KR100357918B1

KR100357918B1 - 초절전 전자식 안정기의 회로

Info

Publication number: KR100357918B1
Application number: KR1019990017682A
Authority: KR
Inventors: 오석주; 오종석; 오희준
Original assignee: 오석주; 오종석; 오희준
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2002-10-25
Also published as: KR19990068405A

Abstract

본 발명은 초절전 전자 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 교류전원(100V, 220V겸용)에서 유입되는 전자파간섭(EMI) 및 고주파간섭(RFI)의 전원잡음 및 회로 내에서 발생하는 고조파 성분을 제거 및 여과하며, 입력교류전원이 변동할 때 고역율 직류 정전압의 변동되는 출력전압을 감지 및 제어하며, 고주파 전압의 최소 왜형율 및 고효율에 의하여 램프를 점등하며, 램프의 필라멘트를 미리 설정된 시간동안 예비 가열하므로 큰 순간 돌입전압 및 전류를 발생하지 않고 램프를 점등하므로 램프의 수명을 장시간 연장하며, 제2스위칭부에서 발생하는 과전압과 과전류를 감지하는 경우와 램프가 없는 경우 및 램프의 수명이 끝났을 경우들을 감지하면 제어 및 게이트로직부의 출력 펄스폭변조 신호전압에 의하여 안정기의 동작을 정지 또는 재동작하며, 안정기내에서 과열되는 부품들의 온도를 감지 및 제어하며, 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기의 신호를 증폭 및 판단하는 판단기의 출력전압에 의하여 램프를 자동으로 점등(유) 및 소등(무)하며, 내·외부 빛의 밝기에 따라 램프의 전류를 가·감하여 램프의 밝기를 자동 조절하는 밝기감지기 및 안정기의 전류를 감지하는 전류분류기의 여러 기능들로 최소의 오동작과 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하며, 프리볼트(Free Voltage)에서 한등 또는 두등의 램프를 선택 점등하는 초절전 전자 안정기의 요점들이다.

Description

초절전 전자식 안정기의 회로{Electronic Ballast for Ultra Saving Electricity}

본 발명은 초절전 전자 안정기에 관한 것으로, 입력 교류전원에 유입되는 전자파간섭 및 고주파간섭의 전원잡음들을 제거하여 전원접지로 여과하며, 입력 교류전압이 변동하여도 제1스위칭부의 동작에 의하여 안정된 직류전압을 출력하는 고역율 직류 정전압부, 안정기 자체의 소비전력을 줄이며 고효율의 안정된 전력을 램프에 공급하여 램프를 점등하는 고주파 전력제어부, 전파정류기와 직류 정전압부 및 고주파 전력제어부에서 발생하는 고조파 성분을 전원접지로 여과하며, 안정기 회로에 흐르는 전류를 감지하는 전류분류기, 제2스위칭부에서 발생되는 과전압과 과전류를 감지하는 경우와 램프가 없는 경우 및 램프의 수명이 끝났을 경우의 이상 현상들 및 오동작을 감지하는 전압 및 전류감지기의 출력 신호전압을 제어 및 게이트로직부에 연결하여 출력을 차단하는 이상차단부, 안정기내에서 과열되는 부품들의 온도를 감지하는 온도감지부, 램프의 필라멘트를 미리 예비 가열하므로 큰 순간 돌입전압과 돌입전류를 발생하지 않아 램프의 빠른 흑화(Black Zone) 현상을 최소화하므로 수명을 장시간 연장하는 예열 및 차단타이머, 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기와 증폭 및 판별기의 출력전압에 의하여 램프를 자동으로 점등 및 소등하며, 외부 및 내부 빛의 밝기에 따라 램프의 전류를 조절하여 램프의 밝기를 자동 조절하는 여러 기능들로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하며, 프리볼트(Free Voltage)에서 형광램프를 한등(제3트랜스포머(T3)의 2차코일의 L2 와 L4에 연결) 및 두등(T3의 2차코일의 L2 와 L3 및 L3 와 L4에 각각 연결)을 선택하여 점등하는 초절전 전자 안정기를 개발하였다.

종래의 전자 안정기는 형광램프를 점등할 때 발생되는 많은 고조파 성분을 가지며, 전자파간섭 및 고주파간섭의 잡음에 의하여 주변기기들에 오동작을 유발하며, 안정기 자체가 불필요하게 소비하는 전력손실이 크며, 램프를 점등할 때 정격 전압의 300∼400%의 큰 순간 돌입전압 때문에 형광램프에 빠른 흑화 현상을 발생하여 램프의 수명을 단축시키며, 램프를 점등하는 기동 전압용 트랜스포머와 발열부품들에 의하여 내부온도가 상승하여 부품들을 파손하며, 이상 동작으로 발생되는 안정기의 과전압과 과전류를 감지하는 감지기와 안정기 회로를 차단하는 차단장치가 없으므로 화재의 위험성과 램프를 수동스위치에 의하여 소등(OFF)하므로 불필요하게 점등되어 있는 램프에서 소비되는 전력손실이 상당히 크며, 프리볼트(Free Voltage)에서 램프를 점등할수 없는 여러 가지 결점들을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 입력 교류전원에서 유입되는 전자파간섭 및 고주파간섭의 전원잡음을 제거 및 여과하는 전원필터를 사용하며, 안정기가 동작할 때 발생하는 고조파 성분을 전원접지로 여과시키는 여과 캐패시터를 가지며, 입력교류전압 (100V, 220V 겸용)이 변동하여도 제1스위칭부의 동작에 의하여 고효율의 직류 정전압(Vdc1)을 출력하며, 고주파 전력제어부에서 고효율의 고주파 전압과 고주파 파형의 최소 왜율에 의하여 램프를 점등하며, 안정기 회로의 전류를 감지하는 전류분류기의 기능들을 가지는 초절전 전자 안정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존의 안정기들에 의하여 램프를 점등할 때 발생되는 큰 순간 돌입전압과 돌입전류 때문에 램프의 수명을 단축하는 원인을 가지는 반면에 새로 개발된 안정기는 램프의 필라멘트를 미리 설정한 시간동안(0.1∼1초) 예비 가열하는 예열 및 차단타이머부를 가지므로 순간 돌입전압과 돌입전류를 발생하지 않아 램프에서 흑화(Black Zone)의 발생을 최소한 줄이기 때문에 램프의 수명을 10,000시간 이상 연장할 수 있으므로 형광램프의 빈번한 교체 없이 사용할 수 있는 전자 안정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 램프를 점등할 때 발생되는 과전압 및 과전류를 감지할 경우, 램프가 없는 경우, 램프의 수명이 끝났을 경우의 이상 현상들과 오동작을 감지하면 전자 안정기를 일시 정지 또는 차단하므로 화재의 위험성이 전혀 없으며, 이상 현상들과 오동작이 없을 경우에는 안정된 고주파 전력을 공급하여 램프를 점등하는 무보수의 전자 안정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자 안정기가 동작할 때 과열되는 부품들의 온도를 감지하는 온도감지부가 동작하여 전자 안정기를 일시 정지(55℃)하며 과열되는부품들의 온도가 미리 설정된 온도(35℃)로 복귀되면 자동으로 동작되는 전자 안정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자 안정기를 장시간 사용할 때 형광램프 밑의 일정범위 내에서 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기에 의하여 사람의 미세한 이동을 감지하면 램프를 점등하고, 사람의 이동이 없을 때는 미리 설정된 시간(20분 정도)후에는 램프를 자동으로 소등하기 때문에 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 초절전 전자 안정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 및 내부 빛의 밝기를 감지하는 밝기감지기와 증폭 및 판별기의 동작에 의하여 램프에 공급되는 전류를 조절하여 형광램프의 밝기를 자동 조절하므로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 초절전 전자 안정기를 제공하는데 있다.

