KR100259186B1 - Power stabilization circuit for lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 램프에 예열 전류가 인가되고 그 뒤 방전전압이 인가되어 점등이 되어야 하나 램프의 수명말기로 인해 점등되지 않는 경우 램프에 전원을 안정적으로 공급 또는 차단을 원활히 하기 위한 전원 안정화 회로에 관한 것으로, 특히 부하말기와 같은 이상 발생시와 정상동작시 유기되는 신호를 확실히 구분짓도록 하여 회로의 스트레스를 최소화하여 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 램프의 전원 안정화 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply stabilization circuit for stably supplying or interrupting power to a lamp when a preheating current is applied to the lamp and then a discharge voltage is applied to light the lamp, but the lamp is not lit due to the end of the lamp's life. In particular, the present invention relates to a power supply stabilization circuit of a lamp that ensures reliable separation by minimizing the stress of a circuit by clearly distinguishing a signal generated during abnormal operation and abnormal operation such as the end of a load.
도 1은 종래의 램프 구동 회로도로서, 이에 도시된 바와같이, 입력전원을 승압시키는 1차 트랜스(T1)와, 상기 1차 트랜스(T1)에 연결된 다이오드와 콘덴서로 정류 및 평활하고 그 평활된 전압을 라인 전압으로 하여 공급하는 제1전원 공급부(10)와, 상기 1차 트랜스(T1) 동작시 유기되는 전압을 공급하는 2차 트랜스(T1a)와, 상기 2차 트랜스(T1a)에 연결된 다이오드와 콘덴서로 정류 및 평활하고 그 평활된 전압을 공급하는 제2전원 공급부(20)와, 상기 제2전원 공급부(20)로 부터 전원 공급시 시간차를 둔 서로 다른 구동파 펄스를 출력하는 주파수 발생부(30)와, 상기 주파수 발생부(30)에서 발생하는 구동파 펄스에 따라 스위칭하여 공급전류를 제한하는 전류 제한부(40)와, 상기 전류 제한부(40)에서 공급되는 전류의 파형을 사인파로 만드는 쵸크 인덕터(T2)와, 상기 쵸크 인덕터(T2)에서 공급되는 전류에 의해 충전 및 방전을 행하여 점등 또는 소등되는 형광램프(50)와, 상기 제1전원 공급부(10)와 전류 제한부(40) 사이에 연결되어 상기 형광램프(50)가 오결전되거 부하말기로 인해 점등되지 않으면 라인 전압을 끊어주는 열 보호기(60)로 구성된다.1 is a conventional lamp driving circuit diagram. As shown in FIG. 1, a rectified and smoothed and smoothed voltage is obtained by using a primary transformer T1 for boosting an input power and a diode and a capacitor connected to the primary transformer T1. A first
이와같이 구성된 종래 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured in this way in detail as follows.
전원이 입력되면, 그 입력전원을 1차 트랜스(T1)에서 승압시켜 제1전원 공급부(10)의 제1다이오드(D1)로 제공한다.When the power is input, the input power is boosted by the primary transformer T1 and provided to the first diode D1 of the first
그러면 상기 제1다이오드(D1)가 동작하면 상기 1차 트랜스(T1)의 승압 인덕턴스값에 의해 라인 전압이 상승한다.Then, when the first diode D1 operates, the line voltage is increased by the step-up inductance value of the primary transformer T1.
상기 라인 전압은 제1 콘덴서(C2)에 의해 평활되어 열 보호기(20)로 전달된다.The line voltage is smoothed by the first capacitor C2 and transferred to the thermal protector 20.
이때 2차 트랜스(T1a)에서 유기된 전압은 제2전원 공급부(20)의 제2다이오드(D2)로 전달되고, 이에 따라 상기 제2다이오드(D2)가 동작하여 유기된 전압을 제1콘덴서(C1)로 제공한다.In this case, the voltage induced by the secondary transformer T1a is transferred to the second diode D2 of the second power supply 20, and accordingly, the second diode D2 operates to convert the induced voltage into a first capacitor. To C1).
