KR100524639B1 - 무전극 방전등 점등용 기동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영전압, 영전류 스위칭을 구현하면서 PFC(Power Factor Control)을 실현하는 중에 한 번의 임펄스에 의해 한 쌍의 스위칭 소자를 교번적으로 단속하여 무전극 방전등에 2.65MHz의 구동주파수를 갖는 전원을 공급하도록 함으로써 스위칭 효율을 높이고 전력손실을 최소화하도록 한 무전극 방전등 점등용 기동회로에 관한 것이다.

상기의 본 발명은 자기공진을 일으키는 스타트 업(start-up)회로에 의하여 하프-브리지(half-bridge) 영전압, 영전류 스위칭에서 안정적인 공전이 일어나도록 하되, 하프-브리지 회로에서 RF를 만드는 회로는 인덕턴스와 캐패시터를 직병렬 공진회로를 구성하고 고주파 공진이 일어나는 안정적인 주파수를 선정하여 동작하도록 하고,

각 스위치를 구성하는 요소가 드레인 전극, 제어 전극 및 소스 전극간에 기생 용량을 가지며, 공진제어회로에 의해 전도상태가 교대로 전환되는 2개의 스위치 구성요소를 가진 하프-브리지 정류기를 구비한 무전극 방전등을 점호하고 작동시키도록 한 것이다.

Description

무전극 방전등 점등용 기동회로{Circuit for start lighting of electrodeless a discharge lamp}

본 발명은 무전극 방전등 점등용 기동회로에 관한 것으로, 특히 영전압, 영전류 스위칭을 구현하면서 PFC(Power Factor Control)을 실현하는 중에 한 번의 임펄스에 의해 한 쌍의 스위칭 소자를 교번적으로 단속하여 무전극 방전등에 2.65MHz의 구동주파수를 갖는 전원을 공급하도록 함으로써 스위칭 효율을 높이고 전력손실을 최소화하도록 한 무전극 방전등 점등용 기동회로에 관한 것이다.

일반적으로 1879년 에디슨에 의해 백열전구(incandescent lamp)가 발명되고, 1920년대에 형광램프(fluorescent lamp)가 개발된 이후, 1990년대에 무전극(electrodeless) 형광램프가 처음으로 실용화되어 새로운 광원(light source)으로 10년 동안 널리 퍼지게 되었다는 것은 이미 주지된 사실이다.

그리고 상기의 무전극 형광램프를 점등시키기 위한 동작회로가 많이 제안되어 사용되고 있으며, 이중 1995년 9월 27일자 특허출원 제1995-32071호에 의하여 무전극 방전등 점등장치가 있다.

이는, 변환효율을 향상할 수 있는 고주파 전원장치와, 이 고주파 전원장치를 이용함으로써 방전등의 시동을 더욱 원활하게 할 수 있는 무전극 방전등용 점등장치를 제공하도록 한 것으로서,

저주파교류를 실질적으로 평활하지 않고 전파 정류하는 정류수단과,

상기 정류수단으로부터 공급되는 출력을 스위칭함으로써 적어도 1MHz의 고주파전력을 발생하는 반도체 스위치 수단을 구비하는 고주파 전원장치와,

상기 고주파전원장치로부터 고주파전력이 공급되고, 무전극 방전등에 에너지를 공급하는 에너지 공급수단과,

상기 고주파전력 발생수단과 에너지 공급수단과의 사이에서 임피던스를 정합하는 임피던스 정합수단과,

방전매체가 봉입된 투광성 기밀용기를 가지며, 에너지 공급수단에 의해 에너지가 공급되도록 배설되어 있는 무전극 방전등을 구비함으로써 반도체 스위치 소자의 기생용량에 기인한 손실을 절감할 수 있으므로, 변환효율이 양호하도록 하였다.

