KR100295322B1 - 램프의입력전압을이용한시동및구동제어장치 - Google Patents

램프의입력전압을이용한시동및구동제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 램프의 안정기에 관한 것으로, 특히 램프입력전압(Vin)음 감지하여 시동동작 및 구동동작의 시간을 짧게 하는 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치에 관한 것이다.
종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치는 럼프(5)의 시동동작 및 구동동작 제어를 램프입력전압(Vin)에 무관한 소신호전압(약 12볼트)과 릴레이 장치를 이용해서 제어하기 때문에 시동에서 구동에 이르기까지의 시간이 지연(4-5초)되고, 시동동작 및 구동동작의 실패율이 높아질 수 있으며, 시동시간이 필요이상으로 길어져 시동고압펄스(약 15키로볼트)에 의해 소신호 회로가 손상되어 제품 자체가 동작하지 않는 문제점이 있는 것이다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 램프입력전압(Vin)을 감지하여 시동동작 및 구동동작을 제어함으로써 시동 및 구동시간이 짧아지고, 불필요한 시동고압펄스(약 15키로볼트)가 소신호 회로에 유입되는 것을 차단하여 소신호 회로의 손상을 방지하며, 램프(5)의 부저항 특성을 이용해서 시동동작 및 구동동작을 제어하기 때문에 시동동작 및 구동동작의 실패율이 적은 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치이다

Description

램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치
제1도는 종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치의 블록도.
제2도는 종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치의 회로도.
제3도는 본 발명의 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치의 블록도.
제4도는 본 발명의 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치의 회로도.
제5도는 종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치의 제어 타이밍을 나타낸 도면.
제6도는 본 발명의 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치의 제어 타이밍을 나타낸 도면.
제7(a)(b)(c)도는 본 발명의 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치의 다른 실시예를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 발진부 2 : 제어부
2A : 제1제어부 2B : 제2제어부
2C : 제3제어부 3 : 구동부
3A : 구동제어부 3B : 인버터부
4 : 시동부 4A : 보조방전관
5 : 램프 6 : 시동검출수단
Q1-Q8 : 트랜지스터 C1-C7 : 콘덴서
T1,T2 : 트랜스 D1 : 다이오드
ZD1,ZD2,ZD3 : 제너다이오드 TD1 : 트리거 다이오드
Rl-R6 : 저항 Vin : 램프입력전압
본 발명은 램프의 안정기에 관한 것으로, 특히 램프의 입력전압을 감지하여 시동 및 구동시간을 짧게 하는 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치에 관한 것이다.
종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치의 구성을 도면 제1도와 제2도를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1도를 참조하면 구동펄스를 생성하여 구동부(3)로 공급하는 발진부(1)와, 구동부(3)와 시동부(4)를 제어하는 제어부(2)와, 발진부(1)에서 공급되는 구동펄스로 램프(5)를 구동하는 구동부(3)와, 램프입력전압(Vin)이 공급되면 램프(5)를 시동하는 시동부(4)와, 상기 시동부(4)와 구동부(3)의 출력에 의해 점등되는 램프(5)로 구성된다.
그리고 제2도를 참조하면, 상기 제어부(2)는 일정전압이 인가되면 충전되는 콘덴서(C3)와, 분압기능의 저항(R4,R5)과, 상기 콘덴서(C3)의 충전시정수를 결정하는 저항(R3)과, 상기 저항(R4,R5)을 통해 전압이 인가되면 온동작하는 SCR(D0)과, 상기 SCR(D0)에 의해 제어되는 2개의 접점(A)(B)을 가지고 있는 릴레이(2A)로 구성되며, 상기 구동부(3)는, 구동제어부(3A)와 인버터부(3B)로 구성되는데 인버터부(3B)는 발진부(1)에서 공급되는 신호에 따라 구동제어부(3A)의 출력에 의해 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q1-Q4)로 구성되며, 상기 시동부(4)는, 램프입력전압(Vin)의 충전루프를 이루는 저항(R1)및 콘덴서(C1)와, 상기 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 일정전압에 도달하면 온동작하는 트리거 다이오드(TDI)와, 트리거 다이오드(TDI)의 스위칭시 펄스를 발생시키는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측에서 정류기능을 하는 다이오드(D1)및 콘덴서(C2)와, 상기 다이오드(D1)와 콘덴서(C2)에서 정류된 전압이 일정전압에 도달하면 온동작하는 보조방전관(4A)과, 상기 보조방전관(4A)의 스위칭시 고압을 램프(5)에 가하는 트랜스(T2)로 구성되며, 도면 부호 R2는 전류제한용 저항이다
이와같이 구성된 종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치의 동작을 상기 도면 제1도와 제2도를 참고해서 설명하면 아래와 같다.
