KR100865564B1

KR100865564B1 - 무전극 램프의 안정기

Info

Publication number: KR100865564B1
Application number: KR1020070066154A
Authority: KR
Inventors: 윤영일
Original assignee: (주)신광코디스; 윤영일
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2008-10-28

Abstract

본 발명은 무전극 램프의 안정기에 관한 것이다.

본 발명은 입력 교류전압으로부터 전자파를 제거하는 전자파 필터부와; 상기 전자파 필터부의 출력을 정류하는 정류부와; 상기 정류부에서 입력되는 교류전압의 역률을 개선하는 역률보상집적회로부와; 상기 역률보상집적회로부에서 역률이 개선된 전압을 배전압 정류하는 배전압정류부와; 상기 배전압정류부로부터 정류된 배전압을 공급받아 스위칭신호를 출력하고 출력된 신호로 온,오프하면서 스위칭주파수를 출력하는 스위칭집적회로부와; 상기 스위칭집적회로부에서 출력되는 스위칭주파수에 의하여 방전구동하는 무전극램프부와; 상기 무전극램프부의 단선, 이상동작시 과전류를 차단하는 과전류차단부와; 상기 정류부에 입력되는 고전압으로부터 회로를 보호하는 보호부를 포함하여 상기 무전극 램프를 가로등과 같은 등기구에서도 사용할 수 있게 되는 것이다.

무전극램프, 안정기

Description

무전극 램프의 안정기{A STABILIZER OF ELECTRODELESS LAMP}

도 1은 본 발명의 무전극 램프의 안정기의 블록도

도 2는 본 발명의 무전극 램프의 안정기의 상세 회로도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11; 전자파 필터부 12; 정류부

13; 역률보상 집적회로부 14; 배전압정류부

15; 스위칭 집적회로부 16; 무전극램프부

17; 과전류차단부 18; 보호부

본 발명은 무전극 램프의 안정기에 관한 것으로, 상세하게는 무전극 램프를 안전하게 구동하도록 한 무전극 램프의 안정기에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 램프는 램프 설계에 있어 자기유도와 자기방전의 원리만을 이용하여 빛을 만들어 내는 혁신 기술로서, 고효율, 장구성, 고연색성을 갖는 램프이다.

상기 무전극 램프는 기존의 램프를 그대로 대체하여 효율을 개선시킬 수 있 는 다양하게 적용할 수 있다는 장점이 있고, 기존의 램프와 비교해 볼 때 수명은 약 10 ~ 20배이고, 효율은 4배 이상이며, 기존 램프의 사용시간 1,000 ~ 10,000여 시간에 비해 수십 배 개선된 100,000 시간 이상의 수명을 가진 친환경 램프이다.

상기 무전극 램프는 페라이트 코어 1차 코일에 고주파(250KHz)를 인가하면 자기장이 코일 주위에 발생하게 되는데, 이 자기장이 2차 회로에 해당하는 방전관을 통과하면서 2차 회로에 기전력이 발생하고, 상기 발생한 기전력에 의해 방전관 내에 전자가 가속되어 플라즈마가 발생하며, 상기 플라즈마에서 나온 자외선은 유리관 내부에 도포 된 형광체를 통과하면서 가시광선을 방출하는 램프이다.

이와 같이 무전극 방전(electrodeless discharge)을 이용하는 무전극 램프는 터널등, 보안등, 공원의 가로등 및 옥외,실내등에 이용되고 있으며, 특히 상기 무전극 램프에는 하나의 공진기를 이용한 안정기로 구동하도록 되어 있고, 통상적으로 상기 안정기는 램프와의 1M 이하의 짧은 거리에 설치하여 구동시키게 된다.

