KR100716564B1

KR100716564B1 - 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로

Info

Publication number: KR100716564B1
Application number: KR1020070013619A
Authority: KR
Inventors: 윤석원; 박창우
Original assignee: (주)젠코아
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2007-05-09

Abstract

본 발명의 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로는, 고압 방전등용 전자식 안정기에 있어서, 상기 방전등의 2차측을 개방 또는 단락할 경우에, 상기 방전등 구동부의 변압기 2차측에서 상승된 전압을 받아 다이오드에서 반파 정류하여 제1 및 제2 평활 콘덴서에 충전시키는 제1 보호회로부; 상기 제2 평활 콘덴서에 충전된 전압으로 제2 다이악을 통하여 트리거 신호를 발생하게 하고, 제1 트랜지스터를 동작시켜 스위칭 회로를 정지시키는 제2 보호회로부; 및 상기 스위칭 회로가 정지하고 있는 동안, 상기 제1 평활 콘덴서에 충전된 전압은 사이리스터의 게이트에 걸리게 하고, 제3 콘덴서에 충전된 전압은 상기 사이리스터의 애노드에 걸리게 하여, 상기 제3 콘덴서에 전압이 걸리지 않게 하고, 제1 다이악을 통하여 트리거 신호가 발생하지 않게 하여 스위칭 회로를 정지시키는 제3 보호회로부;를 포함한다.

안정기, 방전등, 다이악, 사이리스터, 보호회로

Description

고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로{The protective circuit of electronic stabilizer for the use of high pressure discharge lamp}

도 1은 본 발명의 고압 방전등용 전자식 안정기의 회로도 및 그 보호회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 정류부 200 : 축적 변환부

300 : 트리거 신호 발생부 400 : 방전등 구동부

500a : 제1 보호회로부 500b : 제2 보호회로부

500c : 제3 보호회로부

본 발명은 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로에 관한 것으로, 특히 고압 방전등이 점등되지 않을 경우에 점등회로에 흐르는 과전압을 감지하여 점등회로를 차단시킴으로써 안정기를 보호하는 보호회로에 관한 것이다.

고압 방전등에는 수은등, 메탈할라이드등 및 고압 나트륨등 등이 있다. 그 중에서도 메탈할라이드등은 연색성이 좋고 발광 효율이 높기 때문에, 점포 조명이 나 이벤트 시설 등에서 폭넓게 사용되고 있다. 그리고, 형광등에 비하여 점광원에 가깝기 때문에 양질의 배광 특성을 얻기 위한 반사갓을 만들기 용이한 특징이 있다.

그러나, 고압 방전등을 시동시키기 위해서는 2KV 이상의 고전압을 필요로 하고, 고압 방전등이 소정의 밝기까지 되려면 수 분의 시간을 필요로 한다. 또한, 고압 방전등을 소등시켜 냉각시킬 때까지도 수 분의 시간을 필요로 하는데, 보호회로가 갖추어져 있지 않으면 고압 방전등을 ON/OFF시에 안정기나 램프의 파손이 생기는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 고압 방전등의 점등회로에 흐르는 과전압을 감지하여 안정기를 보호할 뿐만 아니라, 고압 방전등의 점등회로의 동작을 정지시켜 부품의 파손을 방지하는 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 교류전압을 입력받아 정류하여 직류전압으로 변환시키는 정류부; 상기 정류부에서 변환된 직류전압을 승압시켜 제1 및 제2 콘덴서에 충전시키는 축적 변환부; 상기 축적 변환부에서 충전된 전압을 제1 저항 및 제3 콘덴서에 의해 적분하여 일정한 전압 이상이 되면, 제1 다이악으로 하여 트리거 신호를 발생시키는 트리거 신호 발생부; 상기 트리거 신호 발생부의 트리거 신호 발생에 따른 변압기 1차 권선의 정방향과 역방향의 전류 흐름 및 제4 및 제5 콘덴서의 충전과 방전 에 의해 방전등을 구동시키는 방전등 구동부;를 포함하는 고압 방전등용 전자식 안정기에 있어서, 상기 방전등의 2차측을 개방 또는 단락할 경우에, 상기 방전등 구동부의 변압기 2차측에서 상승된 전압을 받아 다이오드에서 반파 정류하여 제1 및 제2 평활 콘덴서에 충전시키는 제1 보호회로부; 상기 제2 평활 콘덴서에 충전된 전압으로 제2 다이악을 통하여 트리거 신호를 발생하게 하고, 제1 트랜지스터를 동작시켜 스위칭 회로를 정지시키는 제2 보호회로부; 및 상기 스위칭 회로가 정지하고 있는 동안, 상기 제1 평활 콘덴서에 충전된 전압은 사이리스터의 게이트에 걸리게 하고, 제3 콘덴서에 충전된 전압은 상기 사이리스터의 애노드에 걸리게 하여, 상기 제3 콘덴서에 전압이 걸리지 않게 하고, 제1 다이악을 통하여 트리거 신호가 발생하지 않게 하여 스위칭 회로를 정지시키는 제3 보호회로부;를 포함하는 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로를 제시한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 고압 방전등용 전자식 안정기의 회로도 및 그 보호회로도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고압 방전등용 전자식 안정기는 정류부(100), 축적 변환부(200), 트리거 신호 발생부(300), 방전등 구동부(400), 제1 보호회로부 (500a), 제2 보호회로부(500b) 및 제3 보호회로부(500c)를 포함한다.