램프입력전압(Vin)이 시동부(4)에 공급되면 저항(R1)을 거쳐 콘덴서(C1)가 충전되는데, 상기 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 트리거 다이오드(TDI)의 브레이크 오버(break over)전압이 되면 트리거 다이오드(TD1)가 온동작하여 트랜스(T1)의 1차측에 비교적 낮은 돌입전류가 인가되고, 상기 트랜스(T1)의 2차측에서 출력된 펄스가 다이오드(Dl)및 콘덴서(C2)에 의해서 정류된다.
이때, 상기 다이오드(D1)및 콘덴서(C2)에서 정류된 전압이 일정전압(약 3키로볼트)에 달하면 보조방전관(4A)이 온동작하여 트랜스(T2)의 1차측에 비교적 높은 돌입전류가 인가되며, 상기 트랜스(T2)의 2차측에는 배압된 고압(약 15키로볼트) 펄스가 발생되어 램프(5)에 공급되면 램프(5)가 시동된다.
한편, 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 방전되면 트리거 다이오드(TD1)의 브레이크 오버 전압보다 낮아져서 트리거 다이오드(TD1)는 오프되고, 다시 콘덴서(C1)에 전하가 충전되면 상기 설명된 시동동작은 반복하여 행하게 된다.
그리고, 이때 시동부(4)의 트랜스(T1)의 1차측에 연결된 콘덴서(C1)의 한복 끝단과 구동부(3)의 트랜지스터(Q2,Q4)의 한쪽 끝단 사이에 제어부(2)의 릴레이(2A)의 접점(B)이 연결되어 있으므로 상기 설명된 시동동작은 제어부(2)의 릴레이(2A)의 접점(B)이 연결되어 있을때 가능한 것이다.
만약, 상기 릴레이(2A)의 접점(B)이 오픈되어 있다면 시동부(4)의 트랜스(T1)에 돌입전류를 공급할 수가 없고, 따라서 램프(5)에 시동펄스를 공급할 수가 없어진다.
그러므로 제어부(2)의 릴레이(2A)는 전원의 온 및 오프에 관계없이 초기상태엔 접점(B)에 연결되어 있다가 일정전압(12볼트)이 공급되면 저항(R3)을 거쳐 콘덴서(C3)가 충전되고 다시 저항(R4,R5)을 통한 전압이 SCR(D0)을 트리거(Trigger)시키면 릴레이(2A)를 구동시켜 릴레이(2A)의 접점 A는 연결시키고 접점 B는 오픈되게 하여 R3-C3로 지연된 시간이 경과되면 무조건 시동부(4)의 동작을 중지시킨다.
그리고 이때 발진부(1)에서 생성된 구동펄스는 릴레이(2A)의 접점(A)을 통해 구동부(3)의 구동제어부(3A)에 입력되고 구동제어부(3A)는 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q1-Q4)에 스위칭 제어신호를 공급하여 상기 트랜지스터(Q1-Q4)의 스위칭 동작에 의해 램프(5)는 구동된다.
따라서 램프입력전압(Vin)이 공급된 후 제어부(2)의 SCR(D0)을 트리거하는데는 도면 제5도와 같이 지연시간(약 4-5초)이 소요된다.
다시 말하면 제어부(2)의 SCR(D0)을 트리거하기전까지는 릴레이(2A)의 접점(B)이 연결되어 있어 시동동작이 행하여지고 지연시간(4-5초)후 제어부(2)의 SCR(B0)이 트리거되면 릴레이(2A)의 접점 B가 오픈되고 접점 A가 연결되어 램프(5)의 시동동작은 중단되고 구동동작은 시작되어 램프(5)는 점등되는 것이다.
