KR101078685B1

KR101078685B1 - 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기

Info

Publication number: KR101078685B1
Application number: KR1020090025336A
Authority: KR
Inventors: 박천돈; 김용하
Original assignee: 박천돈
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2011-11-01
Also published as: KR20100107180A

Abstract

본 발명은 메탈 할라이드 램프와 나트륨램프 및 CDM램프 등 모든 종류의 고압방전램프에 호환되는 전자식 안정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 스위칭부를 제어하는 주제어기로서 온(on), 오프(off)시간 즉 듀티비(Duty ratio)를 정확히 5:5로 제한하는 제어부를 구성함으로써, 스위칭소자가 초고주파 대역에서 온(on), 오프(off)시간이 상이하여 발생하는 열손실에 의한 부품의 열 폭주를 방지하고, 200 ~ 300KHZ 대역의 초고주파 전원을 램프에 공급하여 공명현상을 확실히 방지함으로써 램프의 종류 및 제조사가 다른 모든 고압방전램프에 호환되도록 하며, 출력단에 변류기(CT)를 사용하여 정확하고 정밀한 램프전류를 검출하고 제어부에 복귀되도록 구성함으로써 램프에 공급되는 출력전력을 항상 일정하게 유지하여 최상의 안정기 성능을 보장하고 램프의 수명을 연장하는 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기에 관한 것이다.

램프, 고압방전램프, 안정기, 전자식 안정기, 초고주파

Description

프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기{Free lamp type Electric Ballast for High intensity discharge Lamps}

본 발명은 모든 종류의 고압방전램프에 호환되는 전자식 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 전자식 안정기에 의해 구동될 때 고압방전램프가 가지는 방전관 내의 공명 현상을 없애고, 스위칭소자의 온(ON), 오프(Off)시간을 제한하여 초고주파 구동시에 발생하는 소자의 열 폭주에 의한 소손을 방지하고, 램프에 공급되는 출력전력을 항상 일정하게 유지하여 최상의 안정기 성능을 보장하고 램프의 수명을 연장하는 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기에 관한 것이다.

일반적으로 나트륨 램프나 CDM 램프 및 메탈 할라이드(Metal Halide,MH) 램프와 같이 가스 매질의 방전을 이용한 고압방전램프(High intensity discharge Lamp : HID 램프)는 백열전구와는 달리 비선형의 특성을 가진다.

특히 고압방전램프가 켜질 때 두 방전 전극 간의 전기적 등가 저항 변화는 무한대에서 영의 값을 가지는 광범위한 변동폭을 가지게 된다.

상기와 같은 고압방전램프의 경우 필라멘트 없이 기체 중의 플라즈마 현상을 이용하기 때문에 전류의 흐름이 매우 불안정하다. 따라서 이러한 전류의 흐름을 안정화시킬 수 있는 안정기는 반드시 필요한 구성요소이다.

고압방전램프의 안정기는 크게 자기식 안정기와 전자식 안정기로 나뉘어지는데, 최근 전력전자기술의 발달과 함께 고압방전램프의 안정기에도 전자기술이 도입되어 지금까지 사용되어온 자기식 안정기의 단점인 저효율과 고중량의 문제점을 개선하기 위한 많은 기술개발이 이루어지고 있다.

이 경우 전자회로에는 효율을 높이고 경량화를 위해 인덕터와 커패시터를 이용한 공진회로(Resonant Circuit)와 수십 kHz의 고주파 변환회로를 이용한다.

종래기술에 따른 자기식 안정기의 작동원리를 도 1을 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 자기식 안정기는 교류(AC) 입력으로부터 역률 개선을 위한 커패시터(1)와 램프(3)를 기동(Ignition)시키기 위한 이그나이터(2)를 포함하여 구성된다.

여기서, 이그나이터(2)는 고압펄스를 발생하여 입력전압의 피크치에 중첩시킴으로써 얻은 고압을 초기 전원 인가시에 램프(3)에 인가한다.

