트랜지스터(Q41)가 “온” 스위칭된다.

상기와 같이 트랜지스터(Q41)가 “온” 스위칭되면, 축전지(BAT)의 전압이 쵸우크 코일(CH11)를 통해 펄스전압기(T20)의 일차권선(NB)의 중간탭으로 입력됨과 동시에 상기 트랜지스터(Q41)의 이미터-컬렉터 및 저항(R61)을 통해 상기 펄스변압기(T20)의 일차권선(NA)의 중간탭으로 공급된다.

따라서 정전이 되어 교류전압의 입력이 차단되면, 상기 트랜지스터(Q41)가 순바이어스되어 “온”스위칭됨으로써 예비전원인 축전지(BAT)의 충전전압이 상기 트랜지스터(Q41)의 이미터-컬렉터, 저항(R61)을 통해 전압 변환회로(26)의 펄스변압기(T20)의 일차권선(NA)에 흘러 트랜지스터(Q11, Q21)를 제1도의 동작 설명에서의 상술한 바와 같이 180도의 위상차를 가지고 교차동작시킴으로서 펄스변압기(T20)의 일차권선(NB)에는 중간탭을 중심으로 전류 루우프가 교호적으로 형성되며 이로 인해 상기 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)에는 고압이 유도출력된다. 상기 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)에서 유도출력되는 전압이 형광등(28)의 제1필라멘트, 제2필라멘트(F11,F21)의 타측 전극(112,108)으로 각각 입력됨으로써 상기 형광등(28)은 계속적으로 점등된다.

이때 상기 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)과 콘덴서(C31)에 병렬접속된 코일(L11)은 상기 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)으로부터 출력되는 전압의 주파수의 상승에 비례하여 임피던스(코일의 임피던스가 ZL=JWL)가 상승하고 여기서 W는 2F함으로 방전관(ST12)에 흐르는 전류를 억제한다. 따라서 상기 코일(L11)은 60Hz의 상용 교류전원에 대하여서는 작은 임피던스를 가지며, 전압 변환회로(26)에서 출력되는 20KHz~25KHz의 교류전압에 대하여는 높은 임피던스를 가짐으로써 상기 펄스변압기(T20)의 이차권선(NC)으로부터 출력되어 방전판(ST12)으로 입력되는 전압을 차단하여 방전관(ST12)의 간섭이 제거된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 유도등 구동회로는 충전 밧데리가 통상 3개 이상 설치되어 있음에도 불구하고 방전시간은 법이 정한 한계에 겨우 미치는 정도인 20분에 그치고, 상기 안정기와 점등관은 설명한 바와 같이 상전시에 있어서는 발열과 높은 역전압에 따른 상당한 전력소모가 일어나고 있으며, 이에 따라 유동등 램프의 수명도 현저히 짧아지는 문제가 있어 비상시에 대비한 유도등이 그 역할을 다하지 못했던 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 본 발명은, 안정기를 사용하지 않고 발진변압기의 2차측에 유도된 교류전압으로 예열하여 형광등내의 전자방출이 용이하게 점등되고 여기에 안정기의 점등관을 사용하지 않으면서도 소방설비용 유도등 구동회로를 비상시 원활하게 그 기능을 수행할 수 있도록 구성하였으며 충전 밧데리의 숫자를 줄여 고가의 외국산 밧데리 수입을 줄이는데 기여하고 안정기를 사용하지 않고 형광등을 구동함으로 절전효과를 얻을 수 있는 유도등 구동회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적은, 전원부, 정류부, 충·방전부, 충·방전 감지부, 전원 전환부, 수신신호 스위치부, 발진부 그리고, 점등부로 구성된 본 발명에 의해서 달성될 수 있는 바, 첨부한 도면을 참고로 이하에 상세히 설명한다.

제1도는 종래에 사용되는 구동회로의 회로도의 예 1.

제2도는 제1도에 도시된 축전지의 상태에 따른 동작 파형도 1.

제3도는 제1도에 도시된 축전지 단선시의 동작 파형도 1.

제4도는 종래에 사용되는 구동회로의 회로도의 예 2.

제5도는 제4도에 도시된 축전지의 상태에 따른 동작 파형도 2.

제6도는 제4도에 도시된 축전지 단선시의 동작 파형도 2.

제7도는 본 발명에 따른 유도등 구동회로의 회로도.