즉, 종래의 램프의 시동 및 구동 제어장치는 램프(5)의 시동동작 및 구동동작 제어를 램프입력전압(Vin)에 무관한 소신호전압(약 12볼트)과 릴레이(2A) 장치를 이용해서 제어하기 때문에 시동에서 구동에 이르기까지의 시간이 지연(4-5초)되고, 시동여부에 관계없이 일정시간후 무조건 구동이 시작되기 때문에 시동동작 및 구동동작의 실패율이 높아질 수 있으며, 시동시간이 필요이상으로 길어져 시동고압펄스(약 15키로볼트)에 의해 소신호 회로가 손상되어 제품 자체가 동작하지 않을 수 있는 문제점이 있는 것이다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 램프의 입력전압(Vin)을 감지하여 시동동작 및 구동동작을 제어함으로써 시동 및 구동시간이 짧아지고, 불필요한 시동고압펄스(약 15키로볼트)가 소신호 회로에 유입되는 것을 차단하여 소신호 회로의 손상을 방지하며, 램프의 부저항 특성을 이응해서 시동동작 및 구동동작을 제어하기 때문에 시동동작 및 구동동작에 고도의 신뢰성을 확보할 수 있게 한 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 구성과 동작을 도면 제3도와 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제3도를 참조하면 본 발명의 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치의 구성은 아래와 같다.
시동여부에 따른 램프입력전압(Vin)의 변화물 감지하여 제어부(2)로 공급하는 시동검출수단(6)과, 상기 시동검출수단(6)에서의 출력값으로 구동부(3)및 시부(4)를 제어하는 제어부(2)와, 램프입력전압(Vin) 공급시 제어부(2)의 제어를 받아 램프(5)를 시동하는 시동부(4)와, 상기 제어부(2)의 제어로 발진부(1)에서 생성되는 구동펄스를 공급받아 램프(5)를 구동하는 구동부(3)와, 구동펄스를 생성하여 구동부(3)로 공급하는 발진부(1)와, 상기 시동부(4)와 구동부(3)의 출력에 의해 점등되는 램프(5)로 구성된다.
그리고 제4도를 참조하면, 시동검출수단(6)은 입력전압(Vin)의 분압기능의 저항(R3,R4)과 분압된 전압의 임피던스를 변환하는 트랜지스터(Q6)로 구성되며, 상기 제어부(2)는 상기 시동검출수단(6)의 검출신호를 입력받아 구동부(3)의 동작여부를 제어하는 제1제어부(2A)및 제2제어부(2B)와 상기 시동검출수단(6)의 검출신호를 입력받아 시동부(4)의 동작 여부를 제어하는 제3제어부(2C)로 구성되는데, 상기 제1제어부(2A)는, 상기 트랜지스터(Q6)의 출력에 의해 온 및 오프 동작하는 제너다이오드(ZD2)와 제너다이오드(ZD2)를 통해 하이입력시 온동작하고 로우입력시 오프동작하는 트랜지스터(Q7)로 구성되며, 상기 제2제어부(2B)는, 상기 트랜지스터(Q6)의 출력에 의해 온 및 오프동작하는 제너다이오드(ZD3)와 제너다이오드(ZD3)를 통해 하이입력시 온동작하고 로우입력시 오프동작하는 트랜지스터(Q8)로 구성되며, 상기 제3제어부(2C)는, 상기 트랜지스터(Q6)의 출력에 의해 온 및 오프동작하는 제너다이오드(ZD1)와 강압기능의 저항(R5,R6)과 충전 및 방전기능의 콘텐서(C3)와 하이신호 입력시 온동작하고 로우신호 입력시 오프동작하는 트랜지스터(Q5)로 구성되며, 상기 시동부(4)는, 램프입력전압(Vin)의 충전루프를 이루는 저항(R1)및 콘덴서(C1)와 상기 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 일정전압에 도달하면 온동작하는 트리거 다이오드(TDl)와, 트리거 다이오드(TD1)의 스위칭시 펄스를 발생시키는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측에서 정류기능의 다이오드(D1)및 콘덴서(C2)와, 상기 다이오드(D1)와 콘덴서(C2)에서 정류된 전압이 일정전압에 도달하면 온동작하는 보조방전환(4A)과, 상기 보조방전관(4A)의 스위칭시 고압펄스를 램프(5)에 가하는 트랜스(T2)로 구성되며, 상기 구동부(3)는 구동제어부(3A)와 인버터부(3B)로 구성되는데 인버터부(3B)는 발진부(1)에서 공급되는 신호에 따라 구동제어부(3A)의 출력에 의해 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q1-Q4)로 구성되며, 도면 부호 C4,C5,C6,C7은 콘덴서이고, R2는 전류제한용 저항이다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작을 도면 제3도와 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 램프입력전압(Vin)(250-280볼트)이 시동검출수단(6)으로 공급되면, 입력전압(Vin)은 저항(R3,R4)에서 분압되고 임피던스 변환용 트랜지스터(Q6)에 의해 임피던스 변환되어 제3제어부(2C)의 제너다이오드(ZD1)로 공급되고, 상기 제너다이오드(ZD1)의 온동작에 의해 저항(R5,R6)에서 강압된 후 트랜지스터(Q5)를 온동작시키면 시동부(4)가 동작을 시작한다.