이그나이터(2)로부터 인가된 고압펄스에 의해 램프(3)의 아크튜브(Arc Tube) 내의 전극 간 임피던스가 짧은 시간에 낮아지게 되고, 결국 램프 점등 전류가 흐르게 되면서 램프는 점등되며, 이때 이그나이터는 동작을 멈추게 된다.

이러한 자기식 안정기는 램프 자체의 비선형 특성으로 인해 과도한 전류가 램프로 흐르는 것을 방지하기 위한 장치이므로, 램프(3)의 초기 구동시에는 인덕터 및 이그나이터(2)를 사용하여 고전압펄스로 램프를 구동하고 램프에 흐르는 과전류를 제한하는 기능을 한다.

그러나, 자기식 안정기는, 첫째 입력 전원의 전압 변동에 따라 램프로부터의 광 출력이 그대로 변동하는 특성이 있어, 입력전압이 낮으면 램프의 전력이 낮아 램프의 조도가 낮고, 반대로 입력전압이 높으면 램프의 조도가 높아져 램프의 광 품질 저하 및 수명 단축의 문제가 있다.

둘째 전류를 제한하기 위해서 인덕터를 사용하므로 입력 역률이 낮아 전원에서 공급해야 하는 전력이 크게 되어 전체 효율이 낮아지는 단점이 있다.

셋째 램프의 수명이 다하여 작동되지 않는 램프에도 이그나이터에서는 연속적으로 고압펄스를 발생하므로 에너지 손실이 크다.

넷째 안정기의 인덕터 및 이그나이터에 의해 안정기의 부피가 크고 무겁다.

다섯째 안정기의 초크 코일과 철심 코어에 의해 생기는 전자력의 진동에 의한 소음(Ballast Hum)이 발생하며, 60Hz의 상용 전원으로 점등시키므로 120Hz의 깜박임(Flickering)이 생기는 문제들이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 3개의 스테이지로 구성된 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기에 대한 등록특허 제10-0861676호가 개시된 바 있다.

도 2는 기존 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기를 나타낸 블럭도로서, 상기 등록특허에서는 입력필터부, 정류부, 필터, 정전압부를 제1스테이지로, 정전류부를 제2스테이지로, DC/AC 변환부 및 출력부를 제3스테이지로 하여 3개의 스테이지로 구성된 안정기를 개시하고 있으며, 위에서 언급한 종래의 문제점을 해결하고 효율 향상, 손실 저감, 램프의 광 품질 및 수명 향상 등의 장점을 제공하기 위해, 정전압부에 연결되어 기동시 제어 회로에 전원을 공급하고 제어하는 제1제어부, 및 정전류부와 DC/AC 변환부에 연결되어 이를 제어하는 제2제어부로 분리 구성된 2개의 제어부, 역률개선회로, 스너버 회로, 커패시터 및 인덕터로 이루어진 공진회로 등을 안정기의 주요 구성요소로 하고 있다.

이와 같은 메탈 할라이드 램프는 고압방전램프의 한 종류로서, 연색성 및 광변환 효율이 양호하므로 현재 소디움램프의 대체기종으로는 물론 소형 출력용으로 쇼윈도우나 실내조명으로 널리 이용되고 있으며, 또한 특별한 목적으로 고기를 모으는 집어등용으로도 많이 이용되어 그 적용분야가 넓어지고 있는 램프이다.

그러나 이런 메탈 할라이드 램프를 포함하는 고압방전램프는 그 종류별로 점등전압과 구동방식, 구동주파수 등에 따른 공명(빛 떨림)현상이 발생하므로 여러 종류의 램프에 호환하여 사용되는 안정기의 개발은 사실상 어려웠다.

고압방전램프의 공명현상을 해결하기 위해서는 100HZ대역의 저주파를 구현하거나 200KHZ가 넘는 초고주파를 구현하여야 한다. 현재까지 많이 사용되는 전자식 안정기는 100HZ대역의 저주파를 구현한 제품들이 대부분이며, 100HZ대역의 저주파를 구현하기 위해서는 풀 브릿지(Full Bridge)방식이라는 복잡한 구동회로와 별도의 점등회로가 필요하게 되어 다량의 부품으로 구성되어 효율이 저하되고 상당한 원가가 상승하며 어느 특정램프 외에는 호환이 되지 않는 등의 단점이 있다.