제8도는 제7도에 도시된 축전지의 충전상태에 따른 동작파형도.

제9도는 제7도에 도시된 수신신호에 따른 스위치 회로의 동작파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

T1 : 전원부 D : 정류부

50 : 충·방전부 52 : 충·방전 감지부

54 : 전원 전환부 SW : 수신신호 스위치부

T2 : 발진부 LP : 점등부

제7도는 본 발명의 안정기 없는 유도등 구동회로의 회로도를 나타낸 것이며, 제8도는 제7도에 도시된 축전지의 충전상태에 따른 동작파형도를 나타낸 것이고, 제9도는 제7도에 도시된 수신신호에 따른 스위치 회로의 동작파형도를 나타낸 것이다.

본 발명은, 일차측의 입력단자(F, W)에 공급된 교류전원을 회로에 필요한 전압강하된 전원으로 강하시켜 회로에 공급하는 전원부(T1)와, 상기 전원부(T1)의 2차측에 유도되어 전압강하된 교류전원을 정류하는 정류부(D)와, 상기 정류부(D)의 정류된 직류전압이 축전지의 양단에 인가되어 전류가 충, 방전되는 충·방전부(50)와, 상기 충·방전부(50)의 전류가 충, 방전되었는지를 감지하는 충·방전 감지부(52)와, 상전시 또는 정전시 전원이 다른 전원으로 전환되는 전원 전환부(54)와, 스위치 역할을 정확히 할 수 있도록 하는 수신신호 스위치부(SW)와, 상기 정류부(D)로부터 전원이 공급되는 발진부(T2)와, 상기 발진부(T2)의 2차측에 연결되어 원활한 점등이 되도록 하는 점등부(LP)로 구성된다.

이하, 본 발명의 각 구성요소의 그 작용에 관해 상세히 설명한다.

본 발명은 일반 조명용 형광등 회로인 안정기와 점등관을 사용하지 않고 형광등을 점등하도록 한 소방설비용 유도등 회로이다.

본 회로를 세부적으로 나누어 설명하면 다음과 같다.

상기 전원부(T1)에 관해 설명하면, 두 단자 F(검정색 배선), W(흰색배선)에 입력된 교류전원을 회로에서 필요한 전압강하된 전원으로 강하시켜 회로에 공급하는 곳으로, 1차측(입력전원)과 2차측(전압강하된 전원)이 권선수에 비례하여 출력된 전원을 공급하는 곳이다. 전원부 1차측의 입력단(F,W)의 어느 한쪽에 점검스위치(FS)와 휴우즈(Fusel)가 연결된다. 또한, 전압강하 트랜스의 권선방식에 따라 복권 또는 단권이 권선방식이 있으며 복권의 경우이든 단권의 경우이든 원활한 구동을 하도록 회로를 구성하였다.

상기 정류부(D)에 관해 설명하면, 상전시 전원부의 2차측에 유도되어 전압강하된 교류전원을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)에 연결되어 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1, V2)의 회로에 공급하는 부분이다.

상기 충·방전부(50)에 관해 설명하면, 상전시 전원부의 2차측에 유도된 교류전압을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1)은 다이오드(D5)의 애노드(D5 A)에 접속되고 다이오드(D5)의 캐소드(D5 K)와 접속→저항(R2)→휴우즈(Fuse2)→축전지(+)극→축전지(-)극→전원NCC(-극)와 접속되어 회로가 구성된다. 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1)의 축전지의 양단에 인가되어 전류가 충전되면 A점의 전위는 점점 높아져 축전지에 만충전(제8(b)도의 I1)의 상태가 된다. 이때 전원변압기(T1)의 두 단자(F, W)에 공급되던 전원이 정전되면 전원변압기의 전압강하된 전원도 차단되고 정류부의 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1, V2)도 차단되어 직류 릴레이의 구동을 정지하고 릴레이 접점 콤먼(COM)과 노말오픈(NO1, NO2)에서 노말크로스(NC1, NC2)로 전환되어 축전지에 충전되었던 전류(제8(b)도의 I1, I2)는 휴우즈(Fuse2)→콤먼(CMO)→노말크로스(NC1, NC2)로 공급되어 방전을 시작한다.

