KR100642593B1 - 형광램프용 자기식 안정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고효율의 자기식 안정기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 안정기의 점등회로를 개선하여 순간 점등을 가능하게 하고, 형광램프의 사용수명을 연장시키고, 안정기 자체의 에너지 감소와 조명광을 향상시킬 수 있는 형광램프용 자기식 안정기를 제공한다.

형광램프, 전압, 안정기, 코일, 동선, 코어

Description

형광램프용 자기식 안정기{Magnetic bsllaster}

도 1은 본 발명에 따른 형광램프용 자기식 안정기의 회로도.

도 2는 본 발명에 적용된 코어의 결합된 형상을 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 형광램프 20: 스타터

30: 코어 32: 요철

34: 요홈

본 발명은 고효율의 자기식 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적으로 사용되고 있는 자기식 안정기의 회로를 개선하고, 이에 최적으로 적합한 코어의 재질 및 굵기를 한정하여 자기식 안정기의 손실을 줄일 수 있는 형광램프용 자기식 안정기에 관한 것이다.

일반적으로 형광램프의 방전은 아크 방전이므로 전극에 전압을 가했을 때 방전되도록 장치되어 있다.

이러한 형광램프는 방전이 시작됨에 따라 자신의 저항이 감소되므로 전압이 스타트 때와 같으면 전류는 매우 많이 흐르게 되어 램프 자체는 전류를 제한할 수 없게 되고, 위와 같은 전류를 안정시키기 위하여는 안정기가 필요하다.

공지의 예로서, 형광램프를 점등시키기 위한 안정기는 전자식, 자기식 등 다양한 장치가 개시되어 있으며, 특히 자기식 안정기는 규소강판과 동선만을 사용하므로 사용이 간단하고, 견고하며, 내구성과 신뢰성이 매우 높아 일반적으로 사용되고 있다.

그러나, 자기식 안정기는 전력소비가 많고, 효율이 낮은 문제점이 있어 우리나라의 경제성장을 상회하는 전력소비로 볼 때 저전력, 고효율의 자기식 안정기에 대한 개선이 요청되었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안정기의 점등회로를 개선하여 순간 점등을 가능하게 하고, 형광램프의 사용수명을 연장시키고, 안정기 자체의 에너지 감소와 조명광을 향상시킬 수 있는 형광램프용 자기식 안정기를 제공하는데 있다.

하나의 바람직한 실시 양태에 있어서 본 발명에 따른 형광램프용 자기식 안정기는, 전술한 문제를 모두 해소하도록 코어를 이루는 철심의 재질 및 구조와 모 양을 개선시키고, 동선의 굵기를 변경시켜 직류저항 성분을 줄여 안정기 자체의 에너지 손실을 저감시킨다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안정기의 전원(AC)입력부 양단에 정격전압을 인가하여 형광램프(10)를 온시키도록 제너다이오드(D1), 다이오드(D), 콘덴서(C1)(C3), 트랜지스터(TR), 사이리스터(SR1)(SR2)로 이루어진 회로를 포함하고 있는 반도체스타터식 자기식 안정기의 회로를 구성함에 있어서,
상기 인가된 전류는 상기 안정기의 인덕터(L)와 형광램프(10)의 필라멘트(H1, H2)를 거쳐 스타터의 제너다오이오드(D1)를 통과하여 콘덴서(C1)에 충전되고,
상기 충전 전류는 상기 제너다오이오드(D1)에 전압을 형성시킴과 동시에 상기 트랜지스터(TR)로 방전되며,
방전된 충전 전류는 저항(R7)으로 전가되어 사이리스터(SR1)를 트리거시키고,
상기 인가된 전류는 다이오드(D3)를 통과한 직류가 도통되어 콘덴서(C3)를 통과하여, 정지되었던 사이리스터(SR2)에 전류를 통과시키고, 통과된 전류는 상기 형광램프(10)의 필라멘트(H1)에 예열전압을 공급하여 상기 사이리스터(SR1, SR2)의 교류단속 스위칭 펄스를 연속발생시킴으로써 상기 형광램프의 필라멘트(H1, H2)에 전압을 방전개시전압까지 상승시켜 필라멘트(H1)의 예열전압을 차단함으로써 시동을 개시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인덕터(L)는 서로 대칭되는 코어와 상기 코어에 감겨진 동선으로 이루어지고, 상기 코어는 결합되는 단부로 요철과 요홈으로 형성시키고, 상기 동선은 0.5mm의 굵기로 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코어는 규소강판 G-9 재질로 적용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명에 따른 형광램프용 자기식 안정기의 회로도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 코어의 결합된 형상을 보인 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 형광램프용 자기식 안정기는 기본 적으로 다음과 같은 조건을 만족한다.