도1은 본 발명의 초절전 전자 안정기의 블록 도이다.

상기의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 전자 안정기는 입력 교류전원(100V, 220V겸용)에서 유입되는 전자파간섭(EMI) 및 고주파간섭(RFI)의 전원잡음을 제거 및 여과하는 콘몬 모드형 필터를 사용하는 제1필터(10);

제1필터(10)의 작용에 의하여 전원잡음을 제거 및 여과된 입력 교류전압을 전파 정류하여 직류전압을 출력하는 전파 정류기(20);

입력 교류전원이 변동하면 직류 정전압의 출력전압(Vdc1)을 감지하는 변동전압부(38)의 변동전압(△V)에 따라 제어 및 게이트로직부(33)의 활성화된 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 출력을 제6저항(R6)을 통하여 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 공급하며 제2소스(S2)는 제1접지(Vss1)와 연결하면 제1스위칭부(30)의 제1트랜스포머(T1)의 1차코일(L1)의 출력측(4)에 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2)과 순방향으로 연결된 제4다이오드(D4)를 통하여 제14캐패시터(C14)를 충전하므로 항상 안정된 직류정전압을 출력(Vdc1)하는 고역율(PFC) 직류 정전압부(30);

집적회로(I·C)의 동작에 필요한 최저전압과 집적회로(I·C)내부의 과열온도를 감지하면 집적회로의 출력전압을 정지하는 저전압 및 열감지부(35);

제1스위칭부(30) 및 제2스위칭부(50)에서 발생되는 이상 현상들과 오동작의 신호전압들을 감지하면 제어 및 게이트로직부(33)에서 비활성화된 신호전압을 출력하여 제1 및 제2스위칭부들의 동작을 차단하는 이상차단부(36);

안정기내의 제1트랜스포머(T1)와 각 트랜지스터들(Q1, Q2, Q3)의 방열판에 부착된 각각의 더어미스터들(THs)에 의하여 과열되는 부품들의 온도를 감지하면 이상차단부(36)가 동작하여 제어 및 게이트로직부(33)의 출력을 정지시키는 온도감지부(37);

입력 교류전압이 변동하면 직류 정전압부(30)의 출력에서 활성화된 변동전압을 감지 및 검출하는 변동전압부(38);

제1스위칭부(30)의 출력전압(Vdc1)에 접속되는 제2스위칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1)를 온(ON) 또는 오프(OFF)하고 반면에 제3트랜지스터(Q3)를 오프(OFF) 또는 온(ON)하기 위하여 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 펄스폭변조(PWM2) 신호전압을 1차코일(L1)에 입력하면 2차코일(L2, L3)에 유도되는 전압은 동일 주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 제2펄스폭변조(PWM2=Pa 및 Pb) 신호전압을 분리 및 공급하는 제2펄스트랜스포머부(40);

제2펄스트랜스포머(T2)의 2차코일(L2)에서 출력되는 활성화된 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 입력하여 제1트랜지스터(Q1)를 온(ON)하면 직류 정전압부(30)에서 공급되는 직류전압(Vdc1)을 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 일측(1)에 공급하고, 제2펄스트랜스포머(T2)의 2차코일(L3)에서 출력되는 비활성화된 부(-)의 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 입력하여 제3트랜지스터(Q3)를 오프(OFF)하면, 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 타측(2)에 접속되는 제10캐패시터(C10)와 1차코일의 인덕턴스(L1)사이에 일어나는 직렬공진 작용에 의하여 공진 전압을 발생하며, 제10캐패시터(C10)에 직렬로 연결되는 제12캐패시터(C12)에 공진 전압을 충전하며, 상기와 반대로 제1트랜지스터(Q1)가 오프(OFF)하고 제3트랜지스터(Q3)가 온(ON)하면 제12캐패시터(C12)에 충전된 전압을 부하(Q1, Q3)쪽으로 방전하는 한 사이클의 반복작용에 의하여 제12캐패시터(C12)도 역시 공진 전압을 충전 또는 방전하는 반복작용으로 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)에서 발생하는 유기전압에 의하여 2차코일들(L2, L3, L4)에 유도되는 고주파 전압에 의하여 램프를 점등 및 제어하는 제2스위칭부(50);

제1트랜지스터(Q1)는 제1드레인(D1), 제1게이트(G1) 및 제1소스(S1)를 가지며, 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)은 직류 정전압의 출력전압(Vdc1)에 연결하며, 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 입력되면 제1트랜지스터(Q1)는 온(ON) 및 오프(OFF)하며, 제2트랜스포머(T2)의 2차코일(L2)의 일측(7)과 연결되는 제3저항(R3)에 접속되는 제1제너다이오드(ZD1)는 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 일정한 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 유지 및 공급하며, 제2펄스트랜스포머(T2)의 2차코일(L2)의 타측(6)은 제1소스(S1)와 연결되는 제1트랜지스터(Q1);

제3트랜지스터(Q3)는 제3드레인(D3), 제3게이트(G3) 및 제3소스(S3)를 가지며, 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)에 직렬로 연결되는 제3트랜지스터(Q3)의 제3드레인(D3)과 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 일측(1)과 함께 연결하며, 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 부(-)의 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 입력하면 제3트랜지스터(Q3)는 오프(OFF) 및 온(ON)하고, 제2트랜스포머(T2)의 2차코일(L3)의 일측(5)에 연결되는 제8저항(R8)과 접속되는 제2제너다이오드(ZD2)는 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 일정한 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 유지 및 공급하며, 제2펄스트랜스포머(T2)의 2차코일(L3)의 타측(4)과 제3소스(S3)는 제1접지(Vss1)에 함께 접속되는 제3트랜지스터(Q3);

제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 타측(2)에 접속되는 제10캐패시터(C10)에 직렬로 접속되는 제12캐패시터(C12)를 통하여 제1접지(Vss1)에 연결하고, 제10캐패시터(C10)와 직렬로 접속하는 제12캐패시터(C12)의 일측에 접속되는 제1노드(a)는 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L2)의 일측(10)과 직렬로 접속되는 제39캐패시터(C39)에 램프의 출력단자(4)와 함께 접속하고, 또한 제1노드(a)는 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L3)의 일측(8)과 직렬로 접속되는 제36캐패시터(C36)에 램프의 출력단자(7)와 함께 접속하며, 제11캐패시터(C11)의 일측과 접속되는 제2노드(b)는 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L4)의 일측(4)과 직렬로 접속되는 제38캐패시터(C38)에 출력단자(10)와 함께 접속하며, 제3트랜스포머의 1차코일(L1)과 2차코일들(L2, L3, L4)에서 발생되는 고조파 성분은 제11캐패시터(C11)와 제12캐패시터(C12)를 통하여 제1접지(Vss1)로 여과하며, 제1접지(Vss1)에 직렬로 접속되는 제13캐패시터(C13)를 통하여 제2접지(Vss2)에 접속되어 입력 교류전원의 전원접지(F·GND)로 여과시키는 제2필터와 연결되는 제3트랜스포머(T3);