그리고, 상기 시동검출수단(6)의 트랜지스터(Q6)에 의해 임피던스 변환된 램프입력전압(Vin)은 제1제어부(2A)및 제2제어부(2B)의 제너다이오드(ZD2)(ZD3)로 공급되어 각 제너다이오드(ZD2)(ZD3)를 온동작시키고, 제 1제어부(2A)의 트랜지스터(Q7)는 상기 제너다이오드(ZD2)의 하이신호 출력에 의해 온동작하여 발진부(1)에서 공급되어 구동제어부(3A)의 출력으로 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q4)로 공급되는 구동펄스를 차단하고, 제2제어부(2B)의 트랜지스터(Q8)는 상기 제너다이오드(ZD3)의 하이신호 출력에 의해 온동작하여 발진부(1)에서 공급되어 구동제어부(3A)의 출력으로 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q2)로 공급되는 구동펄스를 차단하여 시동동작이 진행되는 동안 구동동작이 일어나지 않도록 제1제어부(2A)와 제 2제어부(2B)는 구동부(3)를 제어한다.
한편, 상기 제3제어부(2C)의 트랜지스터(Q5)의 온동작에 의해 시동부(4)에 램프입력전압(Vin)이 공급되면 저항(R1)을 거쳐 콘덴서(C1)가 충전되는데, 상기 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 트리거 다이오드(TD1)의 브레이크 오버 전압이 되면 트리거 다이오드(TD1)가 온동작하여 트랜스(T2)의 1차측에 저압의 돌입전류가 인가되고, 상기 트랜스(T1)의 2차측에서 출력된 펄스가 다이오드(D1)및 콘덴서(C2)에 의해서 정류된다.
이때, 상기 정류된 전압이 일정전압(약 3키로볼트)에 달하면 보조방전관(4A)이 온동작하여 트랜스(T1)의 1차측에 고압의 돌입전류가 인가되고, 트랜스(T2)의 2차측에는 배압된 고압(약 15키로볼트) 펄스가 발생되어 램프(5)에 공급되면 램프(5)가 시동된다.
한편, 상기 콘덴서(C1)의 전하가 방전되면 트리거 다이오드(TD1)의 브레이크 오버 전압보다 낮아져서 트리거 다이오드(TD1)는 오프되고, 다시 상기 콘덴서(C1)에 전하가 충전되면 트리거 다이오드(TD1)가 온동작하여 상기 설명된 시동동작을 반복하여 행하게 되는데, 이와같은 반복동작은 상기 제3제어부(9)의 트랜지스터(Q5)가 오프동작할때까지 지속된다.
한편, 상기 제3제어부(2C)의 트랜지스터(Q5)가 온동작하면 시동부(4)에 의해 고압펄스가 램프(5)에 인가되어 램프(5)에는 높은 전류가 흐르게 되는데 이와같은 동작은 하나의 로드(Load)로 작용하기 때문에 부저항 특성에 의해 램프입력전압(Vin)은 성공적인 시동직후 약20-30볼트 떨어지게 된다.
즉, 램프(5)를 시동시키면 램프입력전압(Vin)이 떨어지고 시동검출수단(6)의 저항(R3,R4)에서 분압된 전압값은 낮아져서 제어부(2)의 제너다이오드(ZD1)(ZD2)(ZD3)를 오프동작시키며, 제3제어부(2C)의 트랜지스터(Q5)는 상기 제너다이오드(ZD1)의 로우신호 출력에 의해 오프동작하여 시동동작을 중단시키고, 제1제어부(2A)의 트랜지스터(Q7)는 상기 제너다이오드(ZD2)의 로우신호 출력에 의해 오프동작하여 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q4)를 온동작시킬 수 있게 하고, 제2제어부(2B)의 트랜지스터(Q8)는 상기 제너다이오드(ZD3)의 로우신호 출력에 의해 오프동작하여 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q2)를 온동작시킬 수 있게 하여 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q1-Q4)는 발진부(1)에서 생성되어 구동제어부(3A)의 출력으로 공급되어지는 구동펄스를 공급받아 스위칭 동작하여 램프(5)는 구동된다.