또한 1997년 12월 3일자 특허출원 제1997-065499호(무전극 저압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로)가 제안되었는 바,

이는 도 1에 도시한 것과 같이, 정류된 전압(VI)이 입력되면 이 전압(VI)을 전해질 캐패시터(C1)에 충전시키고, 상기 전해질 캐패시터(C1)는 스위칭 소자인 두 MOSFET(TR1, TR2) 및 중앙 탭(MP)을 갖는 반파-브리지 주파수 발생기에 전원을 제공하도록 하고,

상기 중앙 탭(MP)은 DC 분리 또는 중앙 탭과 접지 사이에 접속된 RF 커플링 캐패시터(C2), 전류-제한 및 직렬의 공진 인덕턴스(L2) 및 공진 캐패시터(C3)를 포함하는 직렬-병렬 부하 회로를 구동시키도록 하고,

상기 공진 캐패시터(C3)에 병렬로 접속된 램프 인덕턴스(L1)를 통하여 무전극 저압 가스 방전 램프(E)를 구동시키도록 하고,

램프 인덕턴스(L1) 또는 공진 캐패시터 전압(V2)이 반파-브리지 주파수 발생기용 구동 회로의 분기 캐패시터(C4)에 의해 분기되어 페라이트 코어(PC), 1차 권선(LP) 및 2개의 2차 권선(LS1)(LS2)을 갖는 트랜스포머(TRANS)에 공급되도록 하고,

상기 트랜스포머는 권선(LS1)(LS2)과 MOSFET(TR1)(TR2)의 두 공진회로를 여기 시키도록 하고,

동조 커패시턴스(C5)는 상기 캐패시터(C4)와 1차 권선(LP)을 이용하여 상기 동작 회로의 분기 브랜치를 동조시키기 위하여 1차 권선(LP)과 병렬로 제공되며,

상기 공진회로는 유사하게 MOSFET(TR1)(TR2)의 게이트를 동작시키기 위하여 권선(LS1)(LS2)과 병렬로 제공된 동조 캐패시터(C6)(C7)를 포함하도록 하고,

저항(R1)(R2), 공핍형 트랜지스터(T1)(T2) 및 다이오드(D1)(D2)는 스위칭 수행을 향상시키기 위하여 동작하도록 하고,

직렬 방지 방식으로 접속된 보호용 제너 다이오드(Z1)(Z2)는 램프의 점화 동안에 MOSFET(TR1)(TR2)의 게이트 전압을 제한하도록 하고,

저항(R1), 캐패시터(C8), 다이액(DA) 및 다이오드(D3)로 구성되는 톱니파 전압 발생기 형태의 일반적인 주파수 발생기용 시동 회로를 포함하며 시동 후 다이오드(D2)에 의해 동작 주파수에서 턴 오프되도록 하고,

저항(R4)은 상기 톱니파 전압 발생기가 전력 발진기를 시동시키기 이전에 중앙 탭(MP)의 제한된 전위를 규정하도록 동작하고,

캐패시터(C9)(C10)는 MOSFET(TR1)(TR2)의 스위칭 상태가 변화하는 경우에 중앙 탭(MP)의 전위에서 갑작스런 변화의 경사도를 제한하도록 하고,

상기의 캐패시터(C2)(C3)와 인덕터(L2)(L1)는 분기되지 않은 공진 주파수(fn)를 결정하고, 동작 회로내의 캐패시터(C5)(C4)(C6)(C7)와 권선(LP)(LS1)(LS2)에 의한 인덕터는 전체 공진 주파수(fD)를 고정시키도록 하고,