이때, 다이오드(D5,D6)로 전류의 역류를 막아 릴레이 구동을 하지 못하게 하기 위함이다. 이때 방전된 전류는 쵸우크 코일(CH)과 저항(R3)으로 흘러 원활한 방전을 시작하다. 방전시 B점과 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 접속되고 A점과 트랜지스터의 베이스와 접속되어 원활한 방전을 감지한다. 방전시 방전시간은 소방관련 관계법상 방전시간은 20분 이상이나, 본 회로의 방전 시간은 40분 이상으로 방전되도록 구성된다. 상전시 형광등의 점등(제9(a)도의 L1) 상태에서 정전시 예비전원으로 전환이 정확히 이루어져 형광등의 점등(제9(b)도의 L1) 상태에 점등(제9(b)도의 L3)상태로 전환된다. 제8(b)도의 I1의 상전시의 형광등 소등상태가 충전 전류이고, I2는 상전시의 형광등 점등상태시의 충전 전류이다.

상기 충·방전 감시부(52)에 관해 구성 및 작용을 설명하면, 상전시 전원부의 2차측에 유도된 교류전압을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1)은 다이오드(D5)의 애노드(A)에 접속되고 다이오드(D5)의 캐소드는 저항(R2)→휴우즈(FuSE2)→축전지(+)-축전지(-)극→전원 NCC(-극)와 접속되어 전류(제8(b)도의 I1, I2)가 충전딘다. 상기 제8(b),의 I1은 수신신호 스위치부(SW)의 신호 오프상태일 때의 충전전류이고, I2는 수신신호 스위치부(SW)의 신호 온상태일 때의 충전전류이다.

이때 충·방전 감지부(5)의 트랜지스터(TR)의 컬렉터는 B점에 접속되어 있으며 트랜지스터(TR1)의 베이스는 A점에 접속되어 전류가 흘러 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 이미터에 전류가 흐르도록 구성되며 트랜지스터(TR1)의 이미터에 접속된 발광 다이오드(LED)에 전류가 흘러 점등(제8(c)도의 LD1)되며, 충전시 전류가 축전지에 충전되며 충전된 양에 따라 A점의 전위가 높아지며 발강 다이오드(LED) 양단의 전위는 점점 낮아져 점점 어두워지도록(제8(c)도의 LD3)회로가 구성되며, 축전지의 만충전시 트랜지스터(TR1)의 베이스에 미세한 전류가 흘러 과충전으로 인한 축전지의 파손을 막을 수 있도록 회로를 구성하였다. 이때 전원부 1차측의 입력단(F,W)의 어느 한쪽을 점검스위치(FS)와 휴우즈(Fusel)가 연결된 회로의 점검스위치(SW)로 단선을 시키면 직류 릴레이의 구동이 정지되어 직류 릴레이의 콤먼(COM)과 노말오픈단자(NO1, NO2)에서 노말크로스단자(NC1, NC2)로 전환되어 방전한다. 정전시에는 상전시의 점검스위치(FS)의 단선상태와 같이 방전이 된다. 이때 방전전류는 직류 릴레이의 콤먼(COM)→노말크로스단자(NC1, NC2)로 공급되어 쵸우크 코일(CH)과 저항(R3)으로 각각 공급되어, 발진부(T2)로 공급되어 발진한다.

방전된 전류의 감지는 B점에 접속된 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 A점에 접속된 트랜지스터(TR1)의 베이스에 방전 전류가 흘러 발광 다이오드(LED)는 점등(제8(c)도의 LD2)된다. 상전시 정류부(D)의 휴우즈(Fuse2)가 단선되면 감시부의 발광 다이오드(LED)는 점등(제8(c)도의 LD4)된다. (제8(c)도의 LD1은 충전시의 LED 점등상태, LD2는 방전시의 LED점등상태, LD3은 만충전시의 미세한 LED 점등 상태로 축전지의 과충전보호상태, LD4는 휴우즈(Fuse2)의 단선상태)

상기 전원 전환부(54)에 관해 설명하면, 상전시 전원주(T1)의 2차측에 유도된 교류전원이 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)를 거쳐 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1)을 전원 전환부(54)의 직류 릴레이 코일의 양단에 공급되며 이때 릴레이 코일에 전류가 흘러 릴레이를 구동시켜 회로에서 사용되는 릴레이 접점 콤먼(COM)과 노말크로스(NC1, NC2)상태이던 직류릴레이 접점이 노말오픈(NO1, NO2)으로 전환된다. 이때 축전지에 충전(제9(b)도의 I1)이 시작되고 감시부의 감시기능이 시작된다.

