KR100458896B1 - 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기 - Google Patents

과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기에 관한 것으로써,
입력된 교류전원을 정류하는 브릿지 정류부(20); 상기 브릿지 정류부(20)로부터 정류된 전압을 인가받아 형광램프부(30)의 램프 유무에 따라 초기 스타트전압을 형성하는 램프검출 및 초기전원 공급부(40); 상기 램프검출 및 초기전원 공급부(40)로부터 초기 스타트전압을 공급받아 발진주파수를 발생시키는 주파수 발생부(50); 상기 주파수 발생부(50)의 발진주파수에 따라 내부 스위칭소자(Q1, Q2)가 교호로 스위칭 동작을 수행하여 펄스파를 발생시키는 인버터부(70); 상기 인버터부(70)의 고속 스위칭 전압을 공진시켜 형광램프부(30)의 램프를 점등시키는 공진부(80); 상기 인버터부(70)의 펄스파를 인가받아 스위칭 동작으로 발생되는 피크전압을 감소시켜 스위칭 손실을 보완하는 스누버 회로(90); 및 상기 스누버 회로(90)로부터 유도된 전원으로 동작하여, 입력전원의 변화에도 불구하고 인버터부(70)의 구동전압을 일정하게 유지시키는 부스트 콘버터(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기{ELECTRONIC BALLAST HAVING PROTECTION CIRCUIT FOR OVERLOAD}
본 발명은 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기에 관한 것으로서, 과부하 램프의 과부하 오결선시 공진부의 공진전류를 검출하여 주파수 발생부를 제어함으로써 인버터의 동작을 중단시키는 보호회로인 공진전류 검출부를 구비하고, 스누버 회로를 통하여 부스트 콘버터의 동작전압을 얻어 부스트 콘버터로 하여금 역률 개선과 전류 고조파 함유율을 감소시키도록 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기에 관한 것이다.
일반적으로 형광등은 백열등에 비하여 발광효율이 높아 가장 널리 사용되는 인공조명으로 부성저항 특성으로 인하여 안정기를 필요로 하게 된다.
안정기는 방전시 높은 전압을 만들고 방전후의 전류제한 역할을 하는 것으로현재까지 50~60Hz로 동작하는 자기식(코일식) 안정기가 가장 많이 사용되고 있다. 하지만, 자기식 안정기는 부피가 크고 무거우며, 깜박임과 가청잡음이 있고, 큰 전력손실로 인한 낮은 효율 등의 단점을 가지고 있어 최근에는 전자식 안정기(electronic ballast)에 대한 연구가 많이 되고 있다. 전자식 안정기는 가청주파수(20KHz) 이상의 높은 주파수로 동작하므로 자기식과 같은 단점이 없으며, 케페시터나 인덕터의 크기가 작아지고 형광등의 발광효율을 15% 이상 증가시켜 절전효과를 얻을 수 있다는 장점을 가진다.
이러한 전자식 안정기에 사용되는 공진형 인버터(resonant inverter)는 스위치의 구동방식에 따라 자려식(self-exciting)과 타려식(external-exciting)으로 구분된다.
자려식은 게이트 구동회로가 전류 트랜스포머(current transformer)로 구성되어 공진전류에 의해 자동적으로 게이트가 구동되므로 간단한 회로구성을 가진다는 장점이 있으며, 영전압 턴 온(zero voltage turn on)이 되고 별도의 보조회로를 추가하면 고속의 스위칭이 가능하여 스위칭 손실과 구동손실을 매우 작게 할 수 있게 된다. 하지만, 이러한 자력식의 전자식 안정기는 전원전압 변화에 따라 광출력이 민감하게 변하고 방전시의 돌입전류에 의해 형광등의 수명이 저하될 수 있다.
또한, 타려식은 별도의 구동회로로 게이트를 직접 구동하므로 스위칭 주파수를 가변할 수 있어 초기 기동시 필라멘트 예열(preheating)을 통하여 형광등의 수명을 연장시키고 조광(dimming)을 통하여 추가의 절전효과를 얻을 수 있으나 제어회로가 매우 복잡하고 고주파 동작시 구동 손실이 커진다는 단점이 있다. 따라서타려식은 높은 가격의 고성능 전자식 안정기에 많이 이용되고 있으며, 저가격의 저자식 안정기는 대부분 자려식을 이용한다.