이에 상기 제1콘덴서(C1)는 평활동작을 행하여 얻어지는 직류전압을 상기 제1콘덴서(C1)에 직렬 연결된 저항(R1)을 통해 전류를 제한하여 주파수 발생부(30)로 공급한다.Accordingly, the first capacitor C1 supplies a DC voltage obtained by performing a smooth operation to the
그러면 상기 주파수 발생부(30)는 제1콘덴서(C1)로 부터 공급되는 전압을 전원으로 하여 그의 출력단자(O1,O2)로 구동펄스를 발생한다.Then, the
이때 발생되는 구동펄스는 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2)가 교대로 스위칭할 수 있도록 조절하여 내보낸다.The driving pulse generated at this time is controlled so that the switching transistors Q1 and Q2 can switch alternately.
따라서 상기 제1스위칭 트랜지스터(Q1)가 온되고 제2스위칭 트랜지스터(Q2)가 오프되면 제1다이오드(D1)와 열 보호기(60)를 통해 공급되는 전류는 상기 제1스위칭 트랜지스터(Q1)를 통해 쵸크 인덕터(T2)에 공급된다.Therefore, when the first switching transistor Q1 is turned on and the second switching transistor Q2 is turned off, current supplied through the first diode D1 and the
그리고 상기 제1스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프되고 제2스위칭 트랜지스터(Q2)가 온되면 상기 제1다이오드(D1)와 열 보호기(60)를 통해 공급되는 전류는 차단되고, 상기 쵸크 인덕터(T2)에 공급되던 전류가 상기 제2스위칭 트랜지스터(Q2)를 통해 접지측으로 바이패스 된다.When the first switching transistor Q1 is turned off and the second switching transistor Q2 is turned on, the current supplied through the first diode D1 and the
결국 상기 쵸크 인덕터(T2)에는 전류가 제한되어 입력된다.As a result, current is limited to the choke inductor T2.
이때 상기 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2)에서 스위칭된 구형파를 상기 쵸크 인덕터(T1a)에서 전류 파형이 사인파가 된다.At this time, the square wave switched by the switching transistors Q1 and Q2 becomes a sine wave in the choke inductor T1a.
사인파가 된 전류는 형광램프(50)의 제1필라멘트(F1)를 지나 제3콘덴서(C3)를 거치고, 다시 제2필라멘트(F2)를 지나면서 예열 되었다가 상기 제3콘덴서(C3)의 방전에 의해 점등된다.The sinusoidal current passes through the first filament F1 of the
그러다가 형광램프(50)가 오결선되거나 부하말기로 인해 점등되지 않으면 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2)에서 높은열(약 100도)이 발생되고, 이 열에 의해 제1다이오드(D1)에 직렬로 연결된 열 보호기(60)가 열을 감지하여 라인 전압을 끊어준다.Then, when the
상기 열 보호기(60)의 열이 식으면 다시 라인 전압과 연결되어 회로의 보호동작을 행한다.When the heat of the
결국 열 보호기(60)는 라인 전압에 직렬 연결되어 열을 감지하여 소정값 이상으면 라인 전압을 끊고, 열이 식으면 다시 라인 전압을 연결하여 각 회로를 보호하는 동작을 행한다.Eventually, the
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서 형광램프 부하말기시 램프가 점등되지 않으면 동작 주파수가 램프 부하간에 매칭이 맞지 않아 공진이 틀어지고 그 결과 전류 제한부의 스위칭 트랜지스터가 알맞은 스위칭동작을 이루지 못해 이 열로인해 열 보호기를 동작시켜 회로를 차단하는데 보통 85℃에서 100℃이상 열이 나면 동작하도록 되어 있어서 트랜지스터의 신뢰성에 문제가 생기고, 또한 열 보호기가 스위칭 트랜지스터(Q1)에 확실히 밀착되지 않으면 그 열을 감지하지 못해 열 보호기가 동작되지 않아 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2)가 소손될 위험이 있다.However, in the prior art as described above, if the lamp is not turned on at the end of the fluorescent lamp load, the operating frequency is not matched between the lamp loads, and the resonance is turned off. As a result, the switching transistor of the current limiting unit does not achieve the proper switching operation. The thermal protector is used to cut off the circuit. Usually, it is operated when 85 ℃ to 100 ℃ heat is generated, which causes a problem in the reliability of the transistor and does not sense the heat unless the thermal protector is tightly attached to the switching transistor (Q1). As a result, the thermal protector does not operate, and there is a risk of the switching transistors Q1 and Q2 being burned out.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 스위칭소자에 열을 발생시키지 않고 보호회로를 동작시켜 트랜지스터의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 램프의 전원 안정화 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to provide a power supply stabilization circuit of a lamp to ensure the reliability of the transistor by operating the protection circuit without generating heat to the switching element.
