KR100634481B1 - 형광등의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 안정기 회로 - Google Patents

형광등의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 안정기 회로 Download PDF

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Abstract

가열 방전식 형광등에서 입력되는 교류전원의 위상을 전압의 크기로 분할한 다음, 분할된 전압 중 저전압부분은 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 함으로서, 형광등의 수명을 연장시키고, 형광램프의 조도를 증진시키며, 전원 변환이 필요치 않아 전력 사용의 효율을 증진시키기 위한 형광등의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 안정기 회로가 개시된다. 본 발명은, 상용교류전원을 인가받아 이를 전파 정류하는 단계;전파 정류된 교류전원의 위상을 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 위상부분중 전압이 낮은 저전압부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 스위칭 제어하는 단계; 스위칭제어단계에서 출력된 신호에 따라 전압이 낮은 저전압 부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 스위칭 하는 단계; 및 스위칭 제어 단계에서 출력된 신호에 따라 전압이 높은 고전압 부분은 형광램프의 점등전원으로 스위칭 하는 단계를 포함한다.

Description

형광등의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 안정기 회로{method for driving of a fluorescent lighting and a ballast stabilizer circuit for performing the same}
도 1은 일반적으로 사용되는 형광등의 점등방식을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 일반적인 전자식 안정기의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 형광등의 구동방법을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광등의 안정기 회로의 구성 및 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 도 4의 안정기회로의 다른 실시예로써 부궤환회로의 구성 및 동작을 보여주기 위한 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 형광등의 안정기 회로의 동작파형을 설명하기 위한 파형도이다.
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<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 형광램프 102 : 필라멘트
110 : 정류부 120 : 전압 스위칭 제어부
130 : 저전압스위칭부 140 : 고전압스위칭부
142 : PWM 회로 144 : 부궤환회로
본 발명은 형광등의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 안정기 회로에 관한 것으로, 특히 가열 방전식 형광등에서 입력되는 교류전원의 위상을 전압의 크기로 분할한 다음, 분할된 전압 중 저전압부분은 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 함으로서, 형광등의 수명을 연장시키고, 형광램프의 조도를 증진시키며, 전원 변환이 필요치 않아 전력 사용의 효율을 증진시키기 위한 형광등의 구동방법 및 이를 수행하기 위한 안정기 회로에 관한 것이다.
형광등은 전력소모가 일반 백열등에 비해 적고 밝기도 훨씬 밝기 때문에 가정과 기업에서 가장 보편화된 조명기구이다. 형광등은 방전등의 일종이며, 형광램프의 내부의 전극(필라멘트)에 고압의 전압을 걸어 방전시키면 다량의 전자가 방출되고, 이것이 형광램프 내부표면에 도포된 형광물질에 흡수되면 형광물질이 발광하여 형광등 고유의 빛을 발하게 된다.
일반적인 예열 점등식 형광등은 도 1에서 보는 바와 같이 쵸크트랜스(10), 글로우 스타트 램프(glow start lamp; 이하 스타터 램프라고함)(20) 및 형광램프(30)로 이루어진다. 형광램프(30)의 전극인 필라멘트(32)에는 전자방출물질이 도포되어 있으며, 도포된 전자방출물질이 원활해질 때까지 예열을 하여야 한다. 스타터 램프(20)는 전원 스위치를 온 시키면 방전에 의해 램프가 발광하기 전까지 필라멘트(32)를 예열하여 점등이 이루어지도록 하는 것이다. 쵸크트랜스(10)는 방전이 이루어지기 위해 필요한 고전압을 발생시키는 장치이다.