또한 현재 일부업체에서 개발한 고주파 구현방식은 30KHZ ~ 80KHZ대역의 고주파를 스위칭하는데 기술이 미흡하여 듀티(Duty)비율이 동일하지 않은 온(on), 오 프(off)신호로 스위칭을 함으로써 고속 스위칭으로 인한 열손실로 부품의 열 폭주 현상이 발생하고, 공명현상을 확실히 방지할 수 있는 초고주파 대역이 아닌 어중간한 중대역 주파수의 전원을 램프에 공급하게 되어 램프의 종류와 제조사가 다르거나 또한 제조사가 같은 램프라도 유리구의 크기가 다를 경우 공명현상이 발생하는 등 여러 가지 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 스위칭부를 제어하는 주제어기로서 온(on), 오프(off)시간 즉 듀티비(Duty ratio)를 정확히 5:5로 제한하는 제어부를 구성함으로써, 스위칭소자가 초고주파 대역에서 온(on), 오프(off)시간이 상이하여 발생하는 열손실에 의한 부품의 열 폭주를 방지하고, 200 ~ 300KHZ 대역의 초고주파 전원을 램프에 공급하여 공명현상을 확실히 방지함으로써 램프의 종류 및 제조사가 다른 모든 고압방전램프에 호환될 수 있는 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 출력부에 변류기(CT)를 사용한 램프전류 검출회로를 구성함으로써 보다 정확하고 정밀한 램프전류를 검출하고 제어부로 복귀시켜 출력전력을 항상 일정하게 유지하는 최상의 안정기 성능을 보장하고 램프의 수명을 연장시키는 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기를 제공하는데도 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 입력전압을 정류하여 직류전압으로 변환하는 정류부; 상기 정류부에 연결되어 입력된 직류전압을 일정하게 유지시키고 역률을 개선하는 정전압 및 역률개선부; 상기 정전압 및 역률개선부에 연결되어 직류전압을 교류전압으로 변환하는 스위칭부; 상기 스위칭부에 연결되어 변환된 교류전압을 이용하여 램프(LAMP)에 출력하는 출력부; 오실레이터를 포함하는 제어부; 상기 제어부에서 출력된 신호를 증폭하여 스위칭부에 공급하는 드라이버 트랜스(DT)부; 상기 출력부에 연결되어 출력신호를 검출하여 상기 제어부로 복귀시키는 변류기(CT)부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기를 제공한다.

여기서, 상기 오실레이터는 5:5의 듀티비(Duty Ratio)로 제한되는 200KHZ ~ 300KHZ대역의 구형파를 발생하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기는,

첫째, 정전압 및 역률개선부와 오실레이터(U1)를 통해 직류전압을 일정하게 유지시키는 방법으로 입력전압의 변동에 관계없이 안정기의 출력을 일정하게 유지할 수 있고, 이에 따라 고압방전램프의 광품질이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

둘째, 정전압부의 역률개선회로를 통해 입력 역률을 상승시켜 전체적인 효율 을 증가시킬 수 있다.

셋째, 스위칭소자의 온(ON), 오프(Off)시간 즉 듀티비(Duty)를 5:5로 일정하게 제한함으로써 고속스위칭으로 발생하는 열손실을 최소화하여 소형의 방열기만으로도 부품의 열 폭주 현상을 방지할 수 있다.

넷째, 200KHZ ~ 300KHZ 대역의 초고주파 전원을 램프에 공급하여 고주파 구동 시 발생하는 공명(빛 떨림)현상을 완전히 제거함으로써 메탈할라이드 램프와 나트륨램프 및 CDM램프 등을 포함하여 종류와 제조사에 관계없이 모든 고압방전램프에 호환될 수 있다.

