KR100618123B1 - 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기에 관한 것으로, 상용교류전원을 인가받아 안정화시키는 전압 안정화부(10)와, 상기 전압 안정화부(10)로부터 교류전원을 인가받아 정류하여 직류전원으로 변환시키는 정류 및 평활부(20)와, 상기 정류 및 평활부(20)로부터 출력되는 직류전원을 공급받아 주어진 공진주파수로 발진하여 램프를 점등시키는 발진 및 시동부(30)와, 점등관(41)을 구비한 2핀 램프가 결착가능하여 상기 발진 및 시동부(30)에 의해 점등되는 램프부(40)를 포함하며, 상기 발진 및 시동부(30)는, 상기 정류 및 평활부(20)에 일측이 연결되어 인입되는 직류 시동전원을 인가받는 시동저항(R7)을 통해 해당 직류 시동전원을 램프부(40)로 직접 전달함으로써, 램프가 정상적으로 삽입된 상태에서는 시동전원이 램프부(40)의 점등관(41)에서 가열부착되는 바이메탈 전극을 따라 발진 및 시동부(30)로 전달되고, 램프 비결착 상태에서는 해당 램프부(40)가 바로 단절되어 시동전원이 발진 및 시동부(30)로 전달되지 않도록 하여 램프 시동이 이루어지지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.
전자식 안정기, 방전관, 글로램프

Description

점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기{ELECTRONIC BALLAST OF LAMP HAVING A GLOWSTARTER}
도 1은 종래 기술에 따른 램프용 전자식 안정기를 나타내는 회로도.
도 2는 4핀 램프를 결착한 전자식 안정기의 램프부를 나타내는 회로도.
도 3은 2핀 램프를 결착한 전자식 안정기의 램프부를 나타내는 회로도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기를 나타내는 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전압 안정화부 20 : 정류 및 평활부
30 : 발진 및 시동부 40 : 램프부
41 : 점등관
본 발명은 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 전자식 안정기를 점등관을 구비한 2핀 램프용으로 사용하는 경우 램프의 부재시에도 계속적으로 안정기가 작동하여 전력을 낭비하는 문제점을 개선하 여 2핀 램프의 사용이 가능함과 동시에 램프의 부재시에는 안정기의 불필요한 시동 동작을 차단할 수 있게 되는 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기에 관한 것이다.
전자식 안정기(Electronic Ballast)는 일반 상용전원(50 ~ 60㎐)의 전원을 고주파(20㎑ ~ 50㎑)로 변환하고 전력효율을 높여 램프를 점등시키는 것으로, 전자식 안정기의 가장 특징적인 개념으로 AC 상용전원의 주파수로는 자기식 안정기(Magnetic Ballast)와 같이 소형화, 경량화가 힘들지만 이 전원을 DC로 정류하고 정류된 DC전압을 다시 발진회로를 사용하여 고주파 AC전압으로 변환하는 것이 인버터 회로 구성을 포함한다는 것이다.
이러한 종래 방식의 전자식 안정기의 구조가 도 1에 공지되어 있다.
도 1을 참조하여 종래 방식의 전자식 안정기 회로의 동작을 간략하게 살펴보면, 전원단(BK, WH)으로부터 상용교류전원이 입력되고 이러한 입력전원에서 발생하는 이상전압을 제거하는 바리스터(VA)와 과전압의 교류전압이 인가되는 것을 차단하는 퓨즈(F1)에 로우패스필터(LF) 및 리플제거용 캐패시터(C1-C3)가 연속해서 연결되어 인가되는 교류전원의 전압을 안정화하는 전압 안정화부(1)와, 상기 전압 안정화부(1)의 타측에 연결되어 해당 상용교류전압을 직류전압으로 변환시키는 브릿지다이오드(D1-D4)와 해당 브릿지다이오드(D1-D4)로부터 정류된 전압의 평활을 담당하는 평활용 캐패시터(C4)로 구성되는 정류 및 평활부(2)와, 상기 정류 및 평활부(2)를 통해 직류전원으로 변환된 전원을 전달받아 스위칭용 트랜지스터(Q1, Q2)에 의해 교호로 스위칭시키는 발진 및 시동부(3)로 구성되며, 이러한 상기 스위칭 소자(Q1, Q2)의 고속 스위칭 동작에 의하여 램프부(4)에 결착된 램프가 구동되게 된다.