정전시에는 직류릴레이 코일 양단에 정류된 전압이 차단되고 릴레이 접점 콤먼(COM)과 노말오픈(NO1, NO2) 상태에서 노말크로스(NC1, NC2) 상태로 전환되며 예비전원의 충전된 전류가 휴우즈(Fuse2)→릴레이 접점 콤먼(COM)→노말크로스(NC1,NC2)로 방전하기 시작한다. 방전시 다이오드(D5,D6)에 의해 방전전류가 역류하는 것을 막아 릴레이 양단에 축전지의 전원이 차단되어 전원 전환부(54)의 원활한 구동을 하도록 되어 있으며 축전지의 방전 효율을 최대로 할 수 있다.

상기 수신신호 스위치부(SW)에 관해 설명하면, 상전시 전원변압기(T1)의 2차측에 유도된 교류전원이 정류부(D)로 정류된 직류전원의 전류를 충전부의 다이오드(D5)→저항(R2)→휴우즈(Fuse2)→축전지로 충전되며 릴레이 코일 양단에도 공급된다. B점과 A점 접속된 감지부에도 공급되도록 회로가 구성되어 있으며 수신신호 스위치부(SW)는 B점에 PNP트랜지스터(TR2)의 이미터와 접속, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터→저항(R7)으로 접속되고 PNP트랜지스터(TR2)의 베이스→NPN 트랜지스터(TR3)의 컬렉터와 접속→NPN 트랜지스터(TR3)의 이미터→저항(R4)→NCC(-극)에 접속되며 저항(R4)은 생략하여 접속해도 가능하다.

상전시 입력단자(F,W)중 단자(W)에 수신신호 스위치(SW)의 G단자를 연결하면 저항(R5)과 저항(R6)의 전위에 대한 트랜지스터(TR3)의 베이스에 전류를 공급해 PNP 트랜지스터(TR2)의 베이스에 흘러나오던 전류가 트랜지스터(TR3)→컬렉터→트랜지스터(TR3)의 이미터→NCC(-극)으로 접속되어 회로가 구성된다.

트랜지스터(TR2)가 작동되어 저항(R7)으로 전류가 공급되어 발진된다. 위의 회로 구성 중 NPN 트랜지스터(TR3)의 베이스에 접속된 저항(R5)은 G단자와 저항(R6)은 H점에 접속되었으며 G단자에 흐르는 전류의 전위는 저항(R6) 값에 의해 정해지면 저항(R6)의 저항값이 너무 커지면 G단자에 신호가 안 들어가도 저항(R6)의 양단의 전위도 높아지며 저항(R5)으로 입력되는 전류가 트랜지스터(TR3)의 베이스에 계속 공급되므로 발진부(T2)의 발진으로 인해 광원부의 점등과 소등상태의 깜박거림 또는 점등이 있다.

그러므로 저항(R6)의 저항값을 낮추어 정확한 스위치 역할을 원활히 할 수 있도록 회로를 구성하였다(제9(a)도의 상전시 스위치부의 동작상태에 따른 파형도).

상기 발진부(T2)에 관해 설명하면, 상전시 두 단자(F, W)에 교류전압이 가해지면 전원변압기(T1)에 의해 전압강하된 전원을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)를 거쳐 정류된 직류전압의 전류가 회로 다이오드(D6)→쵸오크코일(CH)→발진변압기(T2)의 TN1코일과 TN2코일의 중간 단자로 공급되어 TN1코일과 TN2코일이 트랜지스터(TR4)의 컬렉터와 트랜지스터(TR6)의 컬렉터에 공급되고 상전시 수신신호 스위치부(SW)의 G단자에 입력된 신호는 저항(R5), 저항(R6)의 전위에 의해 트랜지스터(TR3)의 베이스로 공급되면 트랜지스터(TR2)의 베이스에서 트랜지스터(TR3)의 컬렉터로 흘러 트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 이미터에 전류가 흘러 저항(R3)에 공급되며 이때 C점에 접속된 전해콘덴서(C2)에 전류가 충전되어 전압이 상승되고 저항(R3)에 공급된다.