다섯째, 출력측에 변류기(CT) 회로를 구성하여 램프로 흐르는 출력전류를 정밀하게 검출하고 제어함으로써 안정기 출력을 항상 일정하게 유지할 수 있고 램프의 수명을 연장할 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

본 발명은 메탈 할라이드 램프, CDM 램프 및 나트륨 램프를 포함하는 모든 종류 혹은 여러 제조사의 고압방전램프(HID 램프 : High Intensity Discharge Lamp)에 호환되는 전자식안정기에 관한 것으로서, 입력 변동에 관계없이 출력전압을 일정하게 유지할 수 있으며 이에 따라 향상된 광품질을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기를 나타낸 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기의 회로도를 나타낸 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고압방전램프용 전자식 안정기는 입력전압을 공급받는 입력부(10)와, 입력전압을 정류하여 직류전압으로 변환하는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)에 연결되어 입력된 직류전압을 일정하게 유지시키고 역률을 개선하는 정전압 및 역률개선부(30)와, 상기 정전압 및 역률개선부(30)에 연결되어 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 스위칭부(40)와, 상기 스위칭부(40)에 연결되어 변환된 교류전압을 램프(LAMP)에 전달하여 출력하는 출력부(80)와, 상기 스위칭부(40)에 연결되어 듀티비(Duty Ratio)를 5:5로 제한한 초고주파 대역의 구형파를 스위칭부(40)에 제공하는 제어부(50)와, 상기 제어부(50)에 연결되어 출력된 구형파를 증폭하고 증폭된 구형파를 스위칭부(40)에 공급하는 드라이버 트랜스(DT)부(60)와, 상기 출력부(80)에 연결되어 출력전류를 검출하고 제어부(50)로 복귀시키는 변류기(CT)부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 입력부(10)는 단상 입력전원과 정류부(20) 사이에 삽입되어 연결되는 구성부로서, 전원노이즈제거용 커패시터(C10,C11)와 필터(L10)를 포함하는 EMI 필터로 구성되어 있으며, 본 안정기의 전자회로에서 발생하는 노이즈가 전원으로 유입되는 것을 방지한다.

상기 정류부(20)는 브릿지 다이오드(bridge-diode)(V1)를 포함하여 구성되고, 상기 입력부(10)를 통과하여 노이즈가 제거된 입력전압을 정류하여 직류 전압으로 변환한다.

상기 정전압 및 역률개선부(30)는 정류부(20)에서 공급받은 직류전압을 승압하여 스위칭부(40)에 공급할 수 있도록 하고 역률을 개선하여 전력 효율을 상승시키고, 스위칭부(40)로 출력되는 전압을 일정하게 제어하여 입력 교류전원의 일정변동 범위 내에서 일정하도록 한다.

본 발명에서 상기 정전압 및 역률개선부(30)는 정류부(20)에 스위치(Q30)를 직렬로 연결한 후 그 사이에 역전류방지용 다이오드(D30)와 에너지 저장용 전해 커패시터(C30)를 직렬로 연결하고, 전압감지저항(R30)과 전류감지저항(R31)을 포함하고, 상기 정류부(20)와 스위치(Q30) 사이에 직렬로 연결된 인덕터(L30)에 연결되는 오실레이터(U30)를 포함하여 구성된다.

상기 인덕터(L30)를 통해 인가되는 전압이 오실레이터(U30)의 시동신호핀(Cont) 5번을 통해 공급되면 인덕터(L30)의 입력핀 6번에 전압이 인가되었음을 판단하고 오실레이터(U30)가 즉시 동작하게 된다.

그리고, 상기 전압감지저항(R30)에서 감지된 전압이 오실레이터(U30)의 전압감지핀 2번으로 유입되면 오실레이터(U30)는 출력핀 7번에서 출력되는 전압을 통해 스위치(Q30)의 동작을 제어하여 역전류방지용 다이오드(D30)를 통해 출력되는 전압(Vcc)을 일정하게 제어한다.

또한 전류감지저항(R31)에서 감지된 전류가 오실레이터(U30)의 전류감지핀 4 번을 통해 유입되면 오실레이터(U30)의 출력핀 7번에서 출력되는 전류를 조절하여 스위치(Q30)의 동작을 제어함으로써 역전류방지용 다이오드(D30)를 통해 출력되는 전압(Vcc)을 일정하게 유지하도록 제어한다.