동작 주파수(f0)는 발진 시스템의 결합에 의해 주파수(fD)와 주파수(fn) 사이의 중간 값으로 댐핑에 의해 시프트된 형태로 형성되도록 구성함으로써 무전극 저압 가스 방전 램프를 공진 주파수에 근접한 주파수에서 자유 회전 방식으로 동작시키고, 램프와 구동 회로를 갖는 부하 회로를 구비하는 스위칭 시스템을 포함하도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 무전극 저압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로에 의하여서는 무전극 방전등을 기동시키기 위하여 하프-브리지회로와 같은 정류수단의 하부스위치에 구동용 전압을 지속적으로 인가하도록 하였고, 구동용 전압을 지속적으로 인가하는 과정에서 부품소자에 의한 전력손실이 지속적으로 발생하게 되며 이로 인해 부품의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 영전압, 영전류 스위칭을 구현하면서 PFC(Power Factor Control)을 실현하는 중에 한 번의 임펄스에 의해 한 쌍의 스위칭 소자를 교번적으로 단속하여 무전극 방전등에 2.65MHz의 구동주파수를 갖는 전원을 공급하도록 함으로써 스위칭 효율을 높이고 전력손실을 최소화하도록 한 무전극 방전등 점등용 기동회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무전극 방전등 점등용 기동회로는 무전극 방전등을 점호하고 작동시키는 전원을 안정화시키는 스위칭 모드 전원 공급장치를 포함하는 PFC 제어회로와,

초기에 전원을 투입하면 분압된 전압에 의해 내부의 스위칭 소자를 온시키면서 무전극 방전등의 점등을 위한 공진회로를 기동시키는 점등기동회로와,

상기 점등기동회로를 통하여 공급되는 기동전원에 의하여 상기 무전극 방전등에 RF 전력을 인가하는 공진회로들로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 것으로서,

무전극 방전등(30)을 점호하고 작동시키는 전원을 안정화시키는 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)를 포함하는 PFC 제어회로(Power Factor Control)(1)와,

초기에 전원을 투입하여 두 저항에 의해 분압된 전압으로 내부의 스위칭 소자를 온시키면서 무전극 방전등(30)의 점등을 위한 공진회로(20)를 기동시키는 점등기동회로(10)와,

상기 점등기동회로(10)를 통하여 공급되는 기동전원에 의하여 상기 무전극 방전등(30)에 RF 전력을 인가하는 공진회로(20)들로 구성하되,

램프단자(H)(L)에 연결된 무전극 방전등(30)을 점호하고 작동시키는 전원을 안정화시키는 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)를 포함하는 PFC 제어회로(Power Factor Control)(1)의 입력단 접속단자(+)(-)에는 AC 220V의 전압을 공급받아 브리지 정류기에 의해 정류되어 맥동율을 포함하는 DC전압으로 공급되도록 하고,

고역율을 실현하기 위한 상기 PFC 제어회로(1)의 출력단인 버스 컨덕터 라인에 직렬로 인덕턴스(L11)와 다이오드(D11)를 연결하고,

상기 PFC 제어회로(1)에 전압이 공급되면 PFC IC(2)에서 영전류를 검출해서 MOSFET 스위치(3)를 온시키도록 하고,

상기의 공급전압이 높게 될 때 MOSFET 스위치(3)는 스위칭을 느리게 하여 출력전압이 낮아지도록 하고, 출력전압이 낮아질 때는 MOSFET 스위치(3)를 빠르게 스위칭하여 출력전압을 높여줌으로써 상기 PFC 제어회로(1)의 출력단인 전해질 커패시터(C11)의 양단인 버스 컨덕터 라인에는 DC 400V의 전압이 공급되도록 하고,

상기 무전극 방전등(30)에 전력을 공급하기 위한 공진회로(20)의 두 MOSFET 스위치(21)(22)는 상기 버스 컨덕터 라인에 직렬로 연결되어 도전 상태가 교대로 전환되도록 하고,

전해질 커패시터(C11)는 상기의 두 MOSFET 스위치(21)(22)에 공통으로 접속된 점등기동회로(10)의 하프-브리지 주파수 발생기(11)에 전원을 공급하도록 하고,

상기 하프-브리지 주파수 발생기(11)의 다이오드(D12)와 저항(R11)은 하프-브리지회로의 기준전위를 만들어 주며 커패시터(C12)는 하프-브리지 주파수 발생기(11)의 직류성분을 차단하고 펄스성분의 교류성분만 통과시키도록 하고,

