KR100300287B1 - 이그나이터제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이그나이터(Ignitor)를 보호하기 위한 회로로써, 종래 사용되던 이그나이터 회로는 램프(L)의 불량상태와 관계 없이, 초기점화를 위한 고전압을 계속적으로 발진하기 때문에 램프(L)의 불량 또는 배선상의 문제가 발생될 경우, 이그나이터 회로는 과다한 고전압 발생으로 인한 불안정상태를 유지하게 되어, 시스템의 신뢰성을 저하시킬 뿐만 아니라, 안전사고의 유발과 더불어 전력낭비의 원인이 되었는 바,

상기 램프(L)로부터 점소등상태를 검출하고, 소정시간의 경과로부터 이그나이터 회로의 작동을 제어토록 함으로서, 램프(L)의 불량시 불필요한 고전압 발생을 방지하여 상기 문제점을 해결하였다.

Description

이그나이터 제어회로

본 발명은 아크점화장치(Ignitor)에 사용되는 제어회로에 관한 것으로, 나트륨등 / 네온등에 사용되는 점화장치에 있어서, 상기 나트륨등 / 네온등과 같은 아크점화식 램프의 점등불능상태로 인한 회로의 불안정 내지 고장 유발을 방지함으로서, 회로의 수명연장과 더불어 시스템의 안정성을 향상시키는 이그나이터 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 공공장소내지 특정 장소에는 아크점화식 램프를 사용하여, 조도의 증대와 더불어 주변 경관의 미적향상을 도모하고 있다. 따라서 상기 램프의 점등시에는 아크점화에 따른 고전압발생이 필수적이며, 이러한 기능을 위해 도 1에 나타난 바와 같이 다수개의 소자를 이용한 이그나이터 회로가 사용되고 있다.

그러면 상기 소자를 이용한 이그나이터의 회로를 살펴보면, 상용전원(AC)로부터 교류성 신호를 인가받아 캐패시터(C)와의 공진에 의해 역기전압을 형성토록 하는 쵸크코일(CH;Choke Coil)과, 이 쵸크코일(CH)의 중간탭과 접속된 캐패시터(C)와 직렬접속되어 일측 방향으로 충전을 수행하기 위한 제1다이오드(D1)와, 이 제1다이오드(D1)와 역방향 병렬접속되어 상기 캐패시터(C)의 방전전압을 스위칭하는 스위칭수단(Q1)과, 상기 쵸크코일(CH)의 출력단에 연결된 램프(L)와 병렬접속되어 상기 스위칭수단(Q1)을 제어토록 하기 위한 저항(R1), 제2다이오드(D2) 및 분배저항(R2,R3)으로 구성된다.

그러면 이와 같은 구성된 일반적인 이그나이터의 동작은 먼저, 교류전원(AC)의 정극성신호가 도면의 하단부로 인가되면, 이 정극성신호는 상기한 제1다이오드(D1)의 순방향극성에 따라 캐패시터(C)로 충전된다.

이때 충전된 캐패시터(C)의 충전전하는, 상기 제1다이오드(D1)의 역방향과 스위칭수단(Q1)의 턴오프상태로 인해 방전경로의 차단으로 인해 충전상태를 유지하게 된다. 그러나 상기 교류전원(AC)의 극성 절환에 따라 도면의 상단측이 정극성을 유지할 때, 캐패시터(C)의 전압은 쵸크코일(CH)의 일부분을 거쳐 유입되는 전압과 중첩상태를 유지하는데, 동시에 상기 저항(R1) 및 제2다이오드(D2)로 소정치의 전압이 공급된다.

그러면 이 제2다이오드(D2)를 거쳐 인가되는 전압은, 분배저항(R2) 및 분배저항(R3)를 통해 적정량의 전압이 분배된다. 이는 상기 스위칭수단(Q1)을 제어하기 위한 전압분배로서, 이 스위칭 수단(Q1)을 턴온시키게 되면 이로인해, 상기한 캐패시터(C)의 충전전하가 스위칭수단(Q1)을 통해 방전된다.