이를 위하여 본 발명에서 상기 오실레이터(U30)는 인덕터(L30)에 시동신호핀(Cont)이 연결되고, 전압감지저항(R30)에 전압감지핀(Trig)이 연결되고, 상기 스위치(Q30)의 출력부(3)에 연결된 전류감지저항(R31)에 전류감지핀(Res)이 연결된다.

상기 제어부(50)는 스위칭부(40)를 제어하는 제어부로서, 200KHZ ~ 300KHZ 대역의 초고주파의 구형파를 발생하고, 이 구형파의 온(ON), 오프(Off)시간을 동일하게 하여 듀티비(Duty Ratio)를 5:5로 제어하는 오실레이터(U50)와 트리거저항(R50), 트리거커패시터(C50)를 포함하여 구성된다. 상기 오실레이터(U50)는 드라이버 트랜스(DT)부와 연결되어 온(ON), 오프(Off)시간이 동일한 200 ~ 300 KHZ대역의 구형파를 스위칭부(40)에 공급하여 스위치(Q40,Q41)가 초고속으로 동작하더라도 열 손실을 최소화하고 효율을 높일 수 있도록 안정된 구동신호를 공급하는 기능을 가진다.

본 발명에서 상기 오실레이터(U50)는 중앙처리장치를 포함하는 오실레이터칩으로 구성될 수 있고, 데이터 입력핀(Out) 3번과 CT sensor핀(1) 6번으로 입력되는 프로그램값에 의해 온(ON), 오프(Off)시간이 동일한 200KHZ ~ 300KHZ 대역의 초고주파의 구형파를 발생시키게 된다.

즉, 상기 오실레이터(U50)는 초고주파 대역의 구형파를 발생시키고, 발생된 구형파의 듀티비(Duty Ratio)를 5:5로 정확하게 제어할 수 있도록 하기 위하여 마이컴을 통해 프로그램된다.

상기 제어부(50)에서 오실레이터(U50)의 동작을 살펴보면, 오실레이터(U50)의 정격전압핀(Vdd) 7번으로 직류전압이 입력되면 기준전압핀(Vref) 8번에 직류5V의 기준전압이 발생하고, 트리거저항(R50)과 트리거커패시터(C50)의 값에 의해 펄스입력핀(Res) 4번으로 톱니파의 펄스가 발생되며, 프로그램 데이터 입력핀(Out) 3번과 CT sensor핀(1) 6번을 통해 입력된 프로그램값에 의해 200KHZ ~ 300KHZ 대역의 초고주파의 구형파를 발생하고, 이 구형파는 출력트리거핀(Trig) 2번을 통해 드라이버 트랜스(DT)부의 트랜스(DT60)로 공급된다.

그리고, CT sensor핀(1) 6번은 변류기부(70)에서 복귀되는 전압신호를 받는다.

이때, 스위칭부(40)의 전류감지저항(R40)에 연결된 오실레이터(U50)의 전류센서핀(cp) 1번은 상기 전류감지저항(R40)에서 감지된 전류가 저항(R41)을 통해 유입되면, 드라이버 트랜스(DT)부에 연결되는 출력트리거핀(Trig) 2번을 통해 드라이버 트랜스(DT)부에 전달되는 전류를 제어함으로써 반도체 스위칭소자(Q40,Q41)의 동작을 제어한다.

또한 상기 제어부(50)에 포함되어 정류부(20)와 정전압 및 역률개선부(30) 사이에 연결되는 오실레이터(U40)는 오실레이터(U50)에 구동용 직류전원(예를 들어 15V)을 공급하기 위한 정전압형 레귤레이터이다.

상기 오실레이터(U40)는 정류부(20)에서 정류된 직류전압(예를 들어 300V)이 입력핀 5,6,7,8번으로 인가되면 이를 교류신호로 스위칭하여 초크코일(L50)과 정류다이오드(D6) 및 터널다이오드(D7) 등에 의해 정격직류전압(예를 들어 15V)으로 변환하고, 상기 오실레이터(U50)의 정격전압핀(Vdd)에 공급한다.