제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L4)의 일측(4)과 직렬로 접속되는 제38캐패시터(C38)에 출력단자(10)와 함께 접속되는 제2노드(b)는 제11캐패시터(C11)를 통하여 제1접지(Vss1)에 접속되며, 제3트랜스포머(T3)에서 발생되는 과전압및 과전류를 감지할 경우와 램프가 없을 경우 및 램프의 수명이 끝났을 경우에 제2노드(b)와 제1접지(Vss1)사이에 직렬로 연결한 제18다이오드(D18)와 제44저항(R44)의 두 소자들 양단자와 병렬로 연결되는 제11캐패시터(C11))의 양단자에 유기 되는 전압을 검출하는 전압 및 전류감지기(60);

형광램프 밑의 일정범위 내에서 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기(61)에서 출력되는 미약한 신호전압을 증폭하는 2단 증폭기의 신호전압을 판별하는 증폭 및 판별기(62)의 활성화된 출력전압에 의하여 형광램프를 점등(ON)하고, 출력전압이 비활성화되면 미리 설정된 시간(20분)후에 램프를 자동으로 소등(OFF)하지만, 사람의 이동이 있을 때는 항상 활성화된 출력전압에 의하여 램프를점등(ON)하는 이동감지기(61)와 증폭 및 판별기(62);

내부 및 외부 빛의 밝기를 감지하는 밝기감지기에 의하여 외부 빛의 밝기가 내부보다 밝을 때는 램프에 공급되는 전류를 감소하고 반대로 외부 빛의 밝기가 내부보다 어두울 때는 램프에 공급되는 전류를 증가하여 램프에 공급되는 전류를 가·감하여 램프의 밝기를 자동 조절하는 밝기감지기(63);

이동감지기(61), 증폭 및 판별기(62), 및 밝기감지기(63)등이 동작하여 출력되는 활성화된 또는 비활성화된 신호전압을 제어 및 게이트로직부(33)의 입력에 연결하는 타이머 및 릴레이구동부(64);

전파정류기(20)와 제1스위칭부(30) 및 제2스위칭부(50)에서 발생되는 고조파 성분을 제1접지(Vss1)와 제2접지(Vss2)사이에 연결되는 제13캐패시터(C13)를 통하여 고조파를 전원접지(F·GND)로 여과시키는 여과캐패시터(70);

제9다이오드(D9)와 직렬 연결된 제11다이오드(D11)들의 양단자에 병렬 연결된 제10저항(R10) 양단자의 전압강하를 검출하여 안정기의 동작전류를 감지하는 전류분류기(80).

이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전자 안정기를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 전자 안정기의 블록 도이다.

도1의 본 발명의 전자 안정기는 입력 교류전원(Vin)의 일측(1)은 퓨즈(F)를 통하여 입력 교류전원(Vin)에서 유입되는 전자파간섭 및 고주파간섭의 전원잡음들을 제거 및 여과하는 제1필터(10)의 위쪽 인덕터(L1)의 입력측(2)에 제2캐패시터(C2)와 제1배리스터(ZNR1)들의 한쪽 터미널들을 연결하고, 위쪽 인덕터(L1)의 출력측(3)에는 제1캐패시터(C1)와 제3캐패시터(C3)들의 한쪽 터미널들에 연결된 더어미스터(NTC1)를 통하여 전파 정류기(20)에 연결하고, 입력 교류전원(Vin)의 타측(2)은 제1필터(10)의 아래쪽 인덕터(L2)의 입력측(1)에 제2캐패시터(C2)와 제1배리스터(ZNR1)의 다른 쪽 터미널들을 연결하고, 아래쪽 인덕터(L2)의 출력측(4)에는 제5캐패시터(C5)와 제3캐패시터(C3)들의 다른 쪽 터미널들의 연결점을 절환스위치(SW1)와 연결하며, 제1캐패시터(C1)와 직렬로 연결되는 제5캐패시터(C5)사이의 접지는 전원접지(F·GND)와 연결되는 콘몬 모드형 필터의 제1필터(10),

제1필터(10)에 의하여 전원잡음을 제거한 입력 교류전원(100V, 220V겸용)은 절환스위치(SW1)에 의하여 220V일 때는 브리지 다이오드에 연결되며, 100V일 때는 직렬로 연결되는 두 전해캐패시터(C15, C16)의 중간단자와 연결되어 전파 정류된 직류전압(Vd)을 출력하는 전파 정류기(20),

고역율 직류 정전압부(30)는 제1트랜스포머(T1)의 1차코일은 큰 돌입전류 억제용 인덕터이며 동시에 1차 및 2차코일에 유도되는 전압으로 집적회로를 동작하는 역할의 보조전원부 트랜스프머, 제2트랜지스터(Q2), 제4다이오드(D4) 및 제14캐패시터(C14)들로 구성되며, 전파 직류전압(Vd)의 양(+)의 출력은 돌입전류 억제용 인덕터(T1)의 위쪽 입력쪽(1)에 연결하고, 출력쪽(4)은 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2)과 순방향으로 연결되는 제4다이오드(D4)가 접속되며, 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압이 입력되면 제2트랜지스터(Q2)는 오프(OFF) 또는 온(ON)하며, 제2트랜지스터(Q2)가 오프(OFF)되면 전파 직류전압(Vd)은 돌입전류 억제용 코일(T1)의 출력쪽(4)에 연결되는 순방향의 제4다이오드(D4)를 통하여 제14캐패시터(C14)를 충전하고, 반대로 제2트랜지스터(Q2)가 온(ON)되면 제14캐패시터(C14)에 충전된 전압을 부하(Q1)쪽으로 공급(방전)하며, 입력 교류전원(Vin)이 변동하면 직류 정전압의 출력전압(Vdc1)에서 변동되는 변동전압(△V)을 변동전압부(38)가 감지하면 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압이 활성화되어 제2트랜지스터(Q2)를 오프(OFF) 또는 온(ON)하는 반복작용에 의하여 제14캐패시터(C14)도 역시 충전(OFF) 또는 방전(ON)하는 반복작용에 의하여 항상 안정된 직류 정전압(Vdc1)을 출력하는 제1스위칭부(30),

예열 및 차단타이머부(32)는 형광램프의 필라멘트를 미리 설정한 시간동안 예비 가열하는 예열 및 차단타이머부(32)의 활성화된 신호전압의 출력에 의하여 미리 설정한 시간동안 필라멘트를 가열하는 예열 타이머가 동작하며, 예열 및 차단타이머부(32)의 비활성화된 신호전압의 출력에 의하여 예열 타이머의 동작을 정지시키는 예열 및 차단타임머부(32),

가변주파수 발진기(31), 예열 및 차단타이머부(32), 역율제어부(34), 저전압 및 열감지부(35), 온도감지부(37)들이 정상 동작할 때의 신호전압이 입력되면 제어 및 게이트로직부(33)는 활성화된 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압을 출력하고, 상기의 (31, 32, 34, 35, 37)들의 어느 하나에서 이상 현상이 발생하면 이상차단부(36)가 동작하여 제어 및 게이트로직부(33)가 비활성화되어 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압을 출력하지 않는 제어 및 게이트로직부(33),