더욱 상세하게는, 종래의 형광등용 안정기에 사용되는 전원 평활용 회로는 입력 전원의 변화에 따라 출력 전압도 변화하여 일정한 전력을 공급할 수 없고, 또한 초기 스타트 동작시에 저부하, 즉 소프트 스타트 상태로 인버터 공급 전압이 과전압(정격전압 + 20% 이상)으로 상승하게 되어, 인버터의 수명과 평활용 전해 콘덴서의 수명을 단축시키는 등 많은 부작용으로 안정기의 불량상태를 초래하는 한편, 공진 코일과 램프에 연결되는 공진용 콘텐서에 의해 공진이 이루어지는 회로의 특성으로 램프 필라멘트 전압을 맞출 수 없어 램프의 수명을 단축시키는 등의 많은 문제점이 있었다.
또한, 발진용 IC 칩의 동작전압과 과부하 회로의 과부하 검출전압을 공진 트랜스의 2차 유도전압을 정류하여 공동 사용하게 됨으로써 2차 유도전압의 부하가 낮은 임피던스로 과부하 상태에서 그 전압 상승이 미약하여 인버터의 동작제어(shut down)를 이루지 못하게 되고, 결과적으로 과부하 및 오결선으로 안정기의 불량 요인이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 능동필터인 부스트 콘버터를 IC 칩을 이용하여 구성함으로써 입력 전압의 20% 이내의 변화에서도 인버터에 공급되는 구동전압을 일정하게 유지시켜 출력전력을 일정하게 유지시키는 한편, 부스트 콘버터에서 맥류전압을 고주파수 스위칭으로 입력전압 및 전류의 위상차를 발생시키지 않도록 하여 역률의 저하 그리고 전류의 왜곡 발생 요인을 제거하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기를 제공하는 것이다.
또한, 공진 코일의 2차 유도 전압을 과부하 검출 전압만으로 사용함으로써 부하 임피던스를 높여 공진 전류 검출부의 검출 특성을 향상시키도록 하여 오동작으로 인한 불량의 원인을 제거하여 램프의 수명을 연장시키는 과부하 보호회로를 갖는 형광등용 전자식 안정기를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용된 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기의 블록 구성도.
도 2는 본 발명이 적용된 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기의 상세 회로도.
도 3은 본 발명이 적용된 안정기에서 내부 IC 칩의 동작 전압 형성과정과 그 순차 동작을 설명하기 위한 그래프.
도 4는 본 발명이 적용된 안정기에서 주파수 제어부의 소프트 스타트 동작을 설명하기 위한 그래프.
도 5는 본 발명이 적용된 안정기에서 인버터부의 전압 변화를 설명하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명이 적용된 안정기에서 과부하 및 오결선시 SCR의 동작에 따른 인버터의 동작을 설명하기 위한 그래프.