즉, 상기 오실레이터(U40)와 오실레이터(U50)의 정격전압핀(Vdd)과의 사이에는 상기 초크코일(L50)과 정류다이오드(D6) 및 터널다이오드(D7)가 구성된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 전자식 안정기는 스위칭소자가 초고주파 대역에서 온(on), 오프(off)시간이 상이하여 발생하는 열손실에 의한 부품의 열 폭주를 방지하고, 200 ~ 300KHZ 대역의 초고주파 전원을 램프에 공급하여 공명현상을 확실히 방지함으로써 램프의 종류 및 제조사 등에 상관없이 모든 고압방전램프에 호환된다.

상기 드라이버 트랜스(DT)부(60)는 제어부(50)와 스위칭부(40)에 연결되어 제어부(50)에서 출력된 초고주파 대역의 구형파를 증폭하고 이를 두 개의 신호로 나누어 스위칭부(40)에 공급하는 드라이버트랜스(DT60)와, 저항(R60,R61) 및 다이오드(D60,D61) 등으로 구성된다.

상기 다이오드(D60,D61)는 드라이버트랜스(DT60)를 통과한 전류를 직류로 바꾸어 직렬로 연결된 스위치(Q40,Q41)에 인가하게 된다.

상기 스위칭부(40)는 상기 정전압 및 역률개선부(30)에 연결되어 직류전압을 교류전압으로 변환하는 구성부로서, 드라이버 트랜스부(60)에서 인가되는 초고주파 신호에 의해 구동되는 고속 스위칭소자를 이용하여 직류전원을 교류전원으로 변환한다.

다시 말해, 본 발명에서 스위칭부(40)는 상기 정전압 및 역률개선부(30)에서 만들어진 직류전압을 드라이버 트랜스(DT)부(60)와 스위칭부(40)로 구성될 수 있는 하프 브릿지 컨버터(Half-bridge Converter)를 통해 고압방전램프에서 요구되는 교류로 바꿀 수 있도록 스위치(Q40,Q41)와 저항(R40,R41)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 스위치(Q40,Q41)는 고속 스위칭소자로 구성될 수 있고, 상기 하프 브릿지 컨버터는 드라이버트랜스(DT60) 및 다이오드(D60,D61)와 스위치(Q40,Q41) 등을 포함하여 구성된다.

상기 출력부(80)는 스위칭부(40)에 연결되어 인가된 전류를 램프(LAMP)로 출력하여 점등 가능하게 한다. 이때 출력부(80)는 인덕터(L80)와 커패시터(C80)를 포함하는 공진회로로 구성되어 발진기(oscillator) 역할을 하고, 공진 특성을 이용하여 스위칭에 의한 손실을 최소화할 수 있고, 상기 공진회로를 변류기(CT)부(70)와 같은 전류형 인버터로 제어하여 과전류 발생을 방지하므로써 안정기로서의 신뢰성을 확보할 수 있다.

상기 변류기(CT)부(70)는 출력부(80)에 연결되어 램프(LAMP)로 흐르는 전류를 검출하는 CT트랜스(CT70)와, 검출된 전류신호를 전압신호로 변환하여 제어부(50)로 복귀시키는 브리드 정류회로로 구성된다.

상기 브리드 정류회로는 도 4와 같이 다이오드(D70)와 상기 다이오드(D70)에 직렬로 연결되는 커패시터(C70), 브리드저항(R70,R71) 등을 포함하여 구성된다.

상기 CT트랜스(CT70) 1차 코일에 램프전류(램프(LAMP)로 흐르는 전류)가 흐르면 1차 코일과 2차 코일의 비율에 의해 2차 코일에 일정량의 전압이 발생한다. 이 전압은 정류다이오드(D70) 및 커패시터(C70)을 통해 직류로 변환되고, 변환된 직류신호는 브리드저항(R70,R71)을 거쳐 오실레이터(U50)의 CT sensor핀(1)이자 데이터 입력핀에 해당하는 6번으로 인가된다.
오실레이터(U50)는 출력트리거핀(Trig) 2번을 통해 스위치(Q40,Q41)를 제어함으로써 안정기 출력을 일정하게 유지시키고 램프의 수명을 연장할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 종래 자기식 안정기를 나타낸 블럭도