온도감지부(37)는 제1트랜스포머(T1)와 제1스위칭부(30)의제2트랜지스터(Q2) 및 제2스위칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1)와 제3트랜지스터(Q3)들로 구성하며, 이것들에 설치된 각 방열판의 온도를 감지하는 제1, 제2, 제3 및 제4더어미스터(TH1, TH2, TH3, TH4))를 부착하면, 임의의 방열판 온도가 설정된 온도(35℃)보다 높으면 제어 및 게이트로직부(33)의 비활성화된 출력 신호전압에 의하여 안정기를 정지하고, 방열판의 온도가 미리 설정된 온도로 복귀되면 활성화된 신호전압을 출력하여 회로를 다시 동작하는 온도감지부(37),

제14캐패시터(C14)에 충전되는 직류전압은 입력 교류전원(Vin)의 정류전압보다 높은 직류전압을 가지며, 고역율 직류 정전압부(30)의 출력단자(Vdc1)와 제1접지(Vss1)사이에 직렬로 연결되는 제1저항(R1)과 제4저항(R4) 및 제7저항(R7)들에서 제7저항(R7)의 양단자에서 검출되는 변동전압을 역율제어부(34)에 입력하면, 제어 및 게이트로직부(33)의 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 활성화된 출력에 의하여 제2트랜지스터(Q2)를 온(ON)하며, 변동전압이 없으면 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 비활성화된 출력에 의하여 제2트랜지스터(Q2)를 오프(OFF)시키는 전압을 검출하는 변동전압부(38),

제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 활성화된 제2펄스폭변조(PWM2=Pa 및 Pb) 전압을 제2펄스트랜스포머(T2)의 1차코일(L1)의 양단자에 입력하면, 2차코일들(L2=동상, L3=역상)에는 동일 주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압을 출력하며, 제어 및 게이트로직부(33)의 제2펄스트랜스포머(T2)의 2차코일(L2)에 유도되는 활성화된 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압은 제3게이트저항(R3)을 통하여 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하고, 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)와 병렬로 접속되는 제1제너다이오드(ZD1)는 펄스폭변조 신호전압의 일정전압을 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하고, 2차코일(L3)에서 유도되는 활성화된 반전 펄스폭변조(Pb) 신호전압은 제8게이트저항(R8)을 통하여 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 공급하고, 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)에 병렬로 접속되는 제2제너다이오드(ZD2)는 펄스폭변조 신호전압의 일정 전압을 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 공급하며, 제2펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압이 비활성화되면 2차코일들(L2, L3)에는 어떤 유도전압도 출력되지 않으며, 또한 제2펄스트랜스포머(T2)는 1차코일(L1)과 2차코일들(L2, L3)의 각각이 전기적으로 절연되는 제2펄스트랜스포머부(40),

제2스위칭부(50)는 제1트랜지스터(Q1), 제3트랜지스터(Q3), 제3트랜스포머(T3), 제10캐패시터(C10) 및 제12캐패시터(C12)등으로 구성되며, 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 일측(1)은 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)에 직렬로 접속되는 제3트랜지스터(Q3)의 제3드레인(D3)과 함께 접속하며, 1차코일(L1)의 타측(2)에 접속되는 제10캐패시터(C10)와 직렬로 접속되는 제12캐패시터(C12) 사이에 함께 접속되는 제1노드(a)는 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L2)의 일측(10)에 연결되는 제39캐패시터(C39)에 램프의 출력단자(4)와 함께 연결하며, 제3트랜스포머(T3)의 1차코일의 인덕턴스(L1)성분과 제10캐패시터(C10)사이의 직렬공진 작용에 의하여 1차코일(L1)에 유기 되는 직렬공진 전압에 의하여 제3트랜스포머(T3)의 2차코일들(L2, L3, L4)에 유도되는 고주파전압으로 램프를 한등(1개) 또는 두등(2개)을 점등하는 제2스위칭부(50),

제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압은 동일 주기에서 서로 상반되는 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압을 가지며, 제2펄스트랜스포머(T2)의 1차코일(L1)의 일측(1)에 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 공급하고, 타측(2)에는 제9캐패시터(C9)에 직렬로 연결되는 제12저항(R12)을 통하여 펄스폭변조(Pb) 신호전압이 공급되면 제2펄스트랜스포머(T2)의 1차코일(L1)의 양단자(1,2)에 유기 되는 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압에 의하여 2차코일(L2, L3)들에 유도되는 펄스폭변조 신호전압은 동일 주기에서 서로 상반되는 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압을 출력하며, 1차코일L1)의 입력 펄스폭변조(Pa) 신호전압과 동위상의 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 2차코일(L2)에 유기 되어 고주파 전력제어부(50)의 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1) 사이에 공급하면 제1트랜지스터(Q1)는 온(ON) 또는 오프(OFF)하고, 1차코일(L1)의 타측(2)의 입력 펄스폭변조(Pb) 신호전압과 역위상의 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 2차코일(L3)에 유기 되어 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 공급하면 제3트랜지스터(Q3)는 오프(OFF) 또는 온(ON)하는 연속적인 반복작용에 의하여 직류 정전압부(30)의 출력전압(Vdc1)을 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)에 공급하고, 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)에 직렬로 연결되는 제3트랜지스터(Q3)의 제3드레인(D3)과 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 일측(1)을 접속하며, 1차코일(L1)의 타측(2)은 제10캐패시터(C10)에 직렬로 연결되는 제12캐패시터(C12)를 통하여 제1접지(Vss1)에 연결하면 1차코일(L1)에서 발생되는 직렬공진 전압에 의하여 제3트랜스포머(T3)의 2차코일들(L2, L3, L4)의 각각에 유도되는 고주파전압을 발생하는 고주파 전력제어부(50),

제3트랜스포머(T3)에서 발생되는 과전압 및 과전류를 감지할 경우, 램프가 없는 경우, 램프의 수명이 끝났을 경우의 이상 현상들을 감지하면, 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L4)의 일측(4)에 접속되는 제38캐패시터(C38)에 램프의 출력단자(10)와 제11캐패시터(C11)가 함께 접속되는 제2노드(b)와 제1접지(Vss1) 사이에 접속된 제18다이오드(D18)와 직렬 연결되는 제44저항(R44)들의 양단자에 활성화된 이상 신호전압을 출력하고, 이상 현상들이 없으면 양단자에 비활성화된 이상 신호전압을 출력하지 않는 전압 및 전류감지기(60),

안정기가 동작할 때 발생되는 고조파 성분을 여과하는 제2필터(70)의 제13캐패시터(C13)를 가지며, 전파정류기(20), 직류 정전압부(30) 및 고주파 전력제어부(50)등에서 발생되는 고조파 성분을 제1접지(Vss1)와 연결되는 제13캐패시터(C13)와 제2접지(Vss2)를 통하여 입력 교류전원의 전원접지(F·GND)로 연결되어 고조파를 여과하는 제13캐패시터(C13)의 제2필터(70),

전파정류기(20), 제1스위칭부(30) 및 제2스위칭부(50)등이 동작할 때 안정기의 전류를 감지하는 직렬 연결된 두 다이오드(D9, D11)에 병렬 연결된 제10저항(R10)의 양단자의 전압강하를 감지하는 전류분류기(80).

상기의 구성에 의한 본 발명의 전자 안정기의 동작은 다음과 같다.