상기 공진회로(20)의 기동을 위한 점등기동회로(10)는 초기에 전원을 투입하면, 상기 다이오드(D11)를 경유하여 인가되고 분할저항(R12)(R13)에 의해 분압된 전압 DC 200V가 인가되면, 바이어스 저항(R14)을 거쳐 베이스에 인가되면서 기동회로의 PNP 트랜지스터(Q1)의 콜렉터전압과 베이스전압 간의 차에 의해 온되고, 이 전압은 NPN 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되면서 온시켜 도통되도록 하고,

상기 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터-에미터를 경유한 전압이 MOSFET 스위치(21)(22)를 교대로 구동하기에 충분한 전압으로 되어 다이오드(D13)를 거쳐 교대로 온시키도록 하고,

여기서 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터-에미터간에 접속된 정전압 다이오드(ZD)는 MOSFET 스위치(21)(22)에 구동전원이 과하게 흐르는 것을 방지하도록 하고,

상기 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터-에미터를 경유한 전압이 상승하여 다이오드(D13)를 거쳐 기준전위가 형성되도록 하고,

상기 공진회로(20)는 직렬회로의 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)에 의해 전류를 제한하는 중에 구동하면서 이에 병렬로 접속된 RF 커플링 코어인 페라이트 코어(23)를 여기시켜 부하인 방전등 인덕턴스(L13)가 도통되도록 하여 상기 페라이트 코어(23)에 접속된 두 MOSFET 스위치(21)(22)를 교대로 도통하여 무저압의 무전극 방전등(30)을 구동시키도록 하고,

상기의 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)에는 직렬로 직류블로킹 커패시터(C14)를 접속하여 상기 두 MOSFET 스위칭소자(21)(22)에 의하여 무전극 방전등(30)에 공급되는 전원의 DC 성분은 차단하면서 AC 성분만 통과하여 공급되도록 하고,

직류블로킹 커패시터(C14)에 병렬로 접속된 저항(R15)은 충전된 전원이 방전되어 상기의 방전등 인덕턴스(L13)가 도통되도록 하여 무전극 방전등(30)의 점등이 가능하도록 하고,

상기의 하프-브리지 주파수 발생기(11)로부터 공급되어 상기의 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)를 경유한 전원은 상기의 공진 커패시터(C13)와의 접속에 의해 신호를 분기하는 신호분기 커패시터(C15)를 거쳐 페라이트 코어(PTX)(23)의 트랜스 포머의 1차 권선(LP11)에 공급되어 상기 트랜스 포머의 두 2차 권선(LS11)(LS12)에서 선형의 B-H 곡선에서 포화가 일어나지 않는 범위 내에서 동작하도록 하고,

상기의 페라이트 코어(23)의 트랜스 포머의 1차 권선(LP11)은 동조 커패시터(C16)와 병렬로 접속되도록 구성한 것이다.

페라이트 코어(PTX)(23)의 트랜스 포머는 1차 권선(LP11)에 대해 2차 권선(LS11)은 정방향으로 권선을 하는 한편, 2차 권선(LS12)은 역방향으로 권선을 하여 서로 역동작에 의한 온/오프를 반복하도록 한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 무전극 방전등 점등용 기동회로는 스위칭 모드 전원 공급장치를 포함하는 PFC 제어회로(1)에서 전원을 안정화시키면서 공급하도록 하고, 이를 전달받은 점등기동회로(10)에서 내부의 스위칭 소자를 온시키면서 공진회로(20)를 기동시키도록 하고, 상기 점등기동회로(10)를 통하여 공급되는 기동전원에 의하여 공진회로(20)에서 상기 무전극 방전등(30)에 RF 전력을 인가하면서 점등시키도록 한 것으로서,

전원을 안정화시키는 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)를 포함하는 PFC 제어회로(Power Factor Control)(1)의 입력단 접속단자(+)(-)에는 AC전압이 도면에 도시하지 않은 브리지 정류기에 의해 정류되고 경유하는 커패시터의 값이 크지 않으므로 직류전원이라 하더라도 맥류분을 포함하는 DC전압으로 공급되도록 한다.