상기 정류부(100)에서는 입력측으로부터 전원이 공급되면 퓨즈(F1)를 거쳐 변압기(T1)를 통과하기 전에 전원 양단에 접속된 TNR에서 이상전압(서지)을 흡수한다. 그리고, 입력된 50~60Hz의 교류(220V)를 고주파 제거용 변압기(T1)와 콘덴서 (C2, C3, C4)를 통과시켜 고주파 성분을 제거한 후, 변압기(T1)와 연결된 다이오 드(BD1)를 통과시켜 전파 정류한다.

상기 축적 변환부(200)에서는 평활 콘덴서(C5)에 충전된 전압이 쵸퍼 작용을 하는 변압기(T2)와 다이오드(D1)를 통과하면서 승압된 전압을 콘덴서(C12)에 충전시키고, 다시 다이오드(D6, D8)를 통하여 콘덴서(C13)에 충전시킨다. 그리고, 콘덴서(C13)에 충전된 전압은 다시 다이오드(D7, D6, D8, D5)를 통하여 콘덴서(C12)를 충전시키는 방식으로 반복적으로 콘덴서(C12, C13)를 충전시킨다.

상기 트리거 신호 발생부(300)에서는 콘덴서(C12, C13)에 충전된 전압을 저항(R1) 및 콘덴서(C6)에 의해 적분하여 일정전압 이상이 되면, 트리거 신호를 발생시킨다. 제1 다이악으로 하여 저항(R5, R6)과 제너 다이오드(Z3, Z4)가 직렬 및 병렬로 연결된 입력단에 트리거 신호를 입력시켜 제2 FET(Q2)를 트리거시킨다. 콘덴서(C12, C13) 양단에는 각각 제1 FET(Q1), 제2 FET(Q2)가 직렬 연결되고, 상기 제2 FET(Q2)에는 저항(R1), 콘덴서(C6) 및 다이악(DA1)으로 이루어진 트리거 회로가 연결되어 있다. 콘덴서(C6)가 충전되어 일정한 시간이 경과되면, 콘덴서(C6)의 충전전압으로 다이악(DA1)이 도통되어 트리거 신호가 입력된다.

상기 방전등 구동부(400)에서는 제2 FET(Q2)가 턴온되는 순간에 구동 전류가 콘덴서(C9, C10, C8, C7), 변압기(T3) 및 변압기(T1) 1차 권선(T1-c)을 통해 흐른다. 이때, 콘덴서(C9, C10, C8, C7)에 충전이 완료되면 변압기(T1) 2차 권선(T1-b)의 역기전력 발생으로 제1 FET(Q1)가 턴온되면서 구동 전류가 변압기(T1) 1차 권선(T1-c), 변압기(T3) 및 콘덴서(C7, C9, C11)를 통해 흐르게 된다. 여기서, 콘덴서(C7, C8, C11)의 충전이 완료되면 변압기(T1) 2차 권선(T1-a)의 역기전력 발생으 로 제2 FET(Q2)가 다시 턴온되는 등 상기 제2 FET(Q2)의 턴온과 턴오프가 반복되는 과정에서 발진되는 주파수가 변압기(T3) 및 콘덴서(C7, C8, C9, C10)로 이루어진 공진회로의 공진 주파수와 같아지는 순간에 콘덴서(C8) 양단에 고전압이 발생함으로써 방전등(600)이 점등하게 된다.

상기와 같은 고압 방전등용 전자식 안정기의 제1 보호회로부(500a), 제2 보호회로부(500b) 및 제3 보호회로부(500c)의 보호회로 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 방전등 구동부(300)에서 방전등(600)의 점등 유무가 확인된 후 2차측을 개방 또는 단락할 경우에, 공진회로의 변압기(T3)의 2차측에 유기된 전압이 상승하게 된다. 상기 제1 보호회로부(500a)에서는 상승된 2차측 유기 전압이 다이오드(D9)를 통과하면서 반파 정류되고, 이 반파 정류된 전압은 평활 콘덴서(C14, C15)에 충전된다.

상기 제2 보호회로부(500b)에서는 평활 콘덴서(C15)에 충전된 전압이 다이악(DA2)을 도통시켜 트리거 신호를 발생하게 하고, 수 초 동안 트랜지스터(Q4)를 동작시켜 스위칭 회로를 정지시킨다.