도 7은 본 발명이 적용된 안정기에서 입력 전압의 과입력시 주파수 발생부 및 인버터의 동작을 설명하기 위한 그래프.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 입력단 20 : 브릿지 정류부
30 : 형광램프부 40 : 램프검출 및 초기전원 공급부
50 : 주파수 발생부 60 : 주파수 제어부
70 : 인버터부 80 : 공진부
90 : 스누버 회로 100 : 부스트 콘버터
110 : 입력전압 검출부 120 : 전류 검출부
130 : 전압 충전부 140 : 충전전압 검출부
150 : 공진전류 검출부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기는 입력된 교류전원을 정류하는 브릿지 정류부(20); 상기 브릿지 정류부(20)로부터 정류된 전압을 인가받아 형광램프부(30)의 램프 유무에 따라 초기 스타트전압을 형성하는 램프검출 및 초기전원 공급부(40); 상기 램프검출 및 초기전원 공급부(40)로부터 초기 스타트전압을 공급받아 발진주파수를 발생시키는 주파수 발생부(50); 상기 주파수 발생부(50)의 발진주파수에 따라 내부 스위칭소자(Q1, Q2)가 교호로 스위칭 동작을 수행하여 펄스파를 발생시키는 인버터부(70); 상기 인버터부(70)의 고속 스위칭 전압을 공진시켜 형광램프부(30)의 램프를 점등시키는 공진부(80); 상기 인버터부(70)의 펄스파를 인가받아 스위칭 동작으로 발생되는 피크전압을 감소시켜 스위칭 손실을 보완하는 스누버 회로(90); 및 상기 스누버 회로(90)로부터 유도된 전원으로 동작하여, 입력전원의 변화에도 불구하고 인버터부(70)의 구동전압을 일정하게 유지시키는 부스트 콘버터(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 주파수 발생부(50)에서 발생되는 주파수를 변화시키기 위하여 캐패시터(C12)의 충전 여부에 따라 트랜지스터(Q4)를 동작시켜 초기 스타트시 주파수 발생부(50)로 하여금 높은 주파수를 발생시키도록 하여 부드러운 점등이 가능하도록 하는 주파수 제어부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 공진부(80)는 공진트랜스(T2)를 통해 필라멘트 공급전압을 유도받아 캐패시터(C18, C19)로 상기 형광램프부(30)의 램프 필라멘트 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 브릿지 정류부(20)의 맥류전압을 검출하여 상기 부스트 콘버터(100)의 펄스폭을 조절하고, 일정 이상 상승된 입력전압이 인가되면 내부 트랜지스터(Q7)가 온상태로 되어 상기 주파수 발생부(50)의 동작전압을 쇼트시키는 입력전압 검출부(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 공진부(80)의 공진전류를 검출하여 과부하 또는 오결선시에 상기 주파수 발생부(50)의 주파수 발생을 중단시켜 인버터부(70)의 동작을 멈추게 하는 공진전류 검출부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하에서 본 발명은 과부하 램프의 과부하 오결선시 공진부의 공진전류를 검출하여 주파수 발생부를 제어함으로써 인버터의 동작을 중단시키는 보호회로인 공진전류 검출부를 구비하고, 스누버 회로를 통하여 부스트 콘버터의 동작전압을 얻어 부스트 콘버터로 하여금 역률 개선과 전류 고조파 함유율을 감소시키도록 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기를 바람직한 실시예로 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명이 적용된 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기의 상세 회로도이고, 도 3은 본 발명이 적용된 안정기에서 내부 IC 칩의 동작 전압 형성과정과 그 순차 동작을 설명하기 위한 그래프이고, 도 4는 본 발명이 적용된 안정기에서 주파수 제어부의 소프트 스타트 동작을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 본 발명이 적용된 안정기에서 인버터부의 전압 변화를 설명하기 위한 그래프이고, 도 6은 본 발명이 적용된 안정기에서 과부하 및 오결선시 SCR의 동작에 따른 인버터의 동작을 설명하기 위한 그래프이며, 도 7은 본 발명이 적용된 안정기에서 입력 전압의 과입력시 주파수 발생부 및 인버터의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명이 적용된 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기는 입력단(10), 브릿지 정류부(20), 형광램프부(30), 램프검출 및 초기전원 공급부(40), 주파수 발생부(50), 주파수 제어부(60), 인버터부(70), 공진부(80), 스누버 회로(90), 부스트 콘버터(100), 입력전압 검출부(110), 전류 검출부(120), 전압 충전부(130), 충전전압 검출부(140) 및 공진전류 검출부(150)을 포함한다.
도 1 또는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기에 대해 좀더 상세하게 설명하면,
상기 입력단(10)은 상용교류전압(AC전원)을 입력받게 되며, 과전압의 교류전압이 인가되는 것을 차단하는 퓨즈(FUSE)와 각종 전기 전자 장비로부터 발생되는 불요 전자파가 통신이나 다른 기기에 전자기적 장해를 유발시키는 현상을 억제하고 교류전압에 포함되어 있는 고주파의 노이즈성분을 제거하는 라인 필터(LF) 및 제 2 캐패시터(C2)를 포함한다.