고역율을 실현하기 위한 상기 PFC 제어회로(1)를 경유하여 200V 정도의 직류전원이 공급되는 출력단인 버스 컨덕터 라인에는 직렬로 인덕턴스(L11)와 다이오드(D11)를 연결하여 점등기동회로(10)로 안정된 전원이 공급되도록 한다.

즉, 상기의 PFC 제어회로(1)의 PFC IC(2)로부터 고주파 전압이 공급되면서 MOSFET 스위치(3)가 온/오프를 반복하도록 하여 램프단자(H)(L)에 연결된 무전극 방전등(30)을 점호하고 작동시키도록 한다.

상기의 PFC IC(2)에 의해 MOSFET 스위치(3)가 온된 상태에서는 인덕턴스(L11)에 단속전류가 흐르면서 전원이 축전되고 다시 MOSFET 스위치(3)가 오프되면 인덕턴스(L11)에 흐르던 전류를 강제로 끊어주게 되어 인덕턴스(L11)의 양단에 고전압이 걸리게 되고, 이와 같이 2배 이상의 전압으로 상승한 고전압은 다이오드(D11)를 통하여 전해질 커패시터(C11)에 전원을 충전하도록 한다.

상기의 MOSFET 스위치(3)가 25KHz에서 100KHz까지의 주기로 온/오프를 반복하는 상태이므로 전해질 커패시터(C11)의 양단에 걸리는 전압은 직류전원으로 DC 400V의 일정한 전압을 유지하게 된다.

그리고 상기의 PFC IC(2)는 공급전압이 높게 될 때에는 MOSFET 스위치(3)의 스위칭이 느리게 하여 출력전압이 낮아지도록 하는 한편, 출력전압이 낮아질 때에는 MOSFET 스위치(3)의 스위칭이 빨라지도록 하여 출력전압을 높여줌으로써 상기 PFC 제어회로(1)의 출력단인 버스 컨덕터 라인에 항상 일정한 전압이 유지되도록 한다.

상기 PFC 제어회로(1)의 후단에 접속된 전해질 커패시터(C11)는 두 MOSFET 스위칭소자(21)(22)에 공통으로 접속된 점등기동회로(10)의 하프-브리지 주파수 발생기(11)에 전원을 공급하도록 한다.

한편, 상기 하프-브리지 주파수 발생기(11)를 통과하는 전원은 다이오드(D12)와 저항(R11)에 의해 하프-브리지회로의 기준전위로 통과하면서 커패시터(C12)에 의해 하프-브리지 주파수 발생기(11)의 직류성분이 차단되고 펄스성분의 교류성분만 통과시키도록 한다.

상기 공진회로(20)의 기동을 위한 점등기동회로(10)는 초기에 전원을 투입하면, 상기 다이오드(D11)를 경유하여 인가되고 분할저항(R12)(R13)에 의해 분압된 DC 200V의 전압이 바이어스 저항(R14)을 거쳐 베이스에 인가되면서 기동회로의 PNP 트랜지스터(Q1)의 콜렉터전압과 베이스전압 간의 차에 의해 온되도록 한다.

그리고 상기 PNP 트랜지스터(Q1)의 에미터-콜렉터로 인가되는 전압은 NPN 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되면서 온시켜 도통되도록 한다.

상기 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터-에미터를 경유한 전압이 두 MOSFET 스위치(21)(22)를 구동하기에 충분한 전압으로 다이오드(D13)를 거쳐 공급되도록 한다.

상기의 NPN 트랜지스터(Q2)의 콜렉터-에미터간에 접속된 정전압 다이오드(ZD)는 두 MOSFET 스위치(21)에 구동을 위한 전원이 과전압의 상태로 흐르는 것을 방지하면서 안정된 전압만 흐르도록 한다.

상기의 하프-브리지 주파수 발생기(11)를 통과하면서 커패시터(C12)에 의해 직류성분이 차단된 상태로 공급되는 도 3에 도시한 것과 같은 펄스성분의 교류전원은 상기의 공진 커패시터(C13)와의 접속에 의해 신호를 분기하는 신호분기 커패시터(C15)를 거치는 중에 신호가 분기되면서 페라이트 코어(PTX)(23)의 1차 권선(LP11)으로 인가된다.