따라서 이 방전전압은 상기 초크코일(Ch, 중간탭으로부터 좌측부분)과 더불어 높은 전압을 형성하게 되고, 이러한 방전전압을 쵸크코일(CH, 중간탭으로부터 우측부분)로 유도되어 캐패시터(C)의 방전경로에 따라 급속한 전류변화를 갖게 된다. 그러므로 상기한 쵸크코일(CH, 중간탭으로부터 우측부분)은 렌쯔의 법칙이 작용하여 램프(L)측으로 높은 전압이 일순간 흐르게 된다.

그리고 램프(L)로 유입되는 높은 전압은 초기부터 이 램프(L)를 점등하지 못하게 되며, 상기 교류전원(AC)의 전압절환에 의해 계속적인 상기 과정을 반복하는 것이다. 그리하여 상기 램프(L)는 펄스형태의 고전압을 인가받으면서, 램프(L)내의 온도를 상승시키게 되면, 이러한 온도상승은 결국 램프(L)를 점등시키는 것이다.

따라서 램프(L)의 점등은 램프(L) 저항을 급격하게 저하시키게 되고, 이로인해 상기 저항(R1)으로 유입되는 전압 또한 소정치의 레벨이하로 저하된다. 그러면 상기 분배저항(R2, R3)에 의해 분배되는 전압은 스위칭수단(q1)을 제어하지 못하게 됨에 따라, 이 스위칭수단(Q1)이 턴오프된다. 결국 램프(L)의 점등시에는 상기 회로가 동작되지 않는 것이다.

즉, 상기 이그나이터 회로는 램프의 점등시까지만 구동되며, 램드점등은 전압변화로서 감지되는 것이다. 따라서 이 램프가 점등되지 않을 때에는 이그나이터 회로가 계속적으로 동작하게 되는데, 램프의 불량내지 배선상의 문제가 있을 때에는 상기한 전압변화가 일어나지 않게 되어, 시스템의 수명을 저하시키게 될 뿐만 아니라, 불필요한 전력을 소비하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 램프의 점소등을 감지토록 함과 동시에 램프의 계속적인 소등상태에서는 이그나이트의 계속적인 구동을 방지하여 시스템의 불안정으로 인한 수명저하와 불필요한 전력낭비를 줄일 수 있는 이그나이터 제어회로를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 램프의 일측 단자에 구비된 검출코일(CT; CURRENT TRANSFORMER)로부터 램프의 점소등 상태를 검출하는 검출부와, 상기 검출에서 검출된 신호에 따라 이그나이터를 제어하는 스위칭제어부와, 시스템의 초기상태에서 상기 검출회로로부터 램프의 소등상태가 일정 시간검출되면 소정의 지연시간을 갖고 상기 이그나이터를 오프시켜주는 지연회로부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되던 이그나이터회로도이고,

도 2는 본 발명을 나타내는 전체 블록도이며,

도 3은 본 발명을 구체적으로 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정전압 회로부 20 : 지연회로부

30 : 검출부 40 : 이그나이터 회로부

50 : 스위칭 제어부 L : 램프

CT : 검출코일(Current Transformer) SCR : 스위칭 수단

R1-R8 : 저항 C1-C7 : 캐패시터

D1-D3 : 다이오드 ZD1, ZD2 : 제너다이오드

IN1-IN3 : 인버터 NAND : 난드게이트

Q2 : 트랜지스터 IC : 정전압 아이씨

IC2 : 아이씨 DB : 브리지 다이오드

한편, 이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 예시도면 도 2 및 도 3에 구체적으로 나타내며, 해당 구성요소는 다음과 같다.

먼저 도 2는 본 발명의 전체 블록도로써, 램프(L)의 일측단에 구비된 검출코일(CT; CURRENT TRANSFORMER)로부터 램프(L)의 점소등을 검출하는 검출부(30)와, 상기 검출부(30)의 검출결과에 따라 이그나이터 회로부(40)를 온/오프 제어토록 하는 스위칭 제어부(50)와, 본 시스템의 초기전원 인가시 일정시간 램프(L)가 소등상태로 검출되면 소정시간을 지연한 후 상기 스위칭 제어부(50)로 이그나이터 회로부(40)의 오프명령을 출력하는 지연회로부(20)로 구성된다.