상기 브릿지 정류부(20)는 상기 입력단(10)을 통하여 인가된 교류전압을 직류전압으로 변환시켜주는 브릿지 다이오드(D1-D4)로 구성되어 필요로 하는 맥류 전압을 얻어내며, 이러한 정류된 맥류 전압의 평활을 담당하는 평활용 캐패시터(C3)를 포함한다.
한편, 상기 램프검출 및 초기전원 공급부(40)는 제 24 저항(R24), 제 25 저항(R25), 제 26 저항(R26), 제 27 저항(R27) 및 제 28 저항(R28)으로 구성되며, 상기 브릿지 정류부(20)를 통하여 맥류전압을 인가받아 상기 형광램프부(30)의 램프 결착 유무에 따라 제 28 저항(R28)을 통하여 상기 주파수 발생부(50)에 초기 스타트 전원을 공급한다.
이때, 상기 주파수 발생부(50)는 상기 램프검출 및 초기전원 공급부(40)로부터 내부의 제 2 IC 칩(IC2)의 VCC 단자인 1번 단자로 집적회로 초기 스타트 전압을 인가받게 된다. 또한, 이러한 주파수 발생부(50)는 제 2 IC 칩(IC2)에서 2번 단자는 제 16 저항(R16) 및 제 12 캐패시터(C12)를 거쳐 접지단자인 4번 단자에 접속되고, 6번 단자는 제 11 캐패시터(C11) 및 제 7 다이오드(D7)를 통하여 상기 1번 단자로 접속되며, 이러한 상기 제 7 다이오드(D7)와 제 11 캐패시터(C11)의 접점은 8번 단자로 접속되는 구성을 가지게 된다.
따라서, 이러한 주파수 발생부(50)에 동작 전압이 인가되게 되면, 제 16 저항(R16)과 제 12 캐패시터(C12)에 의하여 1/ [1.38(R16+75)*C12 Hz의 발진 주파수를 발생시키게 된다.
상술한 상기 주파수 발생부(50)는 상기 주파수 제어부(60)의 발진 주파수를 제어하게 되는데, 이러한 주파수 제어부(60)는 상기 제 2 IC 칩(IC2)의 1번 단자와 접속된 제 13 저항(R13)과 제 14 저항(R14)의 접점이 제 4 트랜지스터(Q4)의 베이스단에 접속되고 이러한 제 4 트랜지스터(Q4)의 컬렉터단은 제 2 IC 칩(IC2)의 2번 단자와 3번단자에 연결된 제 15 저항(R15) 및 제 8 다이오드(D8)간의 접점에 연결되며, 이미터단은 접지된다. 또한, 제 2 IC 칩(IC2)의 베이스단은 제 10 캐페시터(C10)를 통하여 접지되는 구성을 가지게 된다.
따라서, 초기 주파수(soft start)는 제 13 저항(R13)을 거쳐 제 10 캐패시터(C10)에 전압(0.7V)이 충전될 때 까지는 제 4 트랜지스터(Q4)가 오프상태로 되어 제 2 IC 칩(IC2)의 2번 단자의 전압은 제 15 저항(R15), 제 8 다이오드(D8) 그리고 제 16 저항(R16)을 거쳐 제 10 캐패시터(C10)에 전압을 충전시키는 병렬회로로 구성되어 1/1.38*[1/(R15*R16/R15+R16)*C12] Hz의 주파수를 발생시키게 된다.
한편, 제 10 캐패시터(C10)에 충전 전압이 0.7V를 넘는 순간에 제 4 트랜지스터(Q4)는 온상태로 되어 제 15 저항(R15)과 제 8 다이오드(D8)을 통한 제 12 캐패시터(C12)의 충전전류는 제 4 트랜지스터(Q4)를 통하여 흐르게 된다. 따라서 이러한 제 4 트랜지스터(Q4)의 동작으로 상기 주파수 발생부(50)의 발진 주파수는 2/3(1/R*C) Hz로 환원된다.