일반적인 형광등의 점등방법은 사용자가 조명 스위치를 온 시키면 전원선중 한 선은 쵸크 트랜스(10)를 통하여 스타터 램프(20)에 연결되고, 다른 한 선은 형광램프(30)의 양단에 형성된 필라멘트(32)를 통하여 스타터 램프(20)에 연결되기 때문에 전원이 인가되면 스타터 램프(20)의 양단에는 전압이 인가된다. 스타터램프(20)에 전압이 인가되면 스타터 램프(20)는 점등되고, 점등에 따라 발생된 열에 의하여 내부에 형성된 바이메탈리드(22)가 물리적으로 변형되어 스타터 램프(20)의 양단은 회로적으로 단락된다. 스타터 램프(20)의 양단이 회로적으로 단락되면 형광램프(30)의 양단의 필라멘트(32)에 쵸크 트랜스(10)를 통하여 전압이 인가된다. 형광램프(30)의 양단에 전압이 인가되면 형광램프(30)의 양단에 형성된 필라멘트(32)가 발열되면서 스타터 램프(20)에 공급되던 전원이 낮아지게 되므로 스타터 램프(20)는 방전되지 못하여 소등되고, 소등에 따라 발열도 정지되어 내부에 형성된 바이메탈리드(22)가 물리적으로 변형되어 스타터 램프(20)의 양단은 회로적으로 단선상태가 된다. 스타터 램프(20)의 양단이 회로적으로 단선상태가 되면, 필라멘트(32)를 통하여 스타터 램프(20)에 인가되던 전류의 공급이 정지되어 필라멘트(32)의 양단에는 높은 전압이 유기된다. 형광램프(30)의 필라멘트(32)의 양단에 유기된 전압에 의하여 형광램프(30)는 방전을 시작하여 다량의 전자가 방출되고, 이것이 형광램프 내부표면에 도포된 형광물질에 흡수되면 형광램프(30)가 빛을 발생하게 된다.
형광램프(30)가 발광하면 스타터 램프(20)에 공급되던 전원이 낮아지게 되면 서 스타터 램프(20)는 방전되지 못하여 초기 상태를 유지한다.
위와 같이 방전식 스타터 램프(20)를 통하여 형광등을 점등하는 방식은 온도 변화나 입력전압에 따라 동작이 불안한 단점이 있다. 또한, 불안정한 전력의 공급으로 인하여 형광램프(30)의 수명이 단축되며, 쵸크 트랜스(10)를 사용하여 전압을 변환시키는 방법을 이용하기 때문에 전력 사용 효율을 저하되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 전자회로로 구성된 전자식 안정기가 발명되었다. 전자식 안정기는 도 2에서 보는 바와 같이, 정류부(50)에서 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하고, 변환된 직류전원을 이용하여 발진부(60)를 통하여 30KHz ~ 100KHz 정도의 발진을 시킨 다음, 발진된 직류전원을 스위칭부(70)에서 스위칭하여 전압을 변환시키는 트랜스(80)의 일차코일에 인가한다. 트랜스(80)의 이차코일에서는 일차코일에서 유기된 전압으로 형광램프(90)의 필라멘트(92)를 가열시키면서, 전류가 제한된 고압을 형광램프(90)의 양단에 인가시켜 방전시킴으로 형광램프(90)를 점등시키게 된다.
위와 같은 전자식 안정기는 전력 변환을 스위칭 방식으로 이루어 지게 함으로서, 방전식 스타터 램프를 사용하는 방식에 비하여는 전력 효율이 좋은 편이나, 역시 전압변환을 함으로써 전력 효율이 저하되는 단점과 함께 스위칭부의 구성소자들의 가격이 높고 소자의 발열이 많아 안정기 회로의 소형화가 불가능하고, 제작 단가가 증가되어 경제성이 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 입력되는 교류전원의 위상을 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 위상부분 중 전압이 낮은 저전압부분은 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 함으로서, 형광등의 수명을 연장시키고, 형광램프의 조도를 증진시키며, 전원 변환이 필요치 않아 전력 사용의 효율을 증진시키기 위한 형광등의 구동방법을 제공하는 데 제 1 목적이 있다.