그러나 상기 무전극 램프를 가로등에 이용하여 설치하는 경우 상기 안정기는 램프와 거리가 멀어서 상기 램프의 마그네틱 코일과 안정기의 트랜스와의 임피던스 매칭이 용이하지 않아 상기 무전극 램프를 사용하기에 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 무전극 램프를 가로등과 같은 등기구에서도 용이하게 사용할 수 있는 안정기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 입력 교류전압으로부터 전자파를 제거하는 전자파 필터부와; 상기 전자파 필터부의 출력을 정류하는 정류부와; 상기 정류부에서 입력되는 교류전압의 역률 개선 및 프리전압 구동하는 역률보상집적회로부와; 상기 역률보상집적회로부에서 역률이 개선된 전압을 배전압 정류하는 배전압정류부와; 상기 배전압정류부로부터 정류된 배전압을 공급받아 스위칭신호를 출력하고 출력된 신호로 온,오프하면서 스위칭주파수를 출력하는 스위칭집적회로부와; 상기 스위칭집적회로부에서 출력되는 스위칭주파수에 의하여 방전 구동하는 무전극램프부와; 상기 무전극램프부의 단선, 이상동작시 과전류를 차단하는 과전류차단부와; 상기 정류부로부터 고전압 입력시 회로를 보호하는 보호부를 포함한다.

따라서 본 발명에 의하면, 입력되는 전압을 역률보상 및 배전압하고 스위칭하여 램프구동시 과전류 및 과열, 고전압 입력으로부터 회로를 보호하도록 함으로써, 안전하게 사용할 수 가 있다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 무전극 램프의 안정기의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 무전극 램프의 안정기의 상세 회로도이다.

본 발명은 전자파 필터부(11), 정류부(12), 역률보상집적회로부(13), 배전압정류부(14), 스위칭집적회로부(15), 무전극램프부(16), 과전류차단부(17), 보호부(18)를 포함한다.

상기 전자파 필터부(11)는 입력 교류전압으로부터 전자파를 제거하게 되며, 상기 전자파필터부(11)는 라인필터(LF1)(LF2), 바리스터(TNR), 콘덴서(C1)(C2)로 구성된다.

상기 정류부(12)는 전자파 필터부(11)에서 출력되는 교류전압을 직류로 정류하게 되며, 상기 정류부(12)는 브리지 다이오드(BD), 콘덴서(C3)(C4)로 구성된다.

상기 역률보상집적회로부(13)는 상기 정류부(12)에서 정류된 전압의 역률을 보상함과 아울러 상기 입력 교류전압이 100V ~ 280V에서 프리 전압으로 동작을 하게 되며, 상기 역률보상집적회로부(13)는 입력되는 전압의 역률 보상하는 역류보상집적회로(PFC IC), 충전전압을 방전하는 저항(R5,R6) 역률을 보상하는 저항(R1,R3,R4) 역류보상집적회로(PFC IC)의 초기전원을 공급하는 저항(R2), 콘덴서(C10~C13) 및 제너다이오드(ZD1)와, 전계효과트랜지스터(Q1)로 구성된다.

상기 배전압정류부(14)는 상기 역률보상집적회로부(13)로부터 입력되는 전압을 배전압, 정류하여 출력하게 되며, 상기 배전압정류부(14)는 레귤레이터(REG), 트랜스(T1), 다이오드(D2~D3), 콘덴서(C5~C9), 상기 역률보상집적회로(PFC IC)에 동작 전압을 공급하는 저항(R7), 다이오드(D4), 상기 레귤레이터(REG)로부터 과전류 및 과열을 감지하여 출력전압을 차단하는 정온도특성써미스터(PTC)로 구성된다.

상기 스위칭집적회로부(15)는 상기 배전압정류부(14)로부터 정전압을 공급받아 전압을 받아 스위칭신호를 출력하게 되며, 상기 스위칭집적회로부(15)는 전압을 증폭하는 파워스위칭집적소자(PS IC), 파워스위칭집적소자(PS IC)의 동작전압을 공급하는 저항(R9~R11),콘덴서(C14~C17), 가변저항(VR1)과, 상기 파워스위칭집적소자(PS IC)로부터 출력되는 전압에 의하여 온,오프 구동하면서 스위칭주파수를 출력하는 다이오드(D5)(D6), 저항(R12~R15), 콘덴서(C18)(C19), 발진기(OSC1)(OSC2)과, 상기 스위칭주파수에 의하여 온,오프 동작하는 저항(R16)(R17), 다이오드(D7)(D8), 전계효과트랜지스터(Q3)(Q4), 콘덴서(C21)(C22)로 구성된다.