상기 제3 보호회로부(500c)에서는 스위칭 회로가 정지하고 있는 동안에, 평활 콘덴서(C14)에 충전된 전압이 사이리스터(SCR)의 게이트에 걸린다. 그리고, 콘덴서(C6)에 충전된 전압이 사이리스터(SCR)의 애노드에 연결되어 방전되므로, 콘덴서(C6)에 전압이 걸리지 않게 되어 다이악(DA1)에 트리거 신호가 발생하지 않아 스위칭 회로가 정지한다.

상기와 같이 보호회로 동작 후에, 방전등(600)이 정상상태가 되면 콘덴서(C14)에 충전된 전압이 트랜지스터(Q3)의 베이스에 전압이 걸려 사이리스터(SCR)의 애노드에 걸려있던 전압이 0이 되므로 사이리스터(SCR)가 동작하지 않게 된다. 사이리스터(SCR)가 동작을 멈추게 되면 저항(R1)을 통해 콘덴서(C6)에 전압이 충전되기 때문에, 다이악(DA1)에 과전압이 걸려 트리거 신호가 트랜지스터(Q2)의 게이트에 가해지므로 공진회로가 형성되어 정상적으로 동작한다.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 램프가 점등되거나, 순간적으로 입력전원이 차단되거나, 램프가 냉각되지 않은 상태에 있더라도, 수 분 정도의 시간이 지나면 전원을 재투입하지 않더라도, 자동으로 점등되는 장점이 있다. 램프가 점등하다가 입력전원이 ON/OFF될 경우에 콘덴서(C14)에 충전된 전압이 사이리스터(SCR)를 동작시킴으로써, 저항(R1)을 통해 다이악(DA1)을 동작시키지 않게 되어 트리거 신호가 발생하지 않아 점등이 되지 않는다.

따라서, 본 발명은 전원전압이 ON/OFF시에 콘덴서(C14)에 충분히 많은 양의 전류를 충전시킴으로써, 방전등(600)이 완전히 냉각된 시점에 사이리스터(SCR)의 동작을 정지시켜 콘덴서(C6)에 충전된 전압이 다이악(DA1)에 도통전압이 걸리게 하여 방전등(600)이 점등되게 한다.

참고적으로, 본 발명은 산업자원부고시 제2003-28호에 정한 기술기준『3.2 고장 유무 판단 및 출력 제한장치』을 만족하면서 94% 이상의 고효율, 98% 이상의 고역률, 20% 이하의 THD(전고조파 왜율) 및 수백 W~KW의 고출력을 갖는 안정기를 생산한 수 있는 안정기를 제시하였다.

이상에서 살펴본 바와 같은 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

본 발명의 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로는, 고압 방전등이 점등되지 않을 경우에 점등회로에 흐르는 과전압을 감지하고, 감지된 과전압에 의하여 점등회로를 차단하여 안정기를 보호한다. 또한, 고압 방전등의 불량, 파손, 비 냉각 상태 또는 안정기 부하단의 단선이나 단락시에 점등회로의 동작을 정지시켜 부품의 파손을 방지할 수 있다.

Claims

교류전압을 입력받아 정류하여 직류전압으로 변환시키는 정류부; 상기 정류부에서 변환된 직류전압을 승압시켜 제1 및 제2 콘덴서에 충전시키는 축적 변환부; 상기 축적 변환부에서 충전된 전압을 제1 저항 및 제3 콘덴서에 의해 적분하여 일정한 전압 이상이 되면, 제1 다이악으로 하여 트리거 신호를 발생시키는 트리거 신호 발생부; 상기 트리거 신호 발생부의 트리거 신호 발생에 따른 변압기 1차 권선의 정방향과 역방향의 전류 흐름 및 제4 및 제5 콘덴서의 충전과 방전에 의해 방전등을 구동시키는 방전등 구동부;를 포함하는 고압 방전등용 전자식 안정기에 있어서,

상기 방전등의 2차측을 개방 또는 단락할 경우에, 상기 방전등 구동부의 변압기 2차측에서 상승된 전압을 받아 다이오드에서 반파 정류하여 제1 및 제2 평활 콘덴서에 충전시키는 제1 보호회로부;

상기 제2 평활 콘덴서에 충전된 전압으로 제2 다이악을 통하여 트리거 신호를 발생하게 하고, 제1 트랜지스터를 동작시켜 스위칭 회로를 정지시키는 제2 보호회로부; 및

상기 스위칭 회로가 정지하고 있는 동안, 상기 제1 평활 콘덴서에 충전된 전압은 사이리스터의 게이트에 걸리게 하고, 제3 콘덴서에 충전된 전압은 상기 사이리스터의 애노드에 걸리게 하여, 상기 제3 콘덴서에 전압이 걸리지 않게 하고, 제1 다이악을 통하여 트리거 신호가 발생하지 않게 하여 스위칭 회로를 정지시키는 제3 보호회로부;

를 포함하는 고압 방전등용 전자식 안정기의 보호회로.