본 발명의 제 2 목적은 상기한 방법을 수행하기 위한 안정기 회로를 제공하는 것이다.
상기한 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
상용교류전원을 인가받아 이를 전파 정류하는 단계;
전파 정류된 교류전원의 위상을 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 위상부분중 전압이 낮은 저전압부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 별도의 전압 변환 없이 교류 전원을 스위칭하기 위한 스위칭 제어 단계;
스위칭 제어단계에서 출력된 신호에 따라 전압이 낮은 저전압 부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 스위칭 하는 단계; 및
스위칭 제어 단계에서 출력된 신호에 따라 전압이 높은 고전압 부분은 형광램프의 점등전원으로 스위칭 하는 단계를 포함한다.
또한, 상기의 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다이오드로 구성되어 상용교류전원을 인가받아 이를 전파 정류하기 위한 정류부;
정류부에서 전파 정류된 교류전원을 입력받아 전압의 크기에 따라 위상을 분할한 다음, 분할된 위상중 전압이 낮은 저전압부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 스위칭 동작을 제어하기 위한 전압 스위칭 제어부;
전압 스위칭 제어부의 출력측에 접속되어 전압 스위칭 제어부의 출력신호에 따라 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 하기 위한 저전압스위칭부; 및
전압 스위칭 제어부의 출력측에 접속되어 전압 스위칭 제어부의 출력신호에 따라 고전압부분을 펄스폭 변조하여 형광램프의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로를 형성하여 형광램프의 방전을 위한 전원을 스위칭 하기 위한 고전압스위칭부를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 3은 본 발명에 따른 형광등의 구동방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광등의 안정기 회로의 구성 및 동작을 설명하기 위한 회로도이며, 도 5는 도 4의 안정기회로의 다른 실시예로써 부궤환회로의 구성 및 동작을 보여주기 위한 회로도이고, 도 6은 본 발명에 따른 형광등의 안정기 회로의 동작파형을 설명하기 위한 파형도이다.
본 발명에 따른 형광등의 구동방법은 종래의 전자회로를 이용한 전자식 안정기와 달리 교류전원을 트랜스에 의해 전압 변환하지 않아 전압변환에 따른 전력 손실을 방지하도록 교류전원의 직접공급방식을 채택한다. 즉, 도 3에서 보는 바와 같이, 다이오드(D1 - D4)로 이루어진 정류부(110)는 전원부에서 인가되는 상용교류전원을 전파 정류한다. 정류부(110)의 출력측에는 정류부(110)에서 전파 정류된 교류전원의 위상을 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 위상 부분 중 전압이 낮은 저전압부분은 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프(100)의 방전 전압으로 사용하도록 스위칭 제어하기 위한 전압 스위칭 제어부(120)가 형성된다.
전압 스위칭 제어부(120)의 출력측에는 전압 스위칭 제어부(120)의 출력신호에 따라 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 하기 위한 저전압스위칭부(130) 및 전압 스위칭 제어부(120)의 출력신호에 따라 형광램프(100)의 방전을 위한 전원을 스위칭 하기 위한 고전압스위칭부(140)가 형성된다.
여기서, 고전압스위칭부(140)에서는 형광램프(100)가 점등된 다음 고전압부분을 펄스폭 변조하여 형광램프(100)의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로(142)를 포함한다.
여기서 본 발명에 따른 형광등의 구동방법에서는, 고전압스위칭부(140)에 부궤환회로(도시되지 않음)를 더 형성하여 형광램프(100)의 방전량을 검출하여, 검출된 방전량에 따라 출력되는 전원을 제어하여 일정한 출력의 조명을 조절하고, 저전압스위칭부(130)를 제어하여 필라멘트(102)에 인가되는 가열 전원의 크기를 제어할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 형광등의 구동방법은 입력되는 상용 110V 나 220V의 교류전원을 입력받아 정류부(110)를 통하여 전파 정류하여 전파 정류된 파형중(맥류 파형)중 전압스위칭 제어부(120)를 통하여 전압 파형의 고전압부분과 저전압부분을 분할하여 스위칭하도록 제어된다.