제1필터(10)의 동작은 입력 교류전원(Vin, 100V, 220V겸용))에서 유입되는 전자파간섭 및 고주파간섭의 전원잡음들을 콘몬 모드형 필터의 작용에 의하여 제1캐패시터(C1)와 직렬로 연결되는 제5캐패시터(C5)사이의 접지와 전원접지(F. GND)가 연결되어 제거 및 여과하는 작용을 한다.

제1배리스터(ZNR1)의 기능은 입력 교류전원(Vin)에 유입하는 과전압(낙뢰)및 입력 전원스위치를 온(ON) 및 오프(OFF)할 때 발생하는 순간 돌입전압(dv/dt)을 줄이며, 더어미스터(NTC1)는 정류다이오드(20)가 교류를 정류할때 및 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2)가 온(ON) 및 오프(OFF)할 때 발생되는 순간 과전압(dv/dt)과 순간 과전류(di/dt)의 과도현상(Transient)으로부터 정류다이오드(20)와 제2트랜지스터(Q2)등을 보호하는 작용을 한다.

고역율 직류 정전압부(30)의 동작은 입력 교류전압(Vin)이 증가하면 직류정전압(Vdc1)의 출력전압도 증가하므로 제7저항(R7,38)의 양단자에서 검출되는 변동전압(△V)과 집적회로(I·C)내부에 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 역율제어부(34)에서 출력되는 신호전압에 따라 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 제2펄스폭변조(PWM2=Pa, Pb) 신호전압은 일정 주기에서 온(ON)시간 폭이 작아지고 반면에 오프(OFF)시간 폭은 비례적으로 크게되는 듀티(D)비의 변화에 의하여 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2)의 온(ON)시간 폭이 작아지면 제14캐패시터(C14)를 충전하는 전류도 작아지므로 직류 정전압의 출력전압(Vdc1)도 감소하며, 상기의 작용과 반대로 입력 교류전압(Vin)이 감소하면 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압의 온(ON)시간 폭이 크게되고 오프(OFF)시간 폭은 작게되어 제14캐패시터(C14)를 충전하는 전류가 증가되므로 직류 정전압의 출력전압(Vdc1)을 증가하는 작용을 반복하면 입력 교류전압(Vin)이 변동하여도 항상 안정된 고역율 직류 정전압(30)의출력전압(Vdc1)을 부하(Q1, Q3)에 공급하는 작용을 한다.

고주파 전력제어부(50)의 기능은 고역율 직류 정전압부(30)에서 출력되는 직류전압(Vdc1)은 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)에 공급하고, 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)와 제3트랜지스터(Q3)의 제3드레인(D3)과 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 일측(1)을 함께 접속하며, 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 동일 주기에서 서로 상반되는 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압 중에서 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 입력하면 제1트랜지스터(Q1)는 온(ON) 또는 오프(OFF)하고 반면에 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 부(-)의 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 입력하면 제3트랜지스터는 오프(OFF) 또는 온(ON)하며, 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 타측(2)과 제1접지(Vss1)사이에 제10캐패시터(C10)에 직렬 연결되는 제12캐패시터(C12)를 접속하면 직렬공진이 일어나며, 상기의 직렬공진에 의하여 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)에서 유기 되는 공진 전압에 의하여 2차코일들(L2, L3, L4)에 유도되는 고주파 전압에 의하여 형광램프를 점등하며, 제1트랜지스터(Q1)와 제3트랜지스터(Q3)가 교차적으로 온(ON) 또는 오프(OFF)할 때 제3트랜스포머(T3)는 과전압과 과전류의 발생을 억제하는 인덕터 역할과 동시에 직렬공진을 일으키는 인덕턴스의 역할을 하는 두 작용을 겸하고 있다.

전압 및 전류감지기(60)의 기능은 제3트랜스포머(T3)에서 발생되는 과전압 및 과전류를 감지할 경우, 램프가 없을 경우, 램프의 수명이 끝났을 경우의 이상 현상들이 발생하면 제어 및 게이트로직부(33)의 두 펄스폭변조(PWM1, PWM2) 신호전압들의 비활성화된 출력에 의하여 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2)와 제2스위 칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1) 및 제3트랜지스터(Q3)들이 동작하지 않으므로 안정기는 정지되며, 이상 현상들이 발생하지 않으면 제어 및 게이트로직부(33)의 활성화된 두 펄스폭변조(PWM1, PWM2) 신호전압들을 출력하여 안정기를 다시 동작하는 작용을 한다.

온도감지부(37)의 기능은 제1트랜스포머(T1)와 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2) 및 제2스위칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1)와 제3트랜지스터Q3)들에 부착된 방열판의 온도를 감지하는 더어미스터들(TH1, TH2, TH3, TH4)의 온도가 미리 설정된 온도(35℃)보다 높은 온도의 더어미스터들(55℃)은 저항 값의 변화에 의하여 온도감지부(37)의 출력전위와 제1접지(Vss1)의 전위가 일치되면 제어 및 게이트로직부(33)의 비활성화된 신호전압에 의하여 안정기는 정지하며, 더어미스터들의 모두가 미리 설정된 온도로 복귀되면 제어 및 게이트로직부(33)의 활성화된 신호전압에 의하여 안정기가 다시 동작하는 작용을 가지고 있다.

예열 및 차단타이머부(32)는 램프의 필라멘트를 미리 설정된 시간동안 예비 가열하는 예열 및 차단타이머부(32)의 신호전압과 제어 및 게이트로직부(33)내의 기준전압이 일치하면 활성화된 신호전압을 출력하여 램프를 온(ON)하고, 상기의 두 전압이 불일치하면 비활성화된 신호전압을 출력하여 램프를 오프(OFF)하기 때문에 큰 순간 돌입전류를 발생하지 않고 형광램프를 점등하므로 램프의 수명을 10,000시간 이상 연장하는 작용을 한다.

형광램프 밑의 일정범위 내에서 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기(61), 증폭 및 판별기(62), 타이머 및 릴레이구동부(64)를 구비하며, 사람의 이동을 감지하면 이동감지기(61)의 활성화된 신호전압의 출력이 증폭 및 판별기(62)에 입력되면, 증폭 및 판별기에서 출력되는 신호전압은 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 제어 및 게이트로직부(33)에 접속되면 연속적으로 램프를 온(ON)하고, 사람의 이동이 없을 때는 이동감지기(61)의 비활성화된 신호전압의 출력이 증폭 및 판별기(62)에 입력되면, 증폭 및 판별기에서 출력되는 신호전압은 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 제어 및 게이트로직부(33)와 연결되면 타이머에 미리 설정된 시간(20분)후에 램프를 자동적으로 오프(OFF)하며, 사람이 이동하는 유·무에 의하여 램프를 자동적으로 온(ON, 유) 또는 오프(OFF, 무)하므로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 작용을 한다.

외부 및 내부 빛의 밝기를 감지하는 밝기감지기(63)는 외부 빛의 밝기가 내부보다 밝을 때는 밝기감지기(63)의 비활성화된 신호전압의 출력을 제어 및 게이트로직부(33)에 입력하면 램프에 공급되는 전류를 감소하며, 상기와 반대현상일 때는 밝기감지기(63)의 활성화된 신호전압의 출력을 제어 및 게이트로직부(33)에 입력하면 램프에 공급되는 전류를 증가하는 작용으로 램프의 밝기를 자동 조절하여 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 작용을 한다.