상기 무전극 램프부(16)는 상기 스위칭집적회로부(15)로부터 출력되는 공진주파수를 받아 램프를 방전 구동하게 되며, 상기 무전극 램프부(16)는 무전극 램프(LAMP), 트랜스(T2),콘덴서(C23~C25), 저항(R18)으로 구성된다.

상기 과전류차단부(17)는 상기 무전극램프부(16)의 무전극 램프(LAMP)의 단선 또는 이상 동작시 상기 스위칭집적회로부(15)에 구동을 정지하여 과전류를 차단하게 되며, 상기 과전류차단부(17)는 정류제어소자(SCR1), 다이오드(D9), 저항(R19~R21), 콘덴서(C26)(C27), 제너다이오드(ZD2)로 구성된다.

상기 보호부(18)는 입력 교류전압으로부터 고전압 입력시 상기 스위칭집적회로부(15)의 구동을 정지하여 회로를 보호하게 되며, 상기 보호부(18)는 정류제어소자(SCR2), 저항(R22~R24), 콘덴서(C28), 제너다이오드(ZD3)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 입력 교류전압으로부터 전자파 필터부(11)의 라인필터(LF1)(LF2), 바리스터(TNR), 콘덴서(C1)(C2)를 통해서 전자파를 제거하여 상기 정류부(12)에 출력하게 되고, 상기 정류부(12)에서는 전자파가 제거된 입력전압을 브리지 다이오드(BD)를 통해서 직류전압으로 정류하여 역률보상 집적회로부(13)에 출력하게 된다.

상기 역률보상 집적회로부(13)에서는 입력되는 직류 정류전압을 상기 역률보상 집적회로(PFC IC)의 역률을 보상하여 배전압정류부(14)에 출력함과 아울러, 전계효과트랜지스터(Q1)를 통해서 스위칭 집적회로부(15)에 출력하게 된다.

한편 상기 역률보상 집적회로부(13)에서 출력되는 보상된 전압은 상기 배전 압정류부(14)의 트랜스(T1)의 3차 코일을 통해서 배전압 되고, 상기 배전압은 다이오드(D2)(D3), 콘덴서(C5~C9), 레귤레이터(REG)에 의하여 정전압으로 변환되어 정특성써미스터(PTC), 저항(R9)을 통해서 스위칭집적회로부(15)에 출력하게 된다.

이때 상기 정온도특성 써미스터(PTC)에서는 회로의 과전류, 과열발생시 상기 스위칭집적회로부(15)의 동작 전원을 차단함으로써, 스위칭동작을 정지하여 부하 회로를 보호한다.

상기 스위칭집적회로부(15)에서는 상기 저항(R9), 콘덴서(C14)를 통해서 입력되는 정전압을 파워스위칭 집적소자(PS IC)를 통해서 스위칭신호를 출력하게 되고, 상기 스위칭신호는 다이오드(D5)(D6), 저항(R12),R14), 콘덴서(C18)(C19), 발진기(OSC1)(OSC2)를 통해서 스위칭 주파수(200KHZ~270KHZ)를 발생하게 된다. 이때 상기 스위칭주파수는 가변저항(VR1)을 통해서 조정하게 된다.

그리고 상기 스위칭주파수는 전계효과트랜지스터(Q3)(Q4)를 온,오프 교번 구동시키게 되어, 상기 전계효과트랜지스터(Q3)(Q4)의 온,오프에 따른 교번 전압을 상기 무전극 램프부(16)의 트랜스(T2)에 입력하게 된다.

따라서 상기 무전극 램프부(16)에서는 트랜스(T2), 콘덴서(C23)(C24)에 의하여 공진하면서 상기 무전극 램프(LAMP)의 마그네틱 코일을 교번 여자시키고 방전시키면서 점등하게 된다.