즉, 도 5의 파형도에서 보는 바와 같이, 전압 스위칭 제어부(120)는 인가된 교류전원의 전압 위상중 저전압부분인 '가'부분이 인가되는 시간동안 저전압스위칭부(130)를 동작시켜 스위치 'A'와 스위치 'B'를 On 시켜 형광램프(100)의 양측 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 한다.
전압 스위칭 제어부(120)는 인가된 교류전원의 전압 위상중 도 5의 파형도에서, 고전압부분인 '나'부분이 인가되는 시간동안 고전압스위칭부(140)를 동작시켜 PWM(펄스폭변조)회로(142)에 스위칭 펄스를 인가하여 형광램프(100)를 점등시킨다.
즉, 본 발명에 따른 형광등의 구동방법은 입력되는 상용 교류전력의 위상을 높은 위상의 전압(고전압) 부분과 낮은 위상의 전압 부분(저전압)으로 분할하고, 저전압부분인 '가 '부분은 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하는데 사용하고, 고전압부분인 '나 '부분은 형광램프(100)를 점등시키는 점등 전력으로 사용하여 전력의 손실이 발생하는 요소를 거의 제거하여 전력의 사용효율을 증진시킨다.
본 발명에 따른 형광등의 구동방법은 도 4의 안정기 회로도로써 구현이 가능한 데, 도 4의 구성 및 동작을 살펴보면, 상용 교류전원이 인가되면 4개의 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110)에서 입력되는 상용 교류전원을 전파 정류하여 전파 정류된 파형(맥류파형)을 회로에 공급한다. 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110)의 내측에는 전압스위칭 제어부(120)가 형성된다. 전압스위칭 제어부(120)는 전파 정류된 전원을 저항비에 따라 분할하기 위한 저항(R1, R2)이 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110)의 내측으로 직렬 접속되며, 저항(R1, R2)의 사이에서 분기되어 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단이 접속된다. 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단은 저항(R3)를 통하여 정류부(110)에 접속되고, 에미터단 역시 정류부(110)와 접속되어 구성된다. 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에는 저항(R4)를 통하여 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단이 접속되고, 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단은 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스단이 접속되며, 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단은 정류부(110)와 접속되어 구성된다.
전압스위칭 제어부(120)의 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에는 각각 저전압스위칭부(130) 및 고전압스위칭부(140)가 형성되는 데, 저전압 스위칭부(130)는 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에 각각 다이오드(D6,D7) 및 저항(R7,R8)을 통하여 베이스단이 접속되어 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 하기 위한 제 5 트랜지스터(Q5) 및 제 6 트랜지스터(Q6)로 형성된다.
또한, 고전압 스위칭부(140)는 전압스위칭 제어부(120)의 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에 저항(R6)을 통하여 베이스단이 접속된 제 4 트랜지스터(Q4)와 제 4트랜지스터(Q4)의 콜렉터단에 접속되어 제 4 트랜지스터(Q4)의 동작에 따라 입력되는 전원을 펄스폭 변조하여 형광램프(100)의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로(142)를 포함한다. 여기서, PWM(펄스폭 변조)회로(142)는 일반적인 구조를 지니고 있으므로 그 구성의 도시 및 설명을 생략한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 형광등의 구동방법을 수행하기 위한 안정기 회로의 동작은, 입력되는 상용 교류전원이 정류부(110)를 구성하는 4개의 다이오드(D1~D4)를 통하여 전파 정류되고, 전파 정류된 전원은 전압스위칭 제어부(120)의 직렬 접속된 저항(R1, R2)의 저항비에 따라 전압이 분할된다.