이때, 상기 발진 및 시동부(3)에서 시동전원은 상기 정류 및 평활부(2)를 통해 직류화되어 시동저항(R1)을 통해 시동전압 충전용 캐패시터(C10)에 충전되게 되어, 일정기간이 경과되면 다이악(D15)을 도통시키고 상기 제 2 스위칭 소자(Q2)가 턴온됨에 따라, 해당 구동전원이 램프부(4)로 인가되게 된다. 여기에서 제 1 스위칭 소자(Q1)의 게이트단에는 전류 제어 저항(R2)이 접속되어 게이트단으로 흐르는 전류를 제한하며, 이러한 제 1 스위칭 소자(Q1)의 소스단과 게이트단 사이에는 2차측 스위칭트랜스 권선(OSC-2)와 제 11 다이오드(D11) 및 제 12 제너다이오드(D12)가 서로 병렬 접속되어 있다.
마찬가지로, 제 2 스위칭 소자(Q2)의 게이트단에는 전류 제어 저항(R3)이 접속되어 게이트단으로 흐르는 전류를 제한하며, 이러한 제 2 스위칭 소자(Q2)의 소스단과 게이트단 사이에는 2차측 스위칭트랜스 권선(OSC-3)와 제 13 다이오드(D13) 및 제 14 제너다이오드(D14)가 서로 병렬 접속되어 있다.
이때, 상기 제 2 스위칭 소자(Q2)의 게이트단과 소스단의 사이에는 사이리스터(Q3)와 해당 사이리스터(Q3)의 게이트단에 접속된 제 11 캐패시터(C11), 제 6 저항(R6), 제 10 다이오드(D10), 제 5 저항(R5) 및 제 4 저항(R4)로 구성되는 보호회로를 마련하여 램프부(4)로부터의 과전압을 검출해 전원공급을 차단하도록 하는 보호회로가 삽입되게 된다. 이와 같은 스위칭단 및 보호회로는 현재 당업자에 있어 공지 기술이므로 더이상의 상세한 설명은 생략한다.
이러한 종래 방식의 전자식 안정기에서 램프 구동을 위한 시동전원은 상기 전압 안정화부(1)와 정류 및 평활부(2)를 거쳐 직류 전원으로 변환된 후, 시동 저항(R1)을 거쳐 시동전압 충전용 캐패시터(C10)에 충전되게 되고, 소정 수치 이상 충전되면 다이악(D15)이 도통되어 스위칭 소자(Q2)를 통해 해당 시동전원이 램프부(4)에 공급되므로서 해당 램프부(4)의 램프를 시동시키게 된다.
4핀 램프용으로 사용되는 이러한 종래 방식의 전자식 안정기에 4핀 램프를 결착한 상태가 도 2에 도시된다.
이와 같이 4핀 램프가 결착된 종래 방식의 전자식 안정기에서 램프의 부재시, 즉 램프가 결착되지 않은 상황에서는 램프부(4)측이 실제 단선되어 시동전원이 더이상 해당 램프부(4)측으로 공급되지 않으므로 별다른 문제가 없었다.
하지만, 도 3에 도시된 바와 같이 이러한 종래 방식의 전자식 안정기에 방전관이 내장된 2핀 램프를 채용하여 사용하는 경우에는 램프가 결착되지 않은 상황에서도 캐패시터(C9)를 통하여 계속적으로 시동전원이 회로내로 공급되게 되므로 안정기의 다른 부품에 악영향을 줄 수 있는 위험요소가 발생할 수 있고, 실제 안정기내에서 불필요한 전력의 소모가 계속적으로 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 저렴한 가격의 2핀 램프를 직접 채용하여 사용할 수 있는 한편 램프의 부재시에도 부적절한 시동전원의 램프부 공급을 원천적으로 차단하여 안정적인 안정기 동작을 도모할 수 있게 되는 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기를 제공하는 것이 다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기는, 상용교류전원을 인가받아 안정화시키는 전압 안정화부(10)와, 상기 전압 안정화부(10)로부터 교류전원을 인가받아 정류하여 직류전원으로 변환시키는 정류 및 평활부(20)와, 상기 정류 및 평활부(20)로부터 출력되는 직류전원을 공급받아 주어진 공진주파수로 발진하여 램프를 점등시키는 발진 및 시동부(30)와, 점등관(41)을 구비한 2핀 램프가 결착가능하여 상기 발진 및 시동부(30)에 의해 점등되는 램프부(40)를 포함하며, 상기 발진 및 시동부(30)는, 상기 정류 및 평활부(20)에 일측이 연결되어 인입되는 직류 시동전원을 인가받는 시동저항(R7)을 통해 해당 