저항(R3)에 공급된 전류는 트랜지스터(TR4, TR5)의 베이스에 공급되는 전류는 발진변압기(T2)의 베이스 코일에 공급디어 발진이 이루어진다. 정전시 예비전원이 충전된 전류가 휴우즈(Fuse2)→직류 릴레이 콤먼(COM)→노말크로스(NC1,NC2)를 통해 쵸우크 코일(CH)과 저항(R3에 각각 공급된다. 상기 B점에 전해콘덴서(C1)의

극 단자를 접속하고 상기 NCC(

극)에 전해콘덴서(C1)의

단자를 접속시킴으로써 상전시 정류된 전압이 다이오드(D6)의 B점에 접속된 전해 콘덴서(C1)로 충전된 전류에 이해

배로 상승된 전압이 쵸우크 코일(CH)에 공급된다. 발진부(T2)의 발진은 소정의 주파수(KHz)를 띤 교류전원으로 유도되어 점등부(LP)에 공급되며 이때 유도되어 공급되는 교류전압은 발진변압기(T2)의 일차권수와 이차권수의 비례에 따라 주파수는 변화하며 발전을 한다.

상기 점등부(LP)에 관해 설명하면, 발진변압기(T2)의 2차측에 유도된 소정의 주파수를 띤 교류전압의 출력단 일측에 콘덴서(C3)의 일측이 연결되고 콘덴서(C3)일측이 형광등(LP)의 제1필라멘트(F1)에 연결되고 출력단의 또다른 일측은 형광등(LP)의 제2필라멘트(F2)에 연결되어 원활한 점등이 되도록 구성하였다. 또한, 제1필라멘트(F1)의 양단은 쇼트하고, 제2필라멘트(F2)의 양단도 쇼트한 다음 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)의 각각 쇼트된 상태에서 T2의 2차측에서 유도된 고주파 전압이 C3를 공급되어도 점등되며 제1필라멘트, 제2필라멘트(F1,F2)가 형광등 내부에서 각각 단락되어도 점등되도록 구성하였다.

제9(b)도는 스위치부의 입력신호에 따라 접등부(LP)의 동작상태에 따른 파형도이며, L2는 예열, L1은 예열 끝나고 형광등(LP) 점등 그리고 L3는 상전시의 형광등(LP) 점등 상태에서 정전시 예비 전원으로서의 점등 전환상태이다. 이때 정전시 예열시간이 필요없이 점등된 상태이다. 형광등(LP)점등시 안정기를 사용하는 회로에서는 점등관으로 필라멘트를 예열하여 점등하나 본 회로는 안정기를 사용하지 않고 발진변압기(T2)의 2차측에 유도된 교류전압으로 순간적으로 예열하여 형광등(LP)내에 전자방출이 용이하게 점등되도록 하였으며, 안정기와 점등관을 사용하지 않도록 하였다.

본 발명은 유도등 ,형광등(LP)의 수명이 다하여 형광등(LP)을 갈아 끼우고자 할 때와 표시면의 파손으로 갈아끼우고자 할 때 유도등 표시면의 제거방법이 기존의 제품은 다소 불편하나, 본 발명은 유동동 케이스에 표시면을 옆으로 밀어 제거한 다음 갈아끼우도록 하였다.

이밖에도, 본 발명의 안정기 없는 유도동 구동회로는, 상기 충·방전부(50)와 충·방전 감지부(52)와 전원 전환부(54) 그리고, 상기 전원부(T1)의 점검스위치FS)를 제거하면 일반 조명용 형광등기구의 회로로도 되기 때문에 안정기 및 점등관이 필요없는 형광등의 회로로 활용할 수 있으며, 형광등의 회로로 절전효과도 대단히 크다.

본 발명은, 안정기를 사용하지 않고 소방설비용 유도등 구동회로를 비상시 원활하게 그 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 구동회로에서는 충전 밧테리(1.2V 1200mA-1300mA)의 숫자를 종전보다 줄일 수 있는데 발진변압기(T2)의 권선비와 선경(코일의 굵기)의 설계와 회로의 매칭으로 본 발명의 유도등 구동회로에서는 형광등 100W의 유도등 회로의 경우 종래에는 1.2V 1200mA-1300mA의 충전 밧데리수가 3개였던 것을 줄여, 본 발명에서는 2개로 구동하며, 형광등 20W의 유도등 구동회로의 경우 종래에는 5개였던 것을 3개로 줄일 수 있으며, 형광등 400W의 유도등 구동회로의 경우 종래는 11개였던 것을 본 발명에서는 6개로 줄이게 되어 고가의 외국산 밧데리 수입을 조금이나마 줄이는데 기여할 수 있다.