본 발명은 입력 교류전원(100, 220V겸용)에 유입되는 전자파간섭(EMI) 및 고주파간섭(RFI)의 전원잡음을 제거 및 여과하며, 입력 교류전원이 변동하여도 고역율 직류 정전압부에서 항상 안정된 직류전압을 출력하며, 직류 정전압부에서 출력되는 직류전압을 고주파 전압으로 변환하는 고효율의 고주파전력제어부 및 출력되는 고주파 전압 파형의 왜형율을 최소화하며, 램프의 필라멘트를 미리 가열하는 예비가열 시간을 가지므로 큰 순간 돌입전압과 돌입전류를 발생하지 않아 램프의 수명을 장시간 연장하며, 트랜스포머에서 발생하는 과전압 및 과전류를 감지하는 경우와 램프가 없는 경우 및 램프의 수명이 끝났을 경우와 안정기의 접지가 불량일 경우의 이상 현상들이 감지되면 안정기의 동작을 정지하며, 상기의 이상 현상들이 발생하지 않으면 안정기는 재동작하며, 안정기내에서 과열되는 부품들의 온도가 미리 설정한 온도(35℃)보다 높은 온도(55℃)일 때 안정기의 동작을 정지하고 반면에 과열되는 부품들의 온도가 미리 설정된 온도(35℃)로 복귀되면 안정기는 재동작하며, 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기의 신호전압에 의하여 램프를 자동으로 온(ON, 유) 및 오프(OFF, 무)하므로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하며, 내부 및 외부 빛의 밝기에 따라 램프에 공급되는 전류를 가·감하여 밝기를 자동 조절하므로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하며, 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2)와 제2스위칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1)와 제3트랜지스터Q3) 및 제3트랜스포머(T3)등에서 발생하는 고조파 성분을 제14캐패시터(C14)를 통하여 전원접지(F. GND)로 여과하며, 전파 정류기와 제1스위칭부 및 제2스위칭부가 동작하는 전류를 검출하는 전류분류기를 가지며, 상기의 열거된 이상 현상들과 오동작 및 안정기의 전력손실을 최소화하고 반면에 형광램프에 최대전력을 공급하여 점등하는 새로 개발된 매우 안정되며 무보수의 고역율 및 고효율의 초절전 전자 안정기를 제작 및 공급하는 것이 주된 발명의 효과이다.

Claims

형광램프를 점등하는 초절전 전자 안정기에 있어서, 입력 교류전원(10OV, 220V겸용)에 유입되는 전자파간섭(EMI) 및 고주파간섭(RFI)의 전원잡음들을 제거 및 여과하는 콘몬 모드형 필터를 사용하는 제1필터(10)의 회로;

상기의 제1필터에 의하여 전원잡음을 제거한 입력 교류전원(100V, 220V겸용)을 전파 정류하여 직류전압을 출력하는 전파 정류기(20)의 회로;

상기의 전파 직류전압으로 동작되는 집적회로(I·C)내의 제어 및 게이트로직부(33)의 활성화된 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 출력에 의하여 입력교류전압이 변동하여도 항상 안정된 고역율 직류 정전압을 출력(Vdc1)하고, 제어 및 게이트로직부의 비활성화된 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압이 없으면 직류 정전압부의 출력이 없는 고역율 직류 정전압부(30)의 회로; 상기의 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압은 동일 주기에서 서로 상반되는 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압과 부(-)의 펄스폭변조(Pb) 신호전압이 활성화되면 제2스위칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1)는 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압에 의하여 온(ON) 또는 오프(OFF)하고 반면에 제3트랜지스터(Q3)는 부(-)의 펄스폭변조(Pb) 신호전압에 의하여 오프(OFF) 또는 온(ON)하며, 상기의 양(+) 및 부(-)의 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압이 비활성화되면 두 트랜지스터들(Q1, Q3)의 동작을 정지시키는 제어 및 게이트로직부(33)의 회로;

상기의 전파 직류전원으로 동작되는 집적회로(I·C)내의 가변주파수 발진신호와 클럭펄스(C·P) 신호들에 의하여 동작되는 제어 및 게이트로직부에서 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압 및 제2펄스폭변조(PWM2, Pa 및 Pb) 신호전압들을 출력하며, 상기의 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 비활성화된 출력에 의하여 제2트랜지스터(Q2)를 오프(OFF)하면 전파 정류기(20)로부터 공급되는 직류전압은 순방향으로 연결된 제4다이오드(D4)를 통하여 제14캐패시터(C14)에 충전되고, 상기의 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 활성화된 출력에 의하여 제2트랜지스터(Q2)를 온(ON)하면 전파 정류기(20)로부터 공급되는 직류전압을 스위칭 하여 제1접지(Vss1)로 흘려주는 과정의 반복작용에 의하여 제2트랜지스터(Q2)를 온(ON) 및 오프(OFF)하면 제14캐패시터(C14)에 충전된 전압을 역으로 방전하는 것을 막는 제4다이오드(D4) 때문에 부하(Q1, Q3)쪽으로 항상 안정된 직류 정전압(Vdc1)을 공급하며, 입력 교류 전압(Vin)이 변동하면 직류 정전압의 출력전압(Vdc1)이 변동되는 것을 감지하는 변동전압부(38)의 활성화된 전압에 의하여 제어 및 게이트로직부의 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 출력을 제어하는 변동전압부(38)의 회로;

제3트랜스포머(T3)에서 1차코일(L1)의 일측(1)을 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)와 직렬로 접속되는 제3트랜지스터(Q3)의 제3드레인(D3)에 함께 연결하고, 상기의 1차코일(L1)의 타측(2)에 연결되는 제10캐패시터(C10)와 제1 접지(Vss1)사이에 제12캐패시터(C12)를 접속하며, 상기의 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(T3)의 일측(10)에 연결되는 제39캐패시터(C39)에 램프의 출력단자(4)와 함께 접속되어 제1노드(a)에 접속되고 또한 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L3)의 일측(8)에 연결되는 제36캐패시터(C36)에 램프의 출력단자(7)와 함께 접속되는 제1노드(a)와 제1접지(Vss1)사이에 제12캐패시터(C12)를 연결하고, 상기의 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L4)의 일측(4)에 연결되는 제38캐패시터(C38)에 램프의 출력단자(10)와 함께 접속되는 제2노드(b)와 제1접지(Vss1)사이에 제11캐패시터(C11)를 연결하며, 상기의 제3트랜스포머(T3)의 1차코일의 인덕턴스(L1) 성분과 제10캐패시터(C10)사이에 직렬공진이 일어나며, 상기의 직렬공진에 의하여 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 양단자(1,2)에서 발생하는 공진 전압은 제12캐패시터(C12)를 충전하며, 상기의 1차코일(L1)에서 발생하는 공진 전압의 유기에 의하여 2차코일들(L2, L3, L4)에 유도되는 고주파 전압으로 램프를 점등하며, 상기의 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1) 및 2차코일(L2, L3, L4)들의 유도작용 및 두 트랜지스터들(Q1, Q3)이 스위칭 할 때 발생하는 고조파 성분을 제11캐패시터(C11)와 제12캐패시터(C12)를 통하여 제1접지(Vss1)로 여과되며 또 이 고조파 성분은 제13캐패시터(C13)를 통하여 제2접지(Vss2)쪽으로 여과하면서 램프를 점등하는 고주파 전력제어부(50)의 회로;