직류 시동전원을 램프부(40)로 직접 전달함으로써, 램프가 정상적으로 삽입된 상태에서는 시동전원이 램프부(40)의 점등관(41)에서 가열부착되는 바이메탈 전극을 따라 발진 및 시동부(30)로 전달되고, 램프 비결착 상태에서는 해당 램프부(40)가 바로 단절되어 시동전원이 발진 및 시동부(30)로 전달되지 않도록 하여 램프 시동이 이루어지지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 발진 및 시동부(30)에는 상기 램프부(40)와 일측이 연결되는 분압저항(R9)이 삽입되며, 상기 분압저항(R9)를 통해 램프부(40)로부터 시동전원을 전달받아 시동전원 충전용 콘덴서(C10)가 직류전원으로 충전되고 소정 시간 경과 후 다이악(D15)이 도통되면 스위칭 소자(Q2)를 통해 시동전원이 램프부(40)로 인가되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기는, 상용교류전원을 인가받아 안정화시키는 전압 안정화부(10), 상기 전압 안정화부(10)로부터 교류전원을 인가받아 이를 정류하여 직류전원으로 변환시키는 정류 및 평활부(20), 상기 정류 및 평활부(20)로부터 출력되는 직류전원을 인가받아 램프부(40)의 램프를 점등시키는 발진 및 시동부(30)를 포함하며, 전체적인 동작구성은 상기 도 1에 도시된 종래 방식의 전자식 안정기와 동일하다.
상기 전압 안정화부(10)는 상용교류전원이 입력되는 일측의 전원단(BK, WH)을 통해 입력되는 전원에서 발생하는 이상전압을 제거하는 바리스터(VA)와, 과전압의 교류전압이 인가되는 것을 차단하는 퓨즈(F1)와, 로우패스필터(LF) 및 리플제거용 캐패시터(C1-C3)를 포함하여 인가되는 교류전원의 전압을 안정화시킨다.
상기 정류 및 평활부(20)는 상기 전압 안정화부(10)의 타측에 연결되어 인입되는 상용교류전압을 직류전압으로 변환시키기 위한 브릿지 다이오드(D1-D4)와, 상기 브릿지 다이오드(D1-D4)로부터 정류된 전압의 평활을 담당하는 평활용 캐패시터(C4)를 포함하여 인입되는 교류전원을 안정적으로 직류화시킨다.
상기 발진 및 시동부(30)는 상기 정류 및 평활부(20)를 통해 인입되는 직류전원으로 상기 램프부(40)에 결착된 램프를 점등시키게 되는데, 해당 램프부(40)로 구형파(120Hz)를 공급하기 위해 인입되는 직류 전원으로 내부의 스위칭 소자(Q1, Q2)가 교대로 동작함으로써 교류상의 출력전원으로 해당 램프부(40)의 램프를 점등시키게 된다.
이러한 램프부(40)에 정상적으로 램프가 결착된 경우의 안정기의 시동 동작을 이하 설명한다.
이러한 발진 및 시동부(30)에서 해당 램프부(40)의 램프를 시동시키기 위한 최초 시동 전원은 상기 정류 및 평활부(20)을 통해 직류화된 후 시동저항(R7)을 통해 우선 램프부(40)로 인입되게 된다.
이때, 상기 시동저항(R7)은 종래 방식의 안정기에서 제 9 다이오드(D9)의 애노드측에 연결되어 최초 시동전원이 시동전원 충전용 캐패시터(C10)에 바로 충전되도록 배치되었지만, 본 발명에서는 상기 시동저항(R7)을 제 9 다이오드(D9)의 캐소드측에 연결시킴으로써 최초 시동전원이 우선적으로 상기 램프부(40)로 전달되게 되는 시동전원 전달 구성상의 특징을 갖는다.
이때, 상기 램프부(40)에는 점등관(41)이 구비되게 되는데, 이러한 점등관(41)의 내부에 구비되는 바이메탈 가동전극은 상술한 바와 같이 직접 시동 전원이 공급되게 되면 해당 점등관(41)의 가열에 따라 순간적으로 내부 고정전극에 붙게 된다. 이에 따라 해당 점등관(41)이 전기적으로 쇼트상태로 되게 되므로 해당 시동전원은 제 8 캐패시터(C8)로 전달되어 충전되고 해당 제 8 캐패시터(C8)에 충전된 시동전원은 분압저항(R9)을 따라 시동전압 충전용 캐패시터(C10)에 충전된 상태에서, 소정치 이상 충전되면 다이악(D15)이 도통되어 스위칭용 트랜지스터(Q2)를 통해 해당 시동전원이 램프부(40)에 공급됨으로써 해당 램프부(40)의 램프를 시동시키게 된다.