형광램프와 안정기는 시동전압, 램프전압, 램프전류에 정합되고, 다음과 같은 조건을 만족한다.

-형광램프-

램프의 정격전력[W]	32
광효율[lm/W]]	90.6
램프전류[A]	265
램프전압[V]	137
램프수명[hrs]	20,000

-안정기-

정격 2차전압[V]	300
초기시동전압[V]	290
기준전류[A]	0.265
임피던스[Ω]	910
음극가열전압[V]	3.4~4.5
역률	0.075
파고율	1.7 이하

그외의 특성은 한국산업규격 KSC 8102에 적합하다.

특히 본 발명에 적용되는 안정기는 반도체스타터식으로 26[mm], 32[w]이고, 아래와 같은 표의 특성을 갖는다.

항목	설계규격
예열시간	0.75-1.6 이내
입력전력[W], 전류[A]	32, 0.1455-0.0478j
출력전력	30
출력전류	0.265
공진용량	C=2.8
코일직경	ø=0.50
코어	G-9

다시 위와 같은 특성을 만족하는 본 발명에 따른 반도체스타터식 자기식 안정기는 도 1에 도시된 바와 같은 회로를 가지고 있다.
이러한 회로의 작동을 상세하게 설명하면, 상기 안정기의 전원(AC)입력부 양단에 정격전압을 인가하면 전류는 상기 안정기의 인덕터(L)를 통과하고, 이어서 형광램프(10)의 필라멘트(H1, H2)를 거쳐 스타터(20)의 제너다이오드(D1)를 통과하여 콘덴서(C1)에 충전된다.
본 발명에 적용된 인덕터(L)은 전원회로의 전류저장소자 등에서 전류의 급격한 변화를 막고, 전기 잡음을 걸러내는 필터 등으로 사용된다.
통과된 전류는 상기 제너다이오드(D1)에 전압을 형성시킨다.
상기 콘덴서(C1)를 통과한 충전 전류는 트랜지스터(TR)로 방전되고, 이 전류는 저항(R7)로 전가되어 사이리스터(SR1)를 트리거 시킨다.
이때, 본발명은 후술하는 통상의 시동타이머(D1, C1, TR, R2)로 이루어진 회로를 내장하고 있어, 상기 전류의 직류성분만 도통되는 사이리스터(SR2)와 연동되어 스위칭 펄스를 연속적으로 발생시켜 1초 이내의 순간점등을 수행한다.
이를 위해 사이리스터(SR2)는 직류성분만 통과되도록 다이오드(D3)와 콘덴서(C3)를 통과된 전류에 의해 작동한다.
이러한 사이리스터(SR2)는 상기 콘덴서(C3)를 통과한 전류를 인가받기 전까지는 정지하고 있으며, 전류가 통과되면 상기 형광램프(10)의 필라멘트(H1)에 예열전압을 공급한다.
공급된 예열전압은 상기 사이리스터(SR1, SR2)의 교류단속 스위칭 펄스를 연속발생시키게 된다. 이때, 발생된 스위칭 펄스는 내장된 시동타이머(D1, C1, TR, R2) 회로에 의해 바람직하게 0.85초 동안 교류단속 스위칭 펄스를 약 4회 연속적으로 발생시키게 된다.
즉, 순간적인 점등으로 형광램프(10)는 즉시 반응하게 되고, 이로 인해 형광램프(10)의 수명은 연장된다.
또한, 위와 같은 스위칭 펄스에도 미점등되면 교류단속 스위치가 정지되어 통상적으로 형광램프의 수명 말기에 일어나는 흑화로 인한 부품의 소손을 보호할 수도 있고, 당연히 순간점등되므로 절전효과도 부가적으로 발생한다.
계속하여, 상기 사이리스터(SR1, SR2)로 공급된 예열전압으로 인해 상기 형광램프(10)의 양단(H1)(H2)은 전압이 상승하게 된다.
이때, 예열전압이 방전개시전압에 이르면 필라멘트(H1)의 예열전압을 차단함으로써 시동을 개시한다.