이와 같이 무전극 램프(LAMP)를 점등 구동시, 과전류차단부(17)에서는 무전극 램프부(16)의 트랜스(T2)로부터 다이오드(D9), 저항(R19)(R20), 제너다이오드(ZD2)를 통해서 상기 무전극 램프(LAMP)의 동작상태 즉 단선, 불량으로 인한 이 상동작 전압을 감지하게 되는데, 이때 램프 이상 감지시, 정류제어소자(SCR1)는 온 구동하게 되어 상기 스위칭 집적회로부(15)의 스위칭 집적소자(PS IC)를 오프시켜 주게 되므로 상기 스위칭 집적회로부(15)는 동작을 정지하게 되어 과전류를 차단하게 된다.

또한 보호부(18)에서는 상기 입력 교류전압을 제너다이오드(ZD3)를 통해서 감지하게 되고, 이때 입력 교류전압이 고전압으로 입력되는 경우, 상기 고전압은 저항(R24), 제너다이오드(ZD3), 저항(R22)을 통해서 정류제어소자(SCR2)를 온 구동하게 되어 상기 스위칭 집적회로부(15)의 스위칭 집적소자(PS IC)를 오프시키게 되므로, 상기 스위칭 집적회로부(15)는 동작을 정지하게 되어 회로를 보호하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 무전극 램프에 역률보상집적회로부, 배전압정류부, 스위칭집적회로부 및 무전극 램프부를 구비하여 상기 무전극 램프부의 마그네틱 코일과 상기 무전극 램프부의 트랜스와의 임피던스를 적절히 매칭시켜주고, 무전극 램프부의 시정수를 조절하면 무전극램프와 안정기 간에 1M 이상의 거리에서도 점등을 용이하게 할 수 있고, 또한 배전압정류부에 정특성써미스커를 사용하여 과전류, 과열발생시 출력부하의 회로를 보호할 수 있다

또한 본 발명은 상기 무전극 램프부에 무전극 램프의 이상으로 과전류 발생을 차단하는 과전류 차단부와, 입력되는 교류 과전압을 감지하여 회로를 보호하는 보호부를 구비함으로써, 상기 무전극 램프의 이상 및 입력되는 과전압으로부터 문전극램프안정기를 보호할 수 있게 되는 것이다.

Claims

전자파를 제거하는 전자파 필터부와; 상기 전자파 필터부의 출력을 정류하는 정류부와; 상기 정류부에서 정류전압의 역률을 보상하는 역류보상집적회로, 저항, 콘덴서 및 제너다이오드, 전계효과트랜지스터로 구성되는 역률보상집적회로부와; 상기 역률보상집적회로부에서 역률이 보상된 전압을 배전압으로 정류하는 레귤레이터, 트랜스, 다이오드, 콘덴서, 저항으로 구성되는 배전압정류부와; 상기 배전압정류부로부터 정류된 전압을 구동하면서 스위칭주파수를 출력하는 전압을 증폭하는 파워스위칭집적소자, 저항, 콘덴서, 가변저항, 스위칭주파수를 출력하는 다이오드, 저항, 콘덴서, 발진기, 스위칭주파수에 의하여 온, 오프 동작하는 저항, 다이오드, 전계효과트랜지스터, 콘덴서로 구성되는 스위칭집적회로부와; 상기 스위칭집적회로부에서 출력되는 스위칭주파수에 의하여 방전구동하는 무전극 램프, 트랜스, 콘덴서, 저항으로 구성되는 무전극램프부와; 상기 무전극램프부에 과전류를 차단하는 정류제어소자, 저항, 콘덴서, 제너다이오드로 구성되는 과전류차단부와; 상기 정류부의 고 전압시 회로를 보호하는 정류제어소자, 저항, 콘덴서, 제너다이오드로 구성되는 보호부를 포함하는 무전극 램프의 안정기.
제 1 항에 있어서, 상기 배전압정류부는 과전류 및 과열로부터 상기 스위칭집적회로부의 구동을 정지하는 정온도특성 써미스터를 더 포함하는 무전극 램프의 안정기.