하지만, 이러한 램프부(40)에 램프가 결착되지 않은 경우에 안정기의 시동 동작을 이하 설명한다.
이러한 발진 및 시동부(30)에서 해당 램프부(40)의 램프를 시동시키기 위한 최초 시동 전원은 상기 정류 및 평활부(20)를 통해 직류화된 후 시동저항(R7)을 통해 우선 램프부(40)로 인입되게 되는데, 상기 램프부(40)가 결착되지 않은 램프 부재의 경우 해당 램프부(40)에는 점등관(41)이 존재하지 않기 때문에 실제 램프부(40)가 오픈 상태로 되어 해당 시동전원이 더이상 안정기 내로 전달되지 않게 된다.
즉, 종래의 전자식 안정기에 2핀 램프를 그대로 결착하여 사용하는 경우, 직류화된 시동전원이 직접 램프부(40)에 인입되지 않고 충전용 캐패시터(C10)에 직접 충전된 후 스위칭 소자를 통해 램프부(40)로 인입되기 때문에 램프가 결착되지 않은 상황에서도 제 9 캐패시터(C9)를 통해 시동전원을 안정기 회로 내로 계속적으로 전달하여 비정상 상태에서 회로의 동작이 일어나게 하고 불필요한 전력소모를 일으키게 되는 반면, 본원 발명에 따른 전자식 안정기에 2핀 램프를 결착하여 사용하는 경우, 해당 시동전원이 직류전원으로서 해당 램프부(40)에 우선 인가되기 때문에 램프가 결착되지 않은 경우에는 해당 램프부(40)가 오픈상태로 유지되어 더이상의 시동전원이 회로내로 유입되는 것을 차단할 수 있게 되는 것이다.
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 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기는 기존의 전자식 안정기를 2핀 램프용으로 사용하는 경우 램프의 부재시에도 계속적으로 안정기가 작동하여 전력을 낭비하는 문제점을 개선하여 2핀 램프를 채용하여 사용하는 것이 가능함과 동시에, 램프부의 램프 부재시에는 안정기의 불필요한 시동 동작을 사전에 차단시켜 불필요한 시동전원의 인가로 인한 안정기 회로를 파손을 방지하고 전력소모를 막을 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 상용교류전원을 인가받아 안정화시키는 전압 안정화부(10)와, 상기 전압 안정화부(10)로부터 교류전원을 인가받아 정류하여 직류전원으로 변환시키는 정류 및 평활부(20)와, 상기 정류 및 평활부(20)로부터 출력되는 직류전원을 공급받아 주어진 공진주파수로 발진하여 램프를 점등시키는 발진 및 시동부(30)와, 점등관(41)을 구비한 2핀 램프가 결착가능하여 상기 발진 및 시동부(30)에 의해 점등되는 램프부(40)를 포함하며,
    상기 발진 및 시동부(30)는, 상기 정류 및 평활부(20)에 일측이 연결되어 인입되는 직류 시동전원을 인가받는 시동저항(R7)을 통해 해당 직류 시동전원을 램프부(40)로 직접 전달함으로써, 램프가 정상적으로 삽입된 상태에서는 시동전원이 램프부(40)의 점등관(41)에서 가열부착되는 바이메탈 전극을 따라 발진 및 시동부(30)로 전달되고, 램프 비결착 상태에서는 해당 램프부(40)가 바로 단절되어 시동전원이 발진 및 시동부(30)로 전달되지 않도록 하여 램프 시동이 이루어지지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발진 및 시동부(30)에는 상기 램프부(40)와 일측이 연결되는 분압저항(R9)이 삽입되며, 상기 분압저항(R9)를 통해 램프부(40)로부터 시동전원을 전달받아 시동전원 충전용 콘덴서(C10)가 직류전원으로 충전되고 소정 시간 경과 후 다이악(D15)이 도통되면 스위칭 소자(Q2)를 통해 시동전원이 램프부(40)로 인가되는 것을 특징으로 하는 점등관을 구비한 램프의 전자식 안정기.
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