상기 페라이트 코어(23)의 1차 권선(LP11)에 인가되는 전원은 상기의 공진 커패시터(C13)에 직렬로 접속된 동조 커패시터(C16)와 상기의 신호분기 커패시터(C15)의 정전용량에 의하여 분배가 이루어지게 된다.

그러므로 공진 커패시터(C13)의 양단 전압은 입력전압의 1/2인 200V가 되고, 동조 커패시터(C16)의 양단 전원은 분압에 의하여 24V가 된다.

상기 동조 커패시터(C16)의 양단 전압인 24V는 동조 인덕턴스인 상기 페라이트 코어(23)의 1차 권선(LP11)과 고유시정수(f=1/2π C16*LP11)로 공진을 하게 되어 도 3에 도시한 것과 같은 고주파의 연속적인 주파수를 생성하게 된다.

상기의 1차 권선 (LP11)에 인가되는 연속적인 고주파에 의하여 페라이트 코어(23)인 트랜스 포머의 2차 권선(LS11)(LS12)에서는 선형의 B-H 곡선에서 포화가 일어나지 않는 범위 내에서 역방향으로 전원이 유기되도록 한다.

즉, 상기 고주파 성분의 교류전원에 의해 상기의 2차 권선(LS11)(LS12)에 상호 역방향의 전원이 유기되므로 공진회로(20)의 두 MOSFET 스위치(21)(22)가 교대로 온되도록 한다.

상기 공진회로(20)의 두 MOSFET 스위치(21)(22)가 교호로 온됨에 따라, MOSFET 스위치(21)가 온된 상태에서는 상기 MOSFET 스위치(21)의 소스-드레인을 통하여 흐르는 200V의 전원이 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)를 경유하는 중에 공진 커패시터(C13)에 충전된다.

상기 공진 커패시터(C13)에 충전이 완료되는 시간은 두 MOSFET 스위치(21)(22)가 교호로 온되는 시간과 동일하게 이루어지도록 설정하였으므로 MOSFET 스위치(21)가 온된 동안에 충전이 이루어지고, 충전이 완료된 때에는 MOSFET 스위치(21)가 오프되면서 MOSFET 스위치(22)가 온되게 된다.

상기의 MOSFET 스위치(22)가 온된 공진 인덕턴스(L2)에 흐르던 전류를 개방하여 양단의 전원이 상승하게 되고 이 전압이 상기 공진 커패시터(C13)에 충전된 전원보다 높아지게 되는 공진의 과정이 연속적으로 반복되어 도 3에 도시한 것과 같은 상태의 전류로 흐르도록 한다.

상기 공진회로(20)의 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)에 의해 전류를 제한하는 중에 구동하면서 상기 공진 커패시터(C13)에 충전되었던 전원이 도 3에 도시한 것과 같은 상태의 교류 파형과 같이 반전되어 부하인 방전등 인덕턴스(L13)가 도통되도록 한다.

그리고 상기의 전원은 직류블로킹 커패시터(C14)를 경유하는 중에 DC 성분은 차단하면서 AC 성분만 통과하게 되고, 이에 병렬로 접속된 저항(R15)은 충전된 전원이 방전되어 상기의 방전등 인덕턴스(L3)가 도통되도록 한다.

상기의 방전등 인덕턴스(L3)의 도통에 의하여 교류 파형의 상태로 무전극 방전등(30)에 공급되어 점등되도록 한다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명의 무전극 방전등 점등용 기동회로에 의하여서는 기존의 무전극 저압 가스방전등 시스템의 공지된 방전등의 동작 과정 중에 지속적으로 점등회로가 동작함으로써 회로의 전력손실을 유발하고 또한 연속적인 동작으로 인한 회로의 수명이 단축되는 문제점이 있었으나, 한 번의 임펄스가 연속적인 공진을 유도하게 하여 전력의 손실을 줄이고 회로의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 무전극 저압 방전 램프의 동작을 위한 구성을 나타낸 회로도.