또한, 본 발명의 구동회로는 안정기를 사용하지 않고 발진변압기의 2차측에 유도된 교류전압으로 예열하여 형광등내의 전자방출이 용이하여 점등되도록 하였으므로, 탁월한 절전효과는 물론 형광 전구의 수명도 현저히 늘어나는 등의 우수한 효과가 있다.

Claims

일차측의 입력단자(F,W)에 공급된 교류전원을 회로에 필요한 전압강하된 전원으로 강하시켜 회로에 공급하는 전원부(T1)와, 상기 전원부(T1)의 2차측에 유도되어 전압강하된 교류전원을 정류하는 정류부(D)와, 상기 정류부(D)의 정류된 직류전압이 축전지의 양단에 인가되어 전류가 충, 방전되는 충·방전부(50)와, 상기 충·방전부(50)의 전류가 충, 방전되었는지를 감지하는 충·방전 감지부(52)와 상전시 또는 정전시 전원이 다른 전원으로 전환되는 전원 전환부(54)와, 스위치 역할을 정확히 할 수 있도록 하는 수신신호 스위치부(SW)와, 상기 정류부(D)로부터 전원이 공급되는 발진부(T2)와, 상기 발진부(T2)의 2차측에 연결되어 원활한 점등이 되도록 하는 점등부(LP)로 구성된 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 전원부(T1)는, 전원부 1차측의 입력단자(F,W)의 어느 한쪽에 점검스위치(SW)와 휴우즈(Fusel)가 연결되어 상기 두 단자(F,W)에 입력된 교류전원을 회로에서 필요한 전압 강하된 전원으로 강하시켜 안정기를 거치지 않고 전원변압기(T1)의 2차측에 유도된 전원을 회로에 공급하여 형광등이 구동되도록 회로를 구성하고 특히 상기 전원변압기(T1)는 권선방법에 따라 단권 또는 복권 권선으로서의 선택이 가능하며 권선수에 비례하여 출력된 전원을 회로로 공급하는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 정류부(D)는, 상전시 전원부의 2차측에 유도되어 전압강하된 교류전원을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)에 연결되어 정류된 직류전압을 회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 충·방전부(50)는, 상전시 전원부의 2차측에 유도된 교류전압을 상기 정류부(D)의 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 정류된 직류전압(제8(a)도의 V1)을 다이오드(D5)의 애노오드(D5 A)에 접속되고 다이오드(D5)의 캐소드(D5 K)와 접속→저항(R2)→휴우즈(Fuse2)→축전지(+)극→축전지(-)극→전원 NCC(-극)와 접속되도록 하며 정류된 직류전압이 축전지의 양단에 인가되어 전류가 충전되면 B점의 전위는 점점 높아져 축전지에 만충전의 상태가 되도록 하며 이때 상기 전원부(T1)의 두 단자(F,W)에 공급되던 전원이 정전되면 전원변압기의 전압강하된 전원도 차단되고 정류부의 정류된 직류전압도 차단되어 직류 릴레이의 구동을 정지하고 릴레이 접점 콤먼(COM)과 노말오픈(NO1, NO2)에서 노말크로스(NC1, NC2)로 전환되어, 축전지에 충전되었던 전류는 휴우즈(Fuse2)→콤먼(COM)→노말크로스(NC1, NC2)로 공급되어 방전을 시작하며, 이때 방전된 전류는 쵸우크 코일(CH)과 저항(R3)으로 흘러 원활한 방전이 시작되고 방전시 방전시각은 40분 이상으로 방전되도록 하며 상전시 형광등의 점등 상태에서 정전시 예비전원으로 전환이 정확히 이루어져 형광등의 점등상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 충·방전 감지부(52)는, 상전시 전원부의 2차측에 유도된 교류전압을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 정류하여 정류된 직류전압은 다이오드(D5)의 애노드(A)에 접속되고 다이오드(D5)의 캐소드는 저항(R2)→휴우즈(Fuse2)→축전지(+)극→축전지(-)극→전원 NCC(-극)와 접속되어 전류가 충전되며 이때 충·방전 감지부(52)의 트랜지스터(TR1)의 컬렉터는 