그리고 상기 지연회로부(20)로 정전압이 공급되도록 정전압 회로부(10)를 구비하며, 상기 이그나이터 회로부(40)는 종래 구성과 동일하여 부연설명은 생략한다.

한편 예시도면 도 3은 상기 구성을 일실시예로 표현한 회로도로써, 상기 정전압 회로부(10)는 다수개의 캐패시터(C1-C3) 및 다이오드(D1,D2), 저항(R1) 및 제너다이오드(ZD1), 정전압 아이씨(IC)로 이루어져 교류전원(AC)을 정류시킨 후 정전압을 출력시키도록 하고 있으며; 상기 검출부(30)는 검출코일(CT)로부터 인가되는 교류성신호를 전파정류시키는 브리지 다이오드(DB)와, 상기 브리지 다이오드(DB)의 전파정류신호를 평활시키도록 캐패시터(C4), 저항(R4) 및 제너다이오드(ZD2), 그리고 평활된 직류신호를 반전시키는 인버터(IN1)로 구현된다.

그리고 상기한 지연회로부(20)는 정전압 회로부(10)에서 정전압이 출력되면 저항(C8) 및 캐패시터(C9)를 통한 시정수로부터 일정 시간(예컨대, 수10초)을 지연시킨 후 로우레벨의 신호를 출력시키는 아이씨(IC2)와, 이 아이씨(IC2)의 출력신호를 반전시키는 인버터(IN2)로 구성되며, 상기한 스위칭 제어부(50)는 상기 인버터(IN1) 및 인버터(IN2)의 출력신호를 앤드논리시키는 앤드회로(NAND, IN3)와, 이 앤드회로의 출력단에 접속된 다이오드(D3) 및 스위칭 회로(R6,Q2)로 이루어진다.

그러면 이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기한 시스템으로 전원(AC)이 인가되면, 정 전압회로부(10)로는 교류전압을 평활시킨 후 정전압 아이씨(IC)를 통해 소정치의 정전압을 출력시키고, 이는 상기 지연회로부(20)로 공급됨과 동시에 다수의 게이트소자를 구동시키게 된다.

따라서 상기 지연회로부(20)는 소정시간을 카운팅하게 되며, 이 카운팅시간동안에는 아이씨(IC2)의 하이레벨을 인버터(IN2)로 출력시키고 있으며, 이로인해 스위칭 제어부(50)의 난드게이트(NAND) 일측단자를 로우레벨로 유지토록 하게 된다. 이는 난드게이트(NAND)의 출력단자가 하이레벨로 고정되고, 인버처(IN3)를 로우레벨로 출력토록 한다.

그리하여 상기 트랜지스터(Q2)는 턴오프되어 이그나이터 회로부(40)의 동작에 영향을 주지 않게 되는 것이다.

한편 상기한 교류전원(AC)은 이그나이터 회로부(40)로 공급되어 앞서 설명된 바와 같이 램프(L)의 점등시까지 고전압을 형성시키게 되며, 이러한 고전압은 교류전원(AC)의 입력주파수에 따라 펄스형태를 형성하게 된다.

그러나 상기 램프(L)의 점등시까지는 상기 검출코일(CT)에서 전압이 검출되지 않기 때문에, 브리지 다이오드(DB)를 통한 종류신호는 저전압을 형성하고 따라서 다수의 소자를 이용한 평활회로의 출력전압은 저전압을 유지하게 된다. 그리하여 상기 인버터(IN1)의 출력신호는 하이레벨을 유지하게 됨과 동시에, 스위칭 제어부(50)의 난드게이트(NAND) 타측단은 하이레벨로 인가된다.