도 1은 종래의 램프 구동회로도.1 is a conventional lamp driving circuit diagram.
도 2는 본 발명 램프의 전원 안정화 회로에 대한 회로 구성도.Figure 2 is a circuit diagram of a power supply stabilization circuit of the lamp of the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
100 : 램프 보호부 200 : 주파수 발생부100: lamp protection unit 200: frequency generator
300 : 전류 제한부 400 : 램프300: current limiting unit 400: lamp
F1.F2 : 필라멘트 T1 : 1차 트랜스F1.F2: Filament T1: Primary Transformer
T10 : 인덕터 ZD : 제너 다이오드T10: Inductor ZD: Zener Diode
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 1차 트랜스를 통해 전원 공급시 서로 다른 시간차를 갖는 구형파 펄스를 출력하는 주파수 발생부와, 상기 주파수 발생부에서 출력되는 구형파 펄스에 따라 스위칭 동작을 행하여 제한된 전류를 공급하는 전류 제한부와, 형광램프의 정상 또는 비정상 동작시 흐르는 전류를 검출하는 인덕터와, 상기 인덕터에 흐르는 전류에 따른 유기된 전압을 출력하는 2차 인덕터와, 상기 2차 인덕터에서 공급되는 유기된 전압을 정류하고 이 정류된 전압에 따라 상기 주파수 발생부를 동작 또는 차단시키는 램프 보호부로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a frequency generator for outputting a square wave pulse having a different time difference when the power supply through the primary transformer, and performing a switching operation according to the square wave pulse output from the frequency generator to limit the current A current limiter for supplying, an inductor for detecting a current flowing in a normal or abnormal operation of the fluorescent lamp, a secondary inductor for outputting an induced voltage according to the current flowing in the inductor, and an insulated supply from the secondary inductor And a lamp protection unit configured to rectify the voltage and to operate or cut off the frequency generator in accordance with the rectified voltage.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 램프의 전원 안정화 회로에 대한 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 1차 트랜스(T1)를 통해 전원 공급시 서로 다른 시간차를 갖는 두 개의 구형파 펄스를 출력하는 주파수 발생부(200)와, 상기 주파수 발생부(200)에서 출력되는 구형파 펄스에 따라 스위칭 동작을 행하여 제한된 전류를 공급하는 전류 제한부(300)와, 형광램프(400)의 정상 또는 비정상 동작시 흐르는 전류를 검출하는 인덕터(T10)와, 상기 인덕터(T10)에 흐르는 전류에 따른 유기된 전압을 출력하는 2차측 인덕터(T10a)와, 상기 2차측 인덕터(T10a)에서 공급되는 유기된 전압을 정류하고 이 정류된 전압에 따라 상기 주파수 발생부(200)를 동작 또는 차단시키는 램프 보호부(100)로 구성한다.FIG. 2 is a configuration diagram of a power stabilization circuit of a lamp according to the present invention. As shown therein, a
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.
형광램프(400)가 정상적으로 점등할 경우 인덕터(T10)에 흐르는 전류가 일정하여 인덕터(T10a)에 유기되는 교류전압이 다이오드(D10)에 전달된다.When the
그러면 상기 다이오드(D10)에 의해 클램핑되고, 램프 보호부(100)의 저항(R12)에 의해 전류가 제한된 후 병렬 다이오드(R13)에 의해 전압이 분배되어 콘덴서(C13)에 충전된다.Then, the diode is clamped by the diode D10, the current is limited by the resistor R12 of the
상기 콘덴서(C13)에 충전되어 직류로 정류되어도 제너 다이오드(ZD)를 도통시키지 못하고 차단된다.Even when charged in the capacitor C13 and rectified by direct current, the zener diode ZD is blocked without conduction.
따라서 전원조절용 트랜지스터(G3)가 오프된다.Therefore, the power supply control transistor G3 is turned off.