이와 같이 상기 주파수 제어부(60)의 제어에 따라 상기 주파수 발생부(50)는 도 4를 참조하면, 초기 스타트 때에는 높은 주파수를 발생시켜 상기 공진부(80)의 공진 전류를 감소시키고 램프의 점등을 부드럽게 점등시킴으로써 결과적으로 램프의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
한편, 주파수 발생부(50)의 주파수는 상기 인버터부(70)를 구동시키게 되는데, 이러한 인버터부(70)는 상기 주파수 발생부(50)의 제 2 IC 칩(IC2)의 7번 단자와 제 17 저항(R17)을 매개로 게이트단이 접속되는 제 1 스위칭 소자(Q2)와 제 2 IC 칩(IC2)의 5번 단자와 제 18 저항(R18)을 매개로 게이트단이 접속되는 제 2 스위칭 소자(Q3)로 구성되어 주파수 발생부(50)의 발진 주파수에 따라 제 1 스위칭 소자(Q2) 및 제 2 스위칭 소자(Q3)가 교호로 스위칭 동작을 이루게 된다.
이러한 인버터부(70)의 스위칭으로 상기 제 1 스위칭 소자(Q2) 및 제 2 스위칭 소자(Q3)의 접점에는 구형파가 형성되게 되며, 이러한 구형파는 상기 공진부(80)에서 정현파로 공진되게 된다. 즉, 상기 제 1 스위칭 소자(Q2) 및 제 2 스위칭 소자(Q3)의 접점과 연결된 제 2 트랜스(T2) 그리고 제 17 캐패시터, 제 18 캐패시터, 제 19 캐패시터 및 제 20 캐패시터로 이루어진 공진부(80)는 상기 인버터부(70)의 고속 스위칭 전압을 정현파로 공진시킴으로써 상기 형광램프부(30)의 램프를 점등시키게 된다.
한편, 상기 스누버 회로(90)는 상기 제 1 스위칭 소자(Q2) 및 제 2 스위칭 소자(Q3)의 접점에 연결되는데, 이러한 스누버 회로(90)는 상기 제 1 스위칭 소자(Q2) 및 제 2 스위칭 소자(Q3)의 접점에 연결되는 제 19 저항(R19), 제 13 캐패시터(C13) 그리고 다이오드(D9 - D10)로 구성되어, 인버터부(70)의 스위칭 손실을 보완하고 스위칭 특성의 향상을 수행하는 한편, 후술되는 제 1 IC 칩(IC1)의 동작전압을 유도하게 된다. 즉, 스누버 회로부(90)의 제 9 다이오드(D9)는 상기 부스트 콘버터(100) 내부의 제 1 IC 칩(IC1)의 VCC 단자인 8 번단자에 접속되어 제 1 IC 칩(IC1)을 동작시키게 된다.
이러한 부스트 콘버터(100)는 상기 제 1 IC 칩(IC1)과 이러한 제 1 IC 칩(IC1)의 5번 단자와 제 4 저항(R4)을 통하여 연결된 제 1 트랜스(T1), 제 1 IC 칩(IC1)의 7번 단자와 제 5 저항(R5)을 통하여 게이트단이 접속된 제 1 트랜지스터(Q1), 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 소스단과 제 1 IC 칩(IC1)의 7번 단자 사이에 놓인 제 5 다이오드(D5)와 제 6 저항(R6), 제 1 IC 칩(IC1)의 2번 단자 및 1번 단자의 사이에 병렬연결된 제 6 캐패시터와 제 7 저항(R7), 그리고 상기 1 번 단자와 접지 사이에 접속되는 제 5 캐패시터(C5)로 구성되어 상기 제 1 트랜스(T1)에는 L*di/dt 의 VL전압이 발생되게 된다.