도 5에서 보는 바와 같이 정류부(110)를 통하여 전파 정류된 전원은 시간축상에서 전압의 위상이 계속 변하게 되는데, 전압 스위칭 제어부(120)의 저항(R1,R2)은 그 저항비에 따라 전파 정류된 교류전원의 위상을 전압이 높은 고전압 부분과 전압이 낮은 저전압 부분으로 분할하게 된다. 즉, 전압 스위칭 제어부(120)의 저항(R1,R2)은 저항비에 따라 전파 정류된 전원중 전압의 크기가 일정치 이상의 위상에 해당되는 시간 동안만 제 1 트랜지스터(Q1)를 온시키게 된다.
그러므로 도 5에서 보는 바와 같이 전파 정류된 전원의 위상이 일정전압 이하인 저전압부분인 '가 '부분에서는 전압 스위칭 제어부(110)의 제 1 트랜지스터(Q1)가 오프되고, 이에 따라 저항(R3,R4)를 통하여 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 전원이 입력되어 제 2 트랜지스터(Q2)가 온 되며, 저항(R5)를 통하여 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스단에도 전원이 공급되어 제 3 트랜지스터(Q3)가 온되어 저전압 스위칭부(130)를 구성하는 제 5 트랜지스터(Q5) 및 제 6 트랜지스터(Q6)의 베이스단에도 다이오드(D6, D7)를 통하여 전원이 공급되어 제 5 트랜지스터(Q5) 및 제 6 트랜지스터(Q6)가 온 되어 형광램프(100)의 양측 필라멘트(102)에 전파 정류된 교류전원중에 낮은 전압의 저전압 위상 부분이 공급되어, 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하게 된다.
이때, 고전압 스위칭부(140)를 구성하는 제 4 트랜지스터(Q4)의 베이스단에도 전원이 공급되어 제 4 트랜지스터(Q4)가 온됨으로써 형광램프(100)의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로(142)에 스위칭 펄스가 인가되지 못하여 형광램프(102)에는 전압이 낮은 저전압 위상 부분만이 필라멘트(102)의 가열전원으로 공급된다.
이런 상태에서, 시간이 경과하여 도 5에서 보는 바와 같이 전파 정류된 전원의 위상이 일정전압 이상인 고전압부분인 '나 '부분에서는 전압 스위칭 제어부(120)의 제 1 트랜지스터(Q1)가 온 되고, 이에 따라 제 2 트랜지스터(Q2)가 오프 되며, 제 3 트랜지스터(Q3)가 오프되어, 저전압 스위칭부(130)를 구성하는 제 5 트랜지스터(Q5) 및 제 6 트랜지스터(Q6)도 오프되어 저전압스위칭부(130)는 동작되지 않고, 고전압 스위칭부(140)를 구성하는 제 4 트랜지스터(Q4)가 오프되어 형광램프(100)의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로(142)에 스위칭 펄스가 인가되어 PWM회로(142)를 통하여 펄스폭 변조된 신호가 저항(R9)을 통하여 제 6트랜지스터(Q6)의 베이스단에 인가되어 형광램프(100)의 양측에는 펄스폭 변조된 고전압이 인가되어, 형광램프(100)의 점등전원으로 사용되는 것이다.
본 발명에 따른 형광등용 안정기 회로에서는 바람직하게, 도 4의 제 6트랜지스터(Q6)를 각각 제 6 트랜지스터(Q6) 및 제 7 트랜지스터(Q7)로 분리시켜 부궤환회로(144)를 구성시킬 수 있다. 부궤환회로(144)를 구성하는 두개의 트랜지스터중 제 6 트랜지스터(Q6)는 저전압 스위칭부(130)의 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에 다이오드(D7) 및 저항(R7)을 통하여 베이스단이 접속되어 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 한다.