B점에 접속되어 있으며 트랜지스터(TR1)의 베이스는 A점에 접속되어 전류가 흘러 트랜지스터(TRI)의 컬렉터와 이미터에 전류가 흐르도록 되어 있으며 트랜지스터(TR1)의 이미터에 접속된 발광 다이오드(LED)에 전류가 흘러 점등되며, 충전시 전류가 축전지에 충전되고 충전된 전류의 양에 따라 전위가 높아지며 발광다이오드 양단의 전위는 점점 낮아져 점점 어두워지도록 되어 있으며, 이때 전원부 1차측의 입력단자(F,W)의 어느 한쪽에 점검스위치(SW)와 휴우즈(Fusel)가 연결된 회로의 점검스위치(SW)로 단선을 시키며 직류 릴레이의 구동이 정지되어 직류 릴레이 콤먼(COM)과 노말오픈단자(NO1, NO2)에서 노말크로스단자(NC1, NC2)로 전환되어 방전하며 이때 방전전류는 직류 릴레이의 콤먼(COM)→노말크로스단자(NC1, NC2)로 공급되어 쵸우크코일(CH)과 저항(R3)으로 각각 공급되어, 발진부(T2)로 공급되어 발진하고 방전된 전류의 감지는 B점에 접속된 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 A점에 접속된 트랜지스터(TR1)의 베이스에 방전 전류가 흘러 발광 다이오드(LED)는 점등되도록 되어 있으며 상전시 정류부(D)의 휴우즈(Fuse2)가 단선되면 감시부의 발광 다이오드(LED)는 점등되도록 한 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 전원 전환부(54)은, 상전시 전원부(T1)의 2차측에 유도된 교류전원이 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)를 거쳐 정류되어, 정류된 직류전압을 전원 전환부(54)의 직류 릴레이 코일의 양단에 공급되며 이때 직류 릴레이 코일에 전류가 흘러 릴레이를 구동시켜 회로에서 사용되는 릴레이 접점 콤먼(COM)과 노말크로스(NC1, NC2) 상태이던 직류 릴레이 접점이 노말오픈(NO1,NO2)으로 전환되어 이때 축전지에 충전이 시작되고 감시부의 감시기능이 시작되며, 정전시에는 직류 릴레이 코일 양단에 정류된 전압이 차단되고 릴레이 접점 콤먼(COM)과 노말오픈(NO1, NO2) 상태에서 노말크로스(NC1, NC2)상태로 전환되며 예비전원의 충전된 전류가 휴우즈(Fuse2)→릴레이 접점 콤먼(COM)→노말크로스(NC1, NC2)로 방전하기 시작하여 방전시 다이오드(D5, D6)에 의해 방전저류가 역류하는 것을 막아 릴레이 양단에 축전지의 전원이 차단되어 전원 전환부(54)의 원활한 구동을 하도록 되어 있어 축전지의 방전효율을 최대로 할 수 있는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 수신신호 스위치부(SW)는, 상전시 전원변압기(T1)의 2차측에 유도된 교류전원이 정류부(D)로 정류되어 그 직류전원의 전류를 충전부의 다이오드(D5)→저항(R2)→휴우즈(Fuse2)→축전지로 충전되며 릴레이 코일 양단에도 공급하며 B점과 A점에 접속된 감지부에도 공급되도록 하고 수신신호 스위치부(SW)는 B점에 PNP트랜지스터(TR2)의 이미터와 접속, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터→저항(R7)으로 접속되고 PNP트랜지스터(TR2)의 베이스→NPN 트랜지스터(TR3)의 켈럭터와 접속→NPN 트랜지스터(TR3)의 이미터→저항(R4)→NCC(-극)에 접속되며 저항(R4)는 생략하여 접속해도 가능하며, 상전시 입력단자(F,W)중 단자(W)에 수신신호 스위치부(SW)의 G단자를 연결하면 저항(R5)와 저항(R6)의 전위에 대한 트랜지스터(TR3)의 베이스에 전류를 공급해 PNP 트랜지스터(TR2)의 베이스에 흘러나오던 전류가 트랜지스터(TR3)→컬렉터→트랜지스터(TR3)의 이미터→NCC(-극)으로 접속되도록 하며 트랜지스터(TR2)가 작동되어 저항(R7)으로 전류가 공급되어 발진되도록 하고 위의 회로 구성 중 NPN트랜지스터(TR3)의 베이스에 접속된 저항(R5)은 G단자와 저항(R6)의 H점에 접속되며 