전압 및 전류감지기는 제2노드(b)와 제1접지Vss1) 사이의 제11캐패시터(C11) 양단자와 제44저항(R44)에 직렬 연결되는 제18다이오드(D18)들의 양단자들을 병렬로 접속하며, 제3트랜스포머(T3)에서 발생하는 과전압 및 과전류를 감지할 경우와 램프가 없는 경우 및 램프의 수명이 끝났을 경우의 이상현상들을 감지하면 제3트랜스포머(T3)의 2차코일(L4)의 일측(4)과 접속되는 제38캐패시터(C38)에 램프의 출력단자(10)와 함께 접속되는 제2노드(b)에 연결된 제11캐패시더(C11)를 충전하며 동시에 활성화된 과전압과 과전류를 감지하는 전압 및 전류감지기(60)의 회로;

상기의 활성화된 과전압 및 과전류의 감지신호와 가변주파수 발진 신호들이 제어 및 게이트로직부(33)에 입력되면 제어 및 게이트로직부에서 비활성화된 신호전압이 출력되어 안정기를 차단하는 이상차단부(36)의 회로;

내부 및 외부 빛의 밝기를 감지하는 밝기감지기에 의하여 램프에 공급되는 전류를 가·감하여 램프의 밝기를 자동 조절하므로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 밝기감지기(63)의 회로;

사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기의 활성화된 출력신호를 증폭 및 판별기(62)와 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 제어 및 게이트로직부(33)에 입력되면 램프를 계속적으로 점등하고, 이동감지기의 출력신호가 비활성화되면 미리 설정된 시간(20분)후에는 램프를 자동으로 소등하여 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 이동감지기(61), 증폭 및 판별기(62) 및 타이머 및 릴레이구동부(64)들의 회로;

전파 정류다이오드(20)와 제1스위칭부(30) 및 제2스위칭부(50)등에서 발생하는 고조파 성분을 제13캐패시터를 통하여 전원접지(F·GND)로 여과하는 제2필터의 고조파 여과 제13캐패시터(70)의 회로;

전파 정류다이오드(20)와 제1스위칭부(30) 및 제2스위칭부(50)등이 동작할때 직렬 연결된 제9(D9) 및 제11다이오드(D11)의 양단자들과 병렬 연결된 제10저항(R10)의 양단자의 전압강하에 의하여 안정기 회로에 흐르는 동작전류를 감지하는 전류분류기(80)의 회로;
제1항에 있어서, 상기의 고역율 직류 정전압 수단은 제1트랜스포머(T1)에서 1차코일의 인덕터(L1)성분은 큰 돌입전류 상승 억제용이며 동시에 1차코일과 2차코일 사이에 유도되는 전압에 의하여 집적회로(I·C)를 동작하는 보조전원부 기능을 가지는 제1트랜스포머(T1), 제2트랜지스터(Q2), 제4다이오드(D4) 및 제14캐패시터(C14)로 구성되며, 상기의 제1트랜스포머(T1)의 1차코일의 입력측(1)은 전파 직류전압(20)의 플러스(+)측에 연결하고, 1차코일의 출력측(4)은 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2)과 제4다이오드(D4)의 애노드(A)에 접속하며, 상기의 제어 및 게이트로직부(33)의 활성화된 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압에 의하여 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2)를 온(ON) 또는 오프(OFF)하며, 상기의 제2트랜지스터(Q2)는 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 듀티(D)비에 비례하는 오프(OFF)시간 동안에 전파 정류기로부터 공급되는 직류전압은 순방향으로 연결된 제4다이오드(D4)를 통하여 제14캐패시터(C14)를 충전하며, 상기의 제1스위칭부(30)의 제2트랜지스터(Q2)는 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압의 듀티(D)비에 비례하는 온(ON)시간 동안 충전되는 제14캐패시터(C14)는 역으로 방전하는 것을 막는 제4다이오드(D4)때문에 제14캐패시터(C14)에 충전된 전압을 부하(Q1, Q3)쪽으로 공급(방전)하며, 상기의 제14캐패시터(C14)가 연속적인 충·방전을 반복하는 작용에 의하여 안정된 직류 정전압을 출력(Vdc1)하는 제1스위칭부(고역율 직류정전압(30))의 회로;

상기의 변동전압부(38)는 직류 정전압의 출력단자(Vdc1)와 제1접지(Vss1) 사이에 직렬로 연결되는 제1저항(R1), 제4저항(R4) 및 제7저항(R7)들로 구성되며, 상기의 제7저항(R7)의 양단자에서 검출되는 변동전압(△V)과 직접회로(I·C)내에서 발생되는 기준전압(Vref)을 비교하는 작용에 의하여 미세하게 변동되는 전압을 검출하는 변동전압부(38)의 회로;

상기의 직류 정전압부(30)의 출력에서 검출되는 변동전압과 집적회로내의 샘플링 신호전압이 일치할 때 출력되는 동기신호에 의하여 발진하는 가변주파수 발진신호와 램프를 점등하는 귀환 신호전압을 비교하여 동기주파수의 듀티(D)비가 일치하면 활성화된 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압을 출력하고, 상기의 동기주파수의 듀티(D)비가 불일치하면 비활성화된 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압을 출력하지 않는 것을 제어하는 제어 및 게이트로직부(33)의 회로;
제1항에 있어서, 상기의 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 제1펄스폭변조(PWM1) 신호전압은 제6저항(R6)을 통하여 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 공급하고, 상기의 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 제2펄스폭변조(PWM2) 신호전압은 동일 주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스폭변조(Pa 및 Pb) 신호전압을 가지며, 상기의 제2트랜스포머(T2)의 제1차코일(L1)과 제2차코일들(L2, L3)은 서로 전기적으로 절연되며, 1차코일(L1)의 일측(1)에 양(+)의 펄스폭변조(Pa) 신호전압을 공급하고, 1차코일(L1)의 타측(2)에는 부(-)의 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 제12저항(R12)에 직렬로 연결되는 제9캐패시터(C9)를 통하여 공급되면, 1차코일(L1)의 양단자(1, 2)에 유기 되는 펄스폭변조 신호전압에 의하여 2차코일들(L2, L3)에 유도되는 동일 주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압을 각각 출력하며, 1차코일(L1)의 입력 펄스폭변조(Pa) 신호전압과 동위상의 펄스폭변조(Pa, L2) 신호전압을 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하고, 1차코일의 입력 펄스폭변조(Pb) 신호전압과 역위상의 펄스폭변조(Pb, L3) 신호전압을 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)와 제3소스(S3) 사이에 공급하는 것을 특징으로 하는 제2펄스트랜스포머(T2)의 회로;