이에 따라 다이오드(D10)를 통한 전류가 저항(R11)을 통해 주파수 발생부(200)로 공급되어 구동시킨다.Accordingly, the current through the diode D10 is supplied to and driven by the
상기 주파수 발생부(200)가 구동되면, 시간차를 둔 구형파 펄스가 전류 제한부(300)의 전계효과 트랜지스터(G1,G2)를 교대로 온 또는 오프시킨다.When the
상기 전계효과 트랜지스터(G1,G2)가 교대로 스위칭됨에 따라 1차 트랜스(T1)와 다이오드(D1)를 통한 전류가 제한되어 인덕터(T10)에 공급된다.As the field effect transistors G1 and G2 are alternately switched, current through the primary transformer T1 and the diode D1 is limited and supplied to the inductor T10.
그러면 상기 인덕터(T10)는 전류파형을 사인파로 만들어 출력한다.Then, the inductor T10 outputs a current waveform by making a sine wave.
상기 사인파가 된 전류는 형광램프(50)의 제1필라멘트(F1)를 지나 제3콘덴서(C3)를 거치고, 다시 제2필라멘트(F2)를 지나면서 예열 되었다가 상기 제3콘덴서(C3)의 방전에 의해 점등된다.The sinusoidal current passes through the first filament F1 of the
그러다가 형광램프(50)가 오결선되거나 부하말기로 인해 램프에 방전이 일어나지 않아 점등되지 않으면, 필라멘트(F1)에서 필라멘트(F2)로 전류가 흐르지 않고 모두 콘덴서(C5)로 흐르게 된다.Then, when the
이때 인덕터(T10)에는 평상시 보다 많은 전류가 흘러 인덕터(T10a)에 유기되는 전압도 정상 점등시 보다 크게 유기된다.At this time, more current flows in the inductor T10 than usual, and the voltage induced in the inductor T10a is also induced larger than in normal lighting.
크게 유기된 교류전압은 다이오드(D10)에서 클램핑 되고, 램프 보호부(100)의 저항(R12)에서 전류가 제한된 후 저항(R13)에서 전압이 분배되어도 콘덴서(C13)를 충전하여 방전될 때 제너 다이오드(ZD)를 충분히 도통시킨다.The largely induced AC voltage is clamped in the diode D10, and when the current is limited in the resistor R12 of the
이렇게 제너 다이오드(ZD)를 도통하여 전달된 전압은 다시 콘덴서(C14)에 충전된 후 방전된다.The voltage transferred through the zener diode ZD is charged in the capacitor C14 and then discharged.
상기 방전되는 전압은 전원조절용 트랜지스터(G3)를 온시킨다.The discharged voltage turns on the power control transistor G3.
따라서 다이오드(D10)와 저항(R11)를 통해 주파수 발생부(200)로 공급되는 전압이 상기 전원조절용 트랜지스터(G3)를 통해 접지측으로 바이패스되어 영전위로 만든다.Therefore, the voltage supplied to the
그러면 주파수 발생부(200)가 동작을 멈추고, 구형파 펄스를 출력하지 않으므로 전류 제한부(300)의 전계효과 트랜지스터(G1,G2)가 스위칭 동작을 멈추게 되어 인덕터(T10)로 전류가 흐르지 않게 된다.Then, since the
그러면 인덕터(T10a)에도 전압이 유기되지 않아 초기화 상태로 돌아간다.Then, no voltage is induced to the inductor T10a to return to the initialization state.
이러한 동작을 반복하여 전류 제한부(300)의 전계효과 트랜지스터(G1,G2) 소자에 열을 발생시키지 않고, 램프 보호부(100)를 동작시켜 신뢰성을 확보한다.This operation is repeated to operate the
따라서, 본 발명은 형광램프의 오결선시 또는 부하말기와 같은 이상 발생시와 정상동작시 유기되는 신호를 확실히 구분짓도록 하여 회로의 스트레스를 최소화하여 신뢰성을 확보할 수 있도록 하고, 램프에 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한 효과가 있다.Accordingly, the present invention ensures a distinction between signals that are induced during abnormal operation and abnormal operation, such as incorrect wiring of the fluorescent lamp or end of load, so as to minimize the stress of the circuit to ensure reliability, and to stabilize the power supply to the lamp. It has the effect of being able to supply with.
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