또한, 부궤환회로(144)를 구성하는 두개의 트랜지스터중 제 7 트랜지스터(Q7)는 고전압 스위칭부(140)의 PWM(펄스폭 변조)회로(142)의 출력측에 다이오드(D8) 및 저항(R9)을 통하여 베이스단에 인가되어 형광램프(100)의 점등용 고전압을 스위칭 시키도록 구성된다. 형광램프(100)의 점등용 고전압을 스위칭 시키는 제 7 트랜지스터(Q7)의 에미터단에는 저항(R10)을 형성하여, 저항(R10)의 통과전류를 검출하여, 형광램프의 방전량을 검출하여 PWM(펄스폭 변조)회로(142)에 궤환되도록 구성하여 검출된 방전량에 따라 출력되는 전원을 제어하여 일정한 출력의 조명을 조절한다. 또한, 제 7 트랜지스터(Q7)가 동작하여 형광램프(100)의 점등이 이루어지면 제 6 트랜지스터(Q6)를 통하여 필라멘트(102)를 가열시키는 전원이 제 7트랜지스터(Q7)에 인가됨으로써 필라멘트(102)를 가열시키는 전원이 감소된다.
본 발명에 따른 형광등의 구동방법에서는 형광램프(100)의 필라멘트(102)의 방전 초기시에는 저전압부분을 인가하여 필요한 만큼의 가열을 하고 방전개시후에는 방전 효율을 높이기 위한 방전전류에 반비례하는 미세한 가열만 되도록 제어한다.
삭제
또한, 본 발명의 안정기 회로에서는 교류전원의 변환방식이 아니라 교류전원의 직접공급방식을 사용함으로서 트랜스나 높은 전압의 콘덴서나 전력용 저항같은 소자가 불필요하여 전력을 변환하는 손실이 없어 높은 전력사용 효율을 가지며, 형광램프의 구동시에 적절한 필라멘트 가열전력과 방전점등을 위한 적절한 점등전력을 구분 제어하여 형광램프의 수명도 현저히 길어지게 된다.
본 발명에서는 종래의 안정기회로의 스위칭 모드 전력 공급 방식과 달리 순수 저항과 반도체 만으로 회로 구성이 가능하여, 소자의 발열이 없기 때문에 전체회로의 모노리딕 IC 화가 가능하여 경제성이 우수하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 입력되는 교류전원의 위상을 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 위상 부분중 전압이 낮은 저전압부분은 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 함으로서, 형광등의 수명을 연장시키고, 형광램프의 조도를 증진시키며, 전원 변환이 필요치 않아 전력 사용의 효율을 증진시키는 효과가 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims (8)

  1. 상용교류전원을 인가받아 이를 전파 정류하는 단계(S1);
    상기 단계(S1)에서 전파 정류된 교류전원의 위상을 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 위상부분중 전압이 낮은 저전압부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 전압이 높은 고전압 부분은 형광 램프의 방전 전압으로 사용하도록 별도의 전압 변환 없이 교류 전원을 스위칭하기 위한 스위칭 제어 단계(S2);
    상기 스위칭 제어단계(S2)에서 출력된 신호에 따라 전압이 낮은 저전압 부분은 형광램프의 필라멘트를 가열하기 위한 가열전원으로 스위칭 하는 단계(S3); 및
    상기 스위칭 제어 단계(S2)에서 출력된 신호에 따라 전압이 높은 고전압 부분은 형광램프의 점등전원으로 스위칭 하는 단계(S4)를 포함하는 형광등의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 S4단계후에 형광램프의 방전량을 검출하여, 검출된 방전량에 따라 상기 S4단계에서 출력되는 점등전원의 크기를 조절하고, 상기 S3단계에서의 가열전원의 크기도 조절하는 부궤환단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광등의 구동방법.