이때 일정시간(RC 방전시간)동안 상기한 검출코일(CT)에서 일정전압이 검출되지 않으면, 상기 검출부(30)와 관계 없이 난드게이트(NAND)의 출력단이 하이레벨에서 로우레벨로 가변되는데, 이는 상기 저항(R8) 및 캐패시터(C7)에 의한 시정수로부터 방전시간이 완료됨에 따라 상기 아이씨(IC2)의 출력전압이 로우레벨로 절환되기 때문이다. 따라서 이와 같이 소정 시간이 경과하도록 검출코일(CT)의 검출신호가 없게 되면, 난드게이트(NAND)의 출력단이 로우레벨로 전환되어 인버터(IN3)를 통해 하이레벨을 출력하게 된다.

그러면, 상기 인버터(IN3)의 출력단에 접속된 다이오드(D3) 및 저항(R7)를 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스로 하이레벨이 인가되어, 이 트랜지스터(Q2)를 턴온시키게 되며, 이는 이그나이터 회로부(40)의 스위칭수단(SCR)을 턴오프시키게 됨에 따라 램프(L)점화를 정지시키는 것이다.

즉, 일정시간동안 램프(L)가 점화되지 않으면 강제적으로 이그나이터를 오프시켜 시스템을 보호토록 하는 것이다.

한편, 지연회로부(20)의 카운팅이 완료되기 전 즉, 상기 RC방전시간에 도달하기 전에 램프(L)가 점등되면, 상기한 인버터(IN1)는 로우레벨을 출력하게 되는 데, 이는 난드게이트(NAND)를 하이레벨로 출력시킨다.

그리고 이 출력신호는 인버터(IN3)를 거쳐 트랜지스터(Q2)의 베이스를 로우레벨로 인가시키기 때문에, 스위칭수단(SCR)에는 영향이 없게 된다. 따라서 램프(L)가 정상적으로 점등하게 되면, 별도의 부수적인 작용이 없게 된다.

그리하여 상기한 램프(L)가 초기점화가 되지 않을 때에는, 일정시간 후에 이그나이터를 오프시키게 되고, 정상적인 램프(L)의 점화시에는 상기 이그나이터 회로에 아무런 영향을 주지 않게 되는 것이다. 그러나 이와 같은 경우 이외에 계속적인 점등중 램프(L)의 불량으로 인해 소등되는 경우를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 초기 전원이 인가되면, 상기 정전압 회로부(10)는 일정전압을 상기 지연회로부(20) 및 다수의 게이트소자로 공급하게 되고, 또한 교류전원(AC)은 이그나이터 회로부(40)로 인가된다.

이는 지연회로부(20)의 카운팅이 시작됨과 동시에 이그나이터 회로부(40)의 점화동작이 이루어지는 것으로, 상기 이그나이터 회로부(40)는 상기한 램프(L)로 계속적인 고전압 펄스를 공급하게 된다. 이때 이 램프(L)의 일측단자에 구비되는 검출코일(CT)은 램프(L)가 점등되기까지는 로우레벨의 신호를 출력함에 따라, 브리지 다이오드(DB) 및 평활회로를 거쳐 로우레벨을 유지하게 되고, 이는 인버터(IN1)의 출력을 하이레벨로 반전시키게 된다.

그러던 중 소정시간이내 즉, 상기 저항(R8) 및 캐패시터(C7)로 인한 방전시간에 도달하기 전에 램프(L)가 점등되면, 인버터(IN1)은 로우레벨을 출력하게 되고 상기 스위칭 제어부(50)의 난드게이트(NAND)는 하이레벨을 출력함과 동시에, 인버터(IN3)를 거쳐 트랜지스터(A2)의 베이스측은 로우레벨로 턴오프상태를 유지하게 된다. 이때 상기 램프(L)의 점등은 정상적이므로, 상기 지연회로부(20)의 카운팅은 무의미하게 되어 상기 스위칭 제어부(50)를 제어하지 못하게 된다.