또한, 상기 입력전압 검출부(110)는 상기 브릿지 정류부(20)의 평활용 캐패시터(C3)와 병렬 접속된 저항(R1 - R3) 그리고 제 4 캐패시터(C4)가 구성되고 이러한 저항(R1 - R3)을 통해 제 1 제너 다이오드(ZD1)가 브레이크 다운을 일으키면 도통되는 제 7 트랜지스터(Q7) 그리고 제 12 저항으로 구성되게 되는데, 따라서 상기 부스트 콘버터(100)는 이러한 입력전압 검출부(110)의 전압에 따라 펄스폭을 조절하여 상기 VL전압을 일정하게 유지시키면서 그 전기적 특성인 역률의 향상과 전류 고조파 함유율을 감소시키게 된다.
즉, 도 7을 참조하면, 입력 교류 전압이 25% 이상 상승된 전압이 입력되게 되면 상기 제 7 트랜지스터(Q7)은 온상태로 되어 상기 주파수 발생부(50)의 동작전압을 쇼트시켜 발진 주파수의 발생을 중단시킴으로써 인버터의 동작을 멈추게 하다.
또한, 도 5를 참조하면, 상기 부스트 콘버터(100)의 동작으로 인버터 전압의 변화를 보여주는데, 부스트 콘버터(100)의 스위칭 전류는 제 1 트랜지스터(Q1)의 소스단과 연결된 제 8 저항(R8)으로 구성되는 전류 검출부(120)에서 그 전류를 검출하여 일정한 부하 전류를 유지시킴으로써 출력 전력을 일정하게 한다.
한편, 상기 전압 충전부(130)는 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 드레인단과 제 1 트랜스(T1)의 접점에 연결된 제 6 다이오드 및 이와 직렬 연결된 캐패시터(C7 - C8)로 구성되어 상기 부스트 콘버터(100)의 VL전압으로써 충전되게 된다.
이때, 상기 충전전압 검출부(140)는 상기 전압 충전부(130)의 직렬 연결된 캐패시터(C7 - C8)과 병렬로 연결된 저항(R0 - R11)이 상기 부스트 콘버터(100)의 1번 단자에 접속되도록 구성되는데, 따라서 이러한 충전전압 검출부(140)은 상기 전압 충전부(130)의 전압을 검출하여 상기 부스터 콘버터(100)의 펄스폭을 제어하게 되고 일정한 충전전압을 유지시키게 된다.
도 3에 이러한 집적회로(IC1, IC2)의 동작전압 형성 과정과 집접회로의 순차동작이 도시되어 있다.
한편, 상기 공진전류 검출부(150)는 상기 공진부(80)의 제 2 트랜스(T2)와 제 12 다이오드(D12) 및 제 22 저항(R22)를 통하여 접속되며, 이러한 제 22 저항(R22)의 타측은 제 6 트랜지스터(Q6)의 베이스단으로 제 2 제너 다이오드(ZD2)를 통하여 접속되게 되고 제 23 저항 및 제 16 캐패시터를 통해 접지된다. 또한, 상기 제 6 트랜지스터의 베이스단은 제 14 캐패시터(C14) 및 제 21 저항(R21)을 통해 접지되는 한편, 제 5 트랜지스터(Q5)의 컬렉터단으로 접속되며, 이러한 제 5 트랜지스터(Q5)의 베이스단은 그 이미터단에 제 15 캐패시터를 통하여 접속되는 한편, 상기 제 6 트랜지스터(Q6)의 컬렉터단에 접속되게 되며, 제 5 트랜지스터(Q5)의 이미터단에는 제 20 저항(R20)이 연결되게 된다.
따라서 상기 인버터부(70)의 구동으로 공진부(80)을 거쳐 상기 형광램프부(30)의 램프를 점등시키는 과정에서 오결선이나 과부하가 발생되면 상기 공진전류 검출부(150)에서 상기 제 2 트랜스(T2)를 통하여 공진전류를 검출하고 이에 따라 상기 주파수 발생부(50)의 발진 주파수 발생을 중단시키도록 하여 인버터부(70)의 동작을 멈추게 한다.