  3. 다이오드(D1~D4)로 구성되어 상용교류전원을 인가받아 이를 전파 정류하기 위한 정류부(110);
    상기 정류부(110)에서 전파 정류된 전원을 입력받아 전압의 크기에 따라 분할한 다음, 분할된 전압 중 위상이 낮은 저전압부분은 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원으로 사용하고, 위상이 높은 고전압 부분은 형광 램프(100)의 방전 전압으로 사용하도록 스위칭 동작을 제어하기 위한 전압 스위칭 제어부(120);
    상기 전압 스위칭 제어부(120)의 출력측에 접속되어 상기 전압 스위칭 제어부(120)의 출력신호에 따라 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 하기 위한 저전압스위칭부(130); 및
    상기 전압 스위칭 제어부(120)의 출력측에 접속되어 전압 스위칭 제어부(120)의 출력신호에 따라 고전압부분을 펄스폭 변조하여 형광램프(100)의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로(142)를 형성하여 상기 형광램프(100)의 방전을 위한 전원을 스위칭 하기 위한 고전압스위칭부(140)를 포함하는 형광등의 안정기 회로.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 고전압스위칭부(140)의 출력측에는 형광램프(100)의 방전량을 검출하여, 검출된 방전량에 따라 출력되는 전원을 제어하여 일정한 출력의 조명을 조절하고, 상기 저전압스위칭부(130)를 제어하여 상기 필라멘트(102)에 인가되는 가열 전원의 크기를 제어하기 위한 부궤환회로(144)를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 형광등의 안정기 회로.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 전압스위칭 제어부(120)는 전파 정류된 전원의 위상을 저항비에 따라 전압의 크기로 분할하기 위하여 상기 정류뷰(110)의 내측으로 직렬 접속된 저항(R1, R2); 상기 저항(R1, R2)의 사이에서 분기되어 베이스단이 접속되며, 콜렉터단은 저항(R3)을 통하여 정류부(110)에 접속되고, 에미터단도 정류부(110)와 접속된 제 1 트랜지스터(Q1); 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에 저항(R4)를 통하여 베이스단이 접속되고, 에미터단은 정류부(110)와 접속된 제 2 트랜지스터(Q2); 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단에 베이스단이 접속되며, 콜렉터단에는 상기 저전압스위칭부(130) 및 상기 고전압스위칭부(140)와 접속되어 형성된 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광등의 안정기 회로.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 저전압 스위칭부(130)는 상기 전압스위칭 제어부(120)의 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에 각각 다이오드(D6,D7) 및 저항(R7,R8)을 통하여 베이스단이 접속되어 형광램프(100)의 필라멘트(102)의 양측을 가열하기 위한 가열전원을 스위칭 하기 위한 제 5 트랜지스터(Q5) 및 제 6 트랜지스터(Q6)로 형성되는 것을 특징으로 하는 형광등의 안정기 회로.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 고전압 스위칭부(140)는 전압스위칭 제어부(120)의 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에 저항(R6)을 통하여 베이스단이 접속된 제 4 트랜지스터(Q4)와 제 4트랜지스터(Q4)의 콜렉터단에 접속되어 상기 제 4 트랜지스터(Q4)의 동작에 따라 입력되는 전원을 펄스폭 변조하여 형광램프(100)의 점등전원을 인가하기 위한 PWM(펄스폭 변조)회로(142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광등 의 안정기 회로.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 부궤환회로(144)는 제 6트랜지스터(Q6) 및 제 7트랜지스터(Q7)로 구성되며, 상기 제 6 트랜지스터(Q6)는 형광램프(100)의 필라멘트(102)를 가열시키는 전원을 스위칭하도록 하고, 상기 제 7 트랜지스터(Q7)는 형광램프(100)의 점등용 고전압을 스위칭 시키도록 구성하면서, 상기 7 트랜지스터(Q7)의 에미터단에 형성된 저항(R10)의 통과전류를 검출하여 상기 PWM회로(142)에 궤환되도록 구성하여 검출된 방전량에 따라 일정한 출력의 조명을 조절하고, 상기 형광램프(100)의 점등이 이루어지면 상기 필라멘트(102)를 가열시키는 전원을 스위칭 하는 제 6 트랜지스터(Q6)에 인가되는 전원을 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 형광등의 안정기 회로.
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