그리고 이러한 지연회로부(20)는 일정시간이 흐르면 즉, 카운팅이 완료되면 상기 아이씨(IC2)의 출력단 신호가 반전되어 로우레벨로 출력하게 되며, 이는 인버터(IN2)를 하이레벨로 반전시켜 상기한 난드게이트(NAND)의 일측단자를 하이레벨상태로 유지토록 한다. 그러나 상기 난드게이트(NAND)의 타측단자가 로우레벨을 유지하기 때문에, 상기 트랜지스터(Q2)를 반전시키지 못하게 되는 것이다.

이때 상기 램프(L)의 불량으로 인한 소등상태로 반전될 때, 검출코일(CT)은 소정의 전압을 검출하지 못하게 되고, 이는 상기 인버터(IN1)의 출력을 하이레벨로 반전시키게 된다.

따라서 상기한 스위칭 제어부(50)의 난드게이트(NAND)는, 인버터(IN1)를 통한 하이레벨과 인버터(IN2)를 통한 하이레벨이 입력되기 때문에, 상기 난드게이트(NAND)는 로우레벨을 출력하게 되며, 인버터(IN3)를 거쳐 하이레벨을 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스로 인가시키게 된다.

그리하여 이 트랜지스터(Q2)는 턴온되어, 상기한 스위칭수단(SCR)의 제어단자를 어스시키게 됨에 따라, 이그나이터 회로의 동작을 멈추게 하는 것이다. 이는 램프(L)의 불량상태로 인한 이그나이터 회로를 보호하기 위한 것으로, 시스템의 안정성을 충분히 향상시키게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은, 일반적인 이그나이터 회로를 보호토록 하기 위한 것으로, 램프의 불량상태로 인한 계속적인 점화실패 및 배선상의 문제로 인한 점화불능 상태시에 이그나이터 회로의 무의미한 반복적인 동작을 제거함으로써, 고접압의 계속적인 발진으로 인한 안정기의 수명단축을 억제할 뿐만 아니라, 고전압으로 인한 안전사고를 미연에 방지하고, 불필요한 전력을 차단시켜 에너지가 절감되는 충분한 효과를 얻게 된다.

Claims (4)

1. 램프(L), 스위칭수단(SCR)을 포함한 이그나이트 회로(40)에 있어서, 상기 램프(L)의 일측 단자에 구비되어 점소등상태를 검출하기 위한 검출코일(CT); 상기 검출코일(CT)로부터 인가되는 소정치의 전압을 전파정류시키는 브리지다이오드(DB)와, 상기 브리지 다이오드(DB)의 정류신호를 평활시켜 정전압으로 출력토록 하는 저항(R4), 캐패시터(C4), 제2제너다이오드(ZD2)와, 상기 정전압을 반전출력시키는 인버터(IN1)로 이루어진 검출부(30); 저항(R8) 및 캐패시터(C7)에 의한 방전시정수로부터 소정 시간을 카운팅하여 카운팅동안에는 하이레벨을 출력하고 카운팅이 완료되면 로우레벨을 출력시키는 아이씨(IC2)와, 상기 아이씨(IC2)의 출력신호를 반전시키는 인버터(IN2)로 이루어진 지연회로부(20); 상기 검출부(30)의 출력신호와 지연회로부(20)의 출력신호를 상호 앤드논리(NAND, IN3)시키고, 상기 앤드논리(NAND, IN3)의 결과치로부터 상기 스위칭수단(SCR)을 온/오프제어하는 트랜지스터(Q2)로 이루어져, 상기 지연회로부(20) 및 상기 검출부(30)의 출력단 신호로부터 상기 램프(L)가 카운팅이내에 점등되어지면 무신호를 출력하고, 상기 카운팅이 완료되었음에도 불구하고 램프(L)의 점등이 이루어지지 않으면 상기 스위칭수단(SCR)을 턴온시켜 이그나이터 회로(40)의 구동을 정지시키며, 상기 카운팅의 완료이후에 램프(L)의 소등상태를 검출하면 지연회로부(20)의 동작과 관계 없이 이그나이터 회로(40)의 동작을 정지시키는 스위칭 제어부(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 이그나이터 제어회로.
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