이때, 이러한 공진전류 검출부(150)의 제 5 트랜지스터(Q5)와 제 6 트랜지스터(Q6)의 구성은 PNP-NPN 구성으로 전압 제어되는 SCR 회로로서, 도 6을 참조하면 과부하 및 오결선시 인버터부(70)의 동작을 멈추게 하며, 그 특성상 램프의 조건과오결선의 원인이 제거되기까지는 계속적으로 온상태를 유지하게 된다. 이때, 상술한 과부하 및 오결선의 원인이 제거되면, 이러한 PNP-NPN 구성의 SCR은 오프상태로 되어 안정기는 재동작이 이루어지게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 나타난 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기는 능동필터인 부스트 콘버터를 사용함으로써 20%의 입력전압 변동이 발생되더라도 인버터 구동전압을 일정하게 하여 출력전력을 일정하게 유지시키는 한편, 이러한 부스트 콘버터에서 맥류전압을 고주파수 스위칭으로 입력 전압전류의 위상차가 발생되지 않도록 함으로써 역률의 저하나 전류의 왜곡 발생 요인을 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 입력전압 검출부에서 정격전압보다 25% 이상 상승된 과입력 전압이 발생되면 주파수 발생부의 동작전압을 쇼트시켜 주파수 발생을 중단시키게 되어 인버터의 구동을 멈추게 함으로써 안정기의 불량 발생 요인을 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 인버터의 스위칭 동작으로 발생되는 피크전압을 감소시키는 스누버 회로를 구비하여 집적회로의 동작이 순차적으로 이루어지게 함으로써 인버터의 동작을 원활히 이루어지게 하는 한편, 공진전류 검출부의 부하 임피던스를 높여 공진전류 검출부의 검출 특성을 향상시킴으로써 오동작으로 인한 불량의 원인을 제거하게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 입력된 교류전원을 정류하는 브릿지 정류부(20);
    상기 브릿지 정류부(20)로부터 정류된 전압을 인가받아 형광램프부(30)의 램프 유무에 따라 초기 스타트전압을 형성하는 램프검출 및 초기전원 공급부(40);
    상기 램프검출 및 초기전원 공급부(40)로부터 초기 스타트전압을 공급받아 발진주파수를 발생시키는 주파수 발생부(50);
    상기 주파수 발생부(50)의 발진주파수에 따라 내부 스위칭소자(Q1, Q2)가 교호로 스위칭 동작을 수행하여 펄스파를 발생시키는 인버터부(70);
    상기 인버터부(70)의 고속 스위칭 전압을 공진시켜 형광램프부(30)의 램프를 점등시키는 공진부(80);
    상기 인버터부(70)의 펄스파를 인가받아 스위칭 동작으로 발생되는 피크전압을 감소시켜 스위칭 손실을 보완하는 스누버 회로(90); 및
    상기 스누버 회로(90)로부터 유도된 전원으로 동작하여, 입력전원의 변화에도 불구하고 인버터부(70)의 구동전압을 일정하게 유지시키는 부스트 콘버터(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 발생부(50)에서 발생되는 주파수를 변화시키기 위하여 캐패시터(C12)의 충전 여부에 따라 트랜지스터(Q4)를 동작시켜 초기 스타트시 주파수 발생부(50)로 하여금 높은 주파수를 발생시키도록 하여 부드러운 점등이 가능하도록 하는 주파수 제어부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공진부(80)는 공진트랜스(T2)를 통해 필라멘트 공급전압을 유도받아 캐패시터(C18, C19)로 상기 형광램프부(30)의 램프 필라멘트 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 브릿지 정류부(20)의 맥류전압을 검출하여 상기 부스트 콘버터(100)의 펄스폭을 조절하고, 일정 이상 상승된 입력전압이 인가되면 내부 트랜지스터(Q7)가 온상태로 되어 상기 주파수 발생부(50)의 동작전압을 쇼트시키는 입력전압 검출부(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공진부(80)의 공진전류를 검출하여 과부하 또는 오결선시에 상기 주파수 발생부(50)의 주파수 발생을 중단시켜 인버터부(70)의 동작을 멈추게 하는 공진전류 검출부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과부하 보호회로를 갖는 전자식 형광등용 안정기.
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