제1트랜지스터(Q1)와 제3트랜지스터(Q3)는 각각의 드레인(D), 게이트(G) 및 소스(S)를 가지며, 상기의 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)은 직류 정전압의 출력단자(Vdc1)에 접속하고, 상기의 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)와 직렬로 연결되는 제3트랜지스터(Q3)의 제3드레인(D3)에 제3트랜스포머(T3)의 1차코일(L1)의 일측(1)을 함께 접속하며, 상기의 1차코일의 타측(2)은 제10캐패시터(C10)에 직렬로 연결되는 제12캐패시터(C12)를 통하여 제1접지(Vss1)와 연결하며, 상기의 두 트랜지스터(Q1, Q3)의 각 게이트에 펄스폭변조 신호전압을 공급하는 수단으로 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 동일 주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스폭변조(Pa, Pb) 신호전압을 제2트랜스포머(T2)의 1차코일(L1)의 양단자(1, 2)에 공급하면 제1차코일(L1)에서 유기되는 펄스폭변조 신호전압에 의하여 제2차코일들(L2, L3)에는 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스폭변조 신호전압들이 유도되며, 상기의 제2차코일(L2)의 출력은 1차코일(L1)의 입력 펄스폭변조(Pa) 신호전압과 동위상의 펄스폭변소(Pa) 신호전압을 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하고, 상기의 제2차코일(L3)의 출력은 1차코일(L1)의 입력 펄스폭번조(Pb) 신호전압과 역위상의 펄스폭변조(Pb) 신호전압을 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)와 제3소스(S3)사이에 공급하면, 상기의 제1트랜지스터(Q1)는 온(ON) 또는 오프(OFF)하고 반면에 제3트랜지스터(Q3)는 오프(OFF)또는 온(ON)하는 반복작용에 의하여 제3트랜스포머(T3)의 1차코일의 인덕턴스(L1)성분과 제10캐패시터(C10)사이의 공진 작용으로 1차코일(L1)에서 발생되는 공진전압에 의하여 2차코일들(L2, L3, L4)에 유도되는 고주파 전압으로 램프를 한등(L2 와 L4사이에 연결) 또는 두등(L2 와 L3 및 L3 와 L4사이에 각각 연결)을 점등하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력제어부(50)의 회로;
제1항에 있어서, 제1스위칭부(30)의 제1트랜스포머(T1)와 제2트랜지스터(Q2)및 제2스위칭부(50)의 제1트랜지스터(Q1)와 제3트랜지스터(Q3)에 설치되는 각 방열판의 온도를 감지하는 제1(TH1), 제2(TH2), 제3(TH3) 및 제4더어미스터(TH4)를 부착하고, 상기의 각 방열판의 온도를 감지하는 더어미스터들에서 미리 설정된 온도(35℃)보다 높은 온도의 더어미스터(55℃)들의 저항 값이 변하여 집적회로(I·C)내부의 기준전압과 불일치하면 제어 및 게이트로직부(33)의 비활성화된 펄스폭변조 신호전압을 출력하면 안정기는 차단되며, 상기의 미리 설정된 온도(35℃)와 더어미스터들의 온도가 일치하면 활성화된 펄스폭변조 신호전압이 출력되어 자동으로 안정기를 재 동작하는 것을 특징으로 하는 온도감지부(37)의 회로;
제1항에 있어서, 상기의 안정기는 램프의 필라멘트를 미리 설정한 시간 동안 예비가열(Preheated)하는 예열 및 차단타이머를 구비하며, 상기의 예열 타이머에 의하여 미리 설정한 시간동안 필라멘트를 예비 가열하는 신호전압 및 램프를 점등하는 고주파 전압의 귀환 신호전압을 제어 및 게이트로직부(33)에 입력되면, 상기의 제어 및 게이트로직부의 활성화된 펄스폭변조 신호전압이 출력되어 예열 및 차단타이머는 정지되고 동시에 램프에 정상 고주파 전압을 공급하여 램프를 점등(ON)하고, 상기의 제어 및 게이트로직부의 비활성화된 펄스폭변조 신호전압으로 예열 및 차단타이머가 동작하여 필라멘트를 다시 가열하는 작용을 반복하여도 필라멘트에 큰 순간 돌입전압(dv/dt)과 돌입전류(di/dt)를 발생하지 않기 때문에 필라멘트에 도포한 산화물피막의 과잉증발 및 과열을 방지하므로 양쪽 필라멘트 주위의 유리관에 도포한 형광물질이 타는 현상에 의하여 발생되는 흑화(Black Zone)를 최소화하므로 낮은 기동전압에 의하여 관내에 플라즈마를 형성하기 때문에 램프의 수명을 10,000시간 이상 연장시키는 것을 특징으로 하는 예열 및 차단타이머(32)의 회로;
제1항에 있어서, 외부 및 내부 빛의 밝기를 감지하는 밝기감지기(63)에 미리 설정된 기준전압 및 램프를 점등하는 고주파 전압의 귀환되는 전압을 비교하는 비교기의 출력전압을 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 제어 및 게이트로직부(33)에 입력하면, 상기의 제어 및 게이트로직부의 활성화된 양(+)의 펄스폭변조 신호전압에 의하여 내부의 밝기가 외부보다 어두울 때는 램프에 공급되는 전류를 증가하며, 상기의 비교기의 출력전압을 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 제어 및 게이트로직부(33)에 입력하면, 상기의 제어 및 게이트로직부의 비활성화된 부(-)의 펄스폭변조 신호전압에 의하여 외부의 밝기가 내부보다 밝을 때는 램프에 공급되는 전류를 감소하고, 상기의 밝기감지기(63)의 기준전압과 고주파 전압의 귀환되는 전압을 비교하는 비교기의 출력전압을 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 입력하면, 제어 및 게이트로직부(33)에서 출력되는 활성화된 또는 비활성화된 양·부(±)의 펄스폭변조신호전압에 의하여 내부 및 외부 빛의 밝기를 비교하여 램프의 밝기를 자동조절하므로 불필요하게 낭비되는 전력을 절약하는 것을 특징으로 하는 밝기감지기(63)의 회로;
제1항에 있어서, 램프 밑의 일정범위 내에서 사람이 이동하는 유·무를 감지하는 이동감지기(61)에서 출력되는 신호전압을 증폭 및 판별하는 증폭 및 판별기(62)의 출력 신호전압의 유·무에 의하여 구동되는 타이머 및 릴레이구동부(64)는 사람의 이동이 없을 경우에는 미리 설정된 시간동안 비활성화된 신호전압을 타이머 및 릴레이구동부(64)를 통하여 제어 및 게이트로직부(33)에 입력되면, 상기의 제어 및 게이트로직부(33)는 두 펄스폭변조(PWM1, PWM2) 신호전압들을 출력하지 않아 안정기는 자동으로 정지(OFF)하고, 상기의 사람이 이동하는 유·무를 감지하면 제어 및 게이트로직부(33)는 활성화된 두 펄스폭변조(PWM1, PWM2) 신호전압들을 출력하여 안정기를 연속적으로 동작(ON)하며, 상기의 사람이 이동하는 유·무에 의하여 램프를 자동으로 동작(ON, 유) 또는 정지(OFF, 무)하는 작용에 의하여 불필요하게 낭비되는 전력을 절약할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동감지기(61), 증폭 및 판별기(62)와 타이머 및 릴레이구동부(64)들의 회로;
제1항에 있어서, 상기의 고조파 여과 캐패시터는 제1접지(Vss1)와 제2접지(Vss2)사이에 접속되는 제13캐패시터(C13)로 구성하며, 상기의 전파 정류기(20), 고역율 직류 정전압부(30) 및 고주파 전력제어부(50)등에서 발생하는 고조파 성분은 제1접지(Vss1)와 제2접지(Vss2) 사이에 접속되는 제13캐패시터(C13)를 통하여 입력 교류전원의 전원접지(F·GND)로 여과하는 제13캐패시터(C13)를 가지는 것을 특징으로 하는 고조파 여과 캐패시터(70)의 회로.