그리고 본 발명의 구성중 상기 제1제어부(2A)와 제2제어부(2B)는 제7(a)도와 같이 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q3)(Q4)나 제7(b)도와 같이 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q1)(Q2) 또는 제7(c)도의와 같이 인버터부(3B)의 트랜지스터(Q1)(Q3)의 베이스에 연결하여서도 상기 다 동일한 효과의 제어가 가능하며, 또다른 방법으로는 시동검출수단(6)의 트랜지스터(Q6)를 통한 전압으로 상기 제어부(2)에서 시동시에는 발진부(1)와 구동부(3)를 제어해서 차단하고, 구동시에는 시동부(4)를 차단하고 발진부(1)와 구동부(3)를 온동작시켜구동동작을 실현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치는 램프입력전압에 따라 시동부(4)및 구동부(3)를 제어하기 때문에 시동 및 구동시간이 제6도와 같이 매우 짧아지고, 시동동작후 곧이어 구동동작을 시작하고 시동동작을 중단하기 때문에 불필요한 시동고압펄스(10-15키로볼트)가 소신호 회로부에 유입되어 소신호 회로부가 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 램프의 부저항 특성을 이용해서 시동 및 구동동작을 제어하기 때문에 시동동작 및 구동동작의 실패율을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 램프입력전압(Vin)이 공급되면 성공적인 시동여부에 따라 변화하는 입력전압(Vin)의 차를 검출하여 제어부(2)로 공급하는 시동검출수단(6)과, 상기 시동검출수단(6)에서의 검출신호를 입력받아 구동부(3)및 시동부(4)의 동작여부를 제어하는 제어부(2)와, 램프입력전압(Vin) 공급시 램프(5)를 시동하는 시동부(4)와, 구동펄스를 생성하여 구동부(3)로 공급하는 발진부(1)와, 상기 발진부(1)에서 생성되는 구동펄스를 공급받아 램프(5)를 구동하는 구동부(3)와, 상기 시동부(4)와 구동부(3)의 출력에 의해 점등되는 램프(5)로 구성된 것을 특징으로 하는 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시동검출수단(6)은, 입력전압(Vin)을 분압하는 저항(R3,R4)과 분압된 전압을 임피던스 변환하여 제어부(2)로 공급하는 트랜지스터(Q6)로 구성되며, 상기 제어부(2)는, 상기 시동검출수단(6)의 검출신호를 입력받아 구동부(3)의 동작여부를 제어하는 제1제어부(2A)및 제2제어부(2B)와 상기 시동검출수단(6)의 검출신호를 입력받아 시동부(4)의 동작여부를 제어하는 제3제어부(2C)로 구성된 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부(2)에서 시동검출수단(6)으로 부터의 시동 성공여부에 따라 발진부(1)도 구동부와 함께 차단 및 동작 제어하는 구성인 것을 특징으로 하는 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1제어부(2A)는, 상기 트랜지스터(Q6)의 출력에 의해온 및 오프 동작하는 제너다이오드(ZD2)와, 상기 제너다이오드(ZD2)의 온 및 오프동작에 따라 구동부(3)를 동작 및 차단 제어하는 트랜지스터(Q7)로 구성되며, 상긴 제2제어부(2B)는, 상기 트랜지스터(Q6)의 출력에 의해 온 및 오프동작하는 제너다이오드(ZD3)와, 상기 제너다이오드(ZD3)의 온 및 오프에 따라 구동부(3)를 동작 및 차단 제어하는 트랜지스터(Q8)로 구성되며, 상기 제3제어부(2C)는, 상기 트랜지스터(Q6)의 출력에 의해 온 및 오프동작하는 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)에 의해 온 및 오프되어 시동부(4)를 온 및 오프시키는 트랜지스터(Q5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 램프의 입력전압을 이용한 시동 및 구동 제어장치.
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