도 2는 기존 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기를 나타낸 블럭도

도 3은 본 발명에 따른 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기를 나타낸 블럭도

도 4는 본 발명에 따른 프리램프형 고압방전등용 전자식 안정기의 회로도를 나타낸 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 입력부

20 : 정류부

30 : 정전압 및 역률개선부

40 : 스위칭부

50 : 제어부

60 : 드라이버 트랜스(DT)부

70 : 변류기(CT)부

80 : 출력부

Claims

입력전압을 정류하여 직류전압으로 변환하는 정류부(20);

상기 정류부(20)에 연결되어 입력된 직류전압을 일정하게 유지시키고 역률을 개선하는 정전압 및 역률개선부(30);

상기 정전압 및 역률개선부(30)에 연결되어 직류전압을 교류전압으로 변환하는 스위칭부(40);

상기 스위칭부(40)에 연결되어 변환된 교류전압을 램프(LAMP)에 출력하는 출력부(80);

오실레이터(U50)의 구동을 위한 직류전원을 출력 공급하는 오실레이터(U40)에 연결되는 정격전압핀(Vdd) 7번과, 상기 정격전압핀(Vdd) 7번으로 직류전압이 입력되면 직류 5V의 기준전압이 발생되는 기준전압핀(Vref) 8번과, 트리거저항(R50)과 트리거커패시터(C50)의 값에 의해 펄스가 발생되는 펄스입력핀(Res) 4번과, 구형파의 듀티비를 5:5로 제어할 수 있는 프로그램값이 입력되는 데이터 입력핀(Out) 3번과 CT sensor핀(1) 6번과, 스위칭부(40)의 전류감지저항(R40)에 연결되어 드라이버 트랜스(DT)부(60)에 전달되는 전류를 제어할 수 있도록 해주는 전류센서핀(cp) 1번과, 드라이버 트랜스(DT)부에 연결되는 출력트리거(Trig) 2번을 포함하며, 200∼300KHz 대역의 구형파를 발생시키고, 이 구형파의 듀티비를 5:5로 제어하여 온, 오프 시간이 동일한 200∼300KHz 대역의 구형파를 스위칭부(40)에 공급할 수 있는 제어부(50);

상기 제어부(50)에서 출력된 신호를 증폭하여 스위칭부(40)에 공급하는 드라이버 트랜스(DT)부(60);

상기 출력부(80)에 연결되어 출력신호를 검출하고 상기 제어부(50)로 복귀시키는 변류기(CT)부(70);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
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청구항 1에 있어서,

상기 오실레이터(U40)는 정류부(20)에서 정류된 직류전압을 입력받는 입력핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부(50)는 오실레이터(U40)의 출력신호를 정격직류전압으로 변환하기 위하여 초크코일(L50)과 정류다이오드(D6) 및 터널다이오드(D7)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 1에 있어서,

상기 정전압 및 역률개선부는 정류부(20)에 직렬로 연결되는 스위치(Q30)와, 상기 스위치(Q30)의 동작 제어를 위한 출력핀(Dis)을 포함하는 오실레이터(U30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 9에 있어서,

상기 오실레이터(U30)는 정류부(20)와 스위치(Q30) 사이에 직렬로 연결된 인덕터(L30)에 연결되는 시동신호핀(Cont)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 9에 있어서,

상기 오실레이터(U30)는 전압감지저항(R30)에 연결되는 전압감지핀(Trig)과, 상기 스위치(Q30)의 출력부(3)에 연결된 전류감지저항(R31)에 연결되는 전류감지핀(Res)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 1에 있어서,

상기 드라이버 트랜스(DT)부는 드라이버트랜스(DT60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 1에 있어서,

상기 변류기부는 CT트랜스(CT70)와 브리드 정류회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
청구항 13에 있어서,

상기 브리드 정류회로는 상기 CT트랜스(CT70)에 직렬로 연결되는 다이오드(D70)와, 상기 다이오드(D70)에 직렬로 연결되는 커패시터(C70) 및 브리드저항(R70,R71)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 안정기.
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