G단자에 흐르는 전류의 전위는 저항(R6)값에 의해 정해지며 저항(R6)의 저항값이 너무 커지면 G단자에 신호가 안 들어가도 저항(R6)의 양단의 전위도 높아지며 저항(R5)으로 입력되는 전류가 트랜지스터(TR3)의 베이스에 계속 공급되므로 발진부(T2)의 발진으로 인해 광원부의 점등과 소등상태의 깜박거림 또는 점등이 되어 저항(R6)이 저항값을 낮추어 정확한 스위치 역할을 원활히 할 수 있는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 발진부(T2)는, 상전시 두 단자(F,W)에 교류전압이 가해져 전압강하변압기(T1)에 의해 전압강하된 전원을 정류부의 다이오드(D1,D2,D3,D4)를 거쳐 정류하여 그 직류전압의 전류가 회로 다이오드(D6)→쵸우크코일(CH)→발진변압기(T2)의 TN1코일과 TN2코일이 중간 단자로 공급되어 TN1코일과 TN2코일이 트랜지스터(TR4)의 컬렉터와 트랜지스터(TR5)의 컬렉터에 공급되고 상전시 수신신호 스위치부(SW)의 G단자에 입력된 신호는 저항(R5), 저항(R6)의 전위에 의해 트랜지스터(TR3)의 베이스로 공급되면 트랜지스터(TR2)의 베이스에서 트랜지스터(TR3)의 컬렉터로 흘러 트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 이미터에 전류가 흘러 저항(R3)을 공급하여 이때 C점이 접속된 전해콘덴서(C2)에 전류가 충전되어 전압이 상승되고 저항(R3)에 공급되고 트랜지스터(TR4, TR5)의 베이스에 공급되는 전류는 발진 변압기의 베이스 코일에 공급되어 발진이 이루어지고 정전시 예비전원의 충전된 전류가 휴우즈(Fuse2)→직류 릴레이 콤먼(COM)→로말크로스(NC1, NC2)를 통해 쵸우크 코일(CH)과 저항(R3)에 각각 공급되며 상전시 정류된 전압이 다이오드(D6)의 B점에 전해 콘덴서로 충전된 전류에 의해 상승된 전압이 쵸우크코일(CH)에 공급되고 발진부(T2)의 발진은 소정의 주파수(KHz)를 띤 교류전원으로 유도되어 점등부(LP)에 공급되며 이때 유도되어 공급되는 교류전압은 발진전압기(T2)의 일차권수와 이차권수의 비례에 따라 주파수는 변화하며 발진을 하는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 점등부(LP)는, 발진변압기(T2)의 2차측에 유도된 소정의 주파수를 띤 교류전압의 출력단 일측에 콘덴서(C3)의 일측이 연결되고 콘덴서 일측이 형광등(LP)의 제1필라멘트(F1)와 연결되고 출력단의 또다른 일측은 형광등(LP)의 제2필라멘트(F2)에 연결되어 원활한 점등이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
전원부(T1)와, 정류부(D)와, 충·방전부(50)와, 충·방전 감지부(52)와, 전원 전환부(54)와, 수신신호 스위치부(SW)와, 발진부(T2) 그리고, 점등부(LP)로 구성되어, 유도등 형광등(LP)의 수명이 다하여 형광등(LP)을 갈아 끼우고자 할 때와 표시면의 파손으로 갈아끼우고자 할 때 유도등 케이스의 표시면을 옆으로 밀어 제거한 다음 갈아끼우도록 한 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
제4항 또는 제6항에 있어서, 상기충·방전부(50)의 다이오드(D5) 및 상기 전원 전환부(54)의 다이오드(D6)는 방전시 전류의 역류를 막아 릴레이가 구동을 하지 못하도록 하여 방전이 원활히 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.
전원부(T1)와, 정류부(D)와, 충·방전부(50)와, 충·방전 감지부(52)와, 전원 전환부(54)와, 수신신호 스위치부(SW)와, 발진부(T2) 그리고, 점등부(LP)로 구성되어, 상기 B점에 진해콘덴서(C1)의
극 단자를 접속하고 상기 NCC(
극)에 전해콘덴서(C1)의
단자를 접속시킴으로써 상기 B점의 전위가
배로 증가하여 발진부(T2)에 공급되는 것을 특징으로 하는 안정기 없는 유도등 구동회로.