삭제

삭제

따라서, 본 발명은 통상의 형광램프용 자기식 안정기의 회로를 개선하여 순간적인 점등이 되도록 하고, 이로 인해 형광램프(10)의 수명을 연장시키고, 각종 부품의 소손을 방지할 수 있다.

다시, 본 발명에 적용된 인덕터(L)는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 대칭되는 코어(30)를 결합하고 결합되는 단부를 요철(32)과 요홈(34)으로 형성시키고, 상기 코어(30)에 감겨진 동선은 0.5mm의 굵기로 적용하는 것을 특징으로 하며, 상기 코어는 포스코에서 생산된 규소강판 G-9 재질로 적용된다.

위와 같이 서로 대칭되는 코어(30)를 적용하는 이유는 동선의 권선수를 줄이기 위함이며, 이는 곧 기존의 자기분로가 없어 권선의 창면적이 넓어지므로써 동선의 굵기를 크게 할 수 있기 때문이다.

그리고 위와 같은 권선수와 동선의 굵기는 인덕터(L) 자체의 발열을 줄일 수 있어 안정기의 안정성을 높일 수 있으며, 이는 제품의 수명연장으로 이어지는 장점이 발생한다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 형광램프용 자기식 안정기에 의하면, 안정기의 점등회로를 개선하여 순간 점등을 가능하게 하고, 형광램프의 사용수명을 연장시키며, 안정기 자체의 에너지 감소와 조명광을 향상시킬 수 있다. 이를 위해 코어를 이루는 철심의 재질 및 구조와 모양을 개선시키고, 동선의 굵기를 변경시켜 직류저항 성분을 줄여 안정기 자체의 에너지 손실을 저감시킬 수 있는 효과가 발생한다.

Claims (3)

1. 안정기의 전원(AC)입력부 양단에 정격전압을 인가하여 형광램프(10)를 온시키도록 제너다이오드(D1), 다이오드(D), 콘덴서(C1)(C3), 크랜지스터(TR), 사이리스터(SR1)(SR2)로 이루어진 회로를 포함하고 있는 반도체스타터식 자기식 안정기를 구성함에 있어서,

   상기 인가된 전류는 상기 안정기의 인덕터(L)와 형광램프(10)의 필라멘트(H1, H2)를 거쳐 스타터의 제너다오이오드(D1)를 통과하여 콘덴서(C1)에 충전되고,

   상기 충전 전류는 상기 제너다오이오드(D1)에 전압을 형성시킴과 동시에 상기 트랜지스터(TR)로 방전되며,

   방전된 충전 전류는 저항(R7)으로 전가되어 사이리스터(SR1)를 트리거시키고,

   상기 인가된 전류는 다이오드(D3)를 통과한 직류가 도통되어 콘덴서(C3)를 통과하여 정지되었던 사이리스터(SR2)에 전류를 통과시키며,

   통과된 전류는 상기 형광램프(10)의 필라멘트(H1)에 예열전압을 공급하여 상기 사이리스터(SR1, SR2)의 교류단속 스위칭 펄스를 0.85초 동안 4회 연속적으로 발생시킴으로써 상기 형광램프(10)의 필라멘트(H1, H2)에 방전개시전압까지 상승시키고,

   상승된 방전개시전압에 이른 필라멘트(H1)는 공급된 예열전압을 차단함으로써 순간점등을 수행하는 회로를 포함하고 있는 형광램프용 자기식 안정기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 인덕터(L)는 서로 대칭되는 코어와 상기 코어에 감겨진 동선으로 이루어지고, 상기 코어는 결합되는 단부로 요철과 요홈으로 형성시키고, 상기 동선은 0.5mm의 굵기로 적용하는 것을 특징으로 하는 형광램프용 자기식 안정기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 코어(30)는 규소강판 G-9 재질로 적용하는 것을 특징으로 하는 형광램프용 자기식 안정기.

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