도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 회로도.

도 3은 본 발명의 동작상태를 나타내는 파형도.

도 4는 본 발명 전등기동회로의 초기 임펄스 상태를 나타낸 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : PFC 제어회로 2 : PFC IC

3, 21, 22 : MOSFET 스위치 10 : 점등기동회로

11 : 하프-브리지 주파수 발생기

20 : 공진회로 23 : 페라이트 코어

30 : 무전극 방전등

Claims (5)

1. 무전극 방전등(30)을 점호하고 작동시키는 전원을 안정화시키는 스위칭모전원공급장치(SMPS)를 포함하는 PFC제어회로(1), 초기에 전원을 투입하여 분압된 전압이 24V이면 내부의 스위칭소자를 온시키는 점등기동회로(10), 상기 점등기동회로(10)를 통해 공급되는 기동전원에 의해 상기 무전극 방전등(30)의 점등을 위한 RF전력을 인가하는 공진회로(20)를 포함하는 무전극 방전등 점등용 기동회로를 구성함에 있어서,

   상기 PFC제어회로(1)는 접속단자에 DC전압이 입력되는 PFC IC(2)에서 영전류에 의해 MOSFET스위치(3)를 온시키도록 하고, 상기 PFC제어회로(1)의 출력단인 버스 컨덕터 라인에는 고역율 실현을 위한 인덕턴스(L11)와 다이오드(D11)를 직렬로 연결하며,

   상기 점등기동회로(10)는 상기 PFC제어회로(1)로부터 전해질 커패시터(C11)를 통해 전원을 공급받는 하프-브리지 주파수 발생기(11)를 구성하고,

   상기 하프-브리지 주파수 발생기(11)에는 하프-브리지 회로의 기준전위를 만드는 다이오드(D12) 및 저항(R11)과, 상기 하프-브리지 주파수 발생기(11)의 직류성분을 차단하고 펄스성분의 교류성분만을 통과시키는 커패시터(C12)를 병렬 구성하며,

   상기 다이오드(D11)를 경유하여 인가되는 전원이 분할저항(R12)(R13)에 의해 분압되고 증가하여 24V에 이르면 콜렉터전압과 베이스전압 간의 차에 의해 온되는 PNP트랜지스터(Q1)와 NPN트랜지스터(Q2)를 구성하고,

   상기 NPN트랜지스터(Q2)를 경유한 전압은 공진회로(20)의 기동에 필요한 기준전위가 형성되도록 다이오드(D13)를 통해 출력됨을 특징으로 하는 무전극 방전등 점등용 기동회로.
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5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공진회로(20)는 상기의 하프-브리지 주파수 발생기(11)를 통한 전원이 직렬회로의 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)에 의해 전류를 제한하는 중에 구동하도록 하고,

   이 전원은 신호분기 커패시터(C15)를 거쳐 동조 커패시터(C16)가 병렬로 접속된 페라이트 코어(23)의 1차 권선(LP11) 및 2차 권선(LS11)(LS12)을 갖는 트랜스 포머(24)로 공급되도록 하고,

   상기 페라이트 코어(23)가 여기됨에 따라 접속된 두 MOSFET 스위치(21)(22)를 교대로 도통하도록 하고,

   상기의 NPN 트랜지스터(Q2)를 경유한 전압이 도통된 MOSFET 스위치(21)(22)를 통하여 흐르도록 하고,

   상기의 공진 인덕턴스(L12)와 공진 커패시터(C13)에는 직렬로 접속된 직류블로킹 커패시터(C14)에서 공급되는 전원의 DC 성분은 차단하면서 AC 만 통과하도록 하고,

   상기 직류블로킹 커패시터(C14)에 병렬로 접속된 저항(R15)은 충전된 전원이 방전되어 상기의 방전등 인덕턴스(L13)가 도통되도록 하여 무전극 방전등(30)을 점등시키도록 한 무전극 방전등 점등용 기동회로.