KR101251378B1 - Ceramic poles fluorescent lamp type electronic ballast using ceramic-glass composite electrode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프(Ceramic Poles Fluorescent Lamp; CPFL)용 전자식 안정기형광램프에 관한 것으로, 특히 램프의 불평형 점등을 없애고 램프 파손에 따른 사고 회피가 가능하도록 하며 고역률을 구현할 수 있는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근 급속한 경제 발전을 이루면서 경관 조명, 광고 조명 및 실내,실외 조명 시장이 늘어나며 계속 늘어나며 계속 발전해가고 있는 추세이다. Recently, with the rapid economic development, the landscape lighting, advertising lighting, indoor and outdoor lighting market is increasing and continues to develop.
근래에 환경에 대한 관심과 규제가 세계적으로 이루어지고 있으며 이에 따라 조명시장에서도 에너지 절감 및 환경오염이 거의 없는 새로운 조명 트랜드로 바뀌는 실정이다. In recent years, environmental concerns and regulations are being made worldwide, and accordingly, the lighting market is changing to a new lighting trend with little energy saving and environmental pollution.
세라믹-유리질 복합체 전극 및 자발분극을 갖는 강유전체 전극을 사용한 형광램프는 이러한 조명시장에 새롭게 출시될 형광램프로 기존의 형광램프의 단점을 보완하는 형광램프로 진공방전관내의 플라즈마 이온이나 수은 이온, 전자 등의 충돌시 발생하는 2차 전자의 방출량을 극대화하여 기존의 형광램프보다 높은 휘도를 발생시키는 형광램프이다.Fluorescent lamps using ceramic-glass composite electrodes and ferroelectric electrodes with spontaneous polarization are fluorescent lamps that will be newly introduced in the lighting market. The fluorescent lamps complement the shortcomings of conventional fluorescent lamps. It is a fluorescent lamp that generates higher luminance than conventional fluorescent lamps by maximizing the emission amount of secondary electrons generated during collision of the lamp.
이 램프의 전극은 세라믹-유리질 복합체, 자발분극을 갖는 강유전체로 외부전극램프보다 높은 유전율을 가지고 있으며 저온에서도 유전율의 변화가 거의 없어 저온 점등시 기존 램프에 비해 안정적 점등 및 디밍을 할수 있다. 또한 크기별 제작에 어려움이 없어서 백화점, 호텔, 병원, 극장, 연회장 등에서 실내 인테리어용 직/간접 조명으로 사용이 적합하다.
The electrode of this lamp is ceramic-glass composite and ferroelectric with spontaneous polarization. It has higher dielectric constant than external electrode lamp, and there is almost no change in dielectric constant at low temperature, so it can be stably lit and dimmed at low temperature. In addition, there is no difficulty in production by size, so it is suitable to be used as direct / indirect lighting for indoor interior in department stores, hotels, hospitals, theaters and banquet halls.
이와 관련하여, 도 1은 종래의 기술에 따른 과전압 보호회로를 갖는 형광등용 전자식 안정기의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.In this regard, Figure 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an electronic ballast for a fluorescent lamp having an overvoltage protection circuit according to the prior art.
동 도면에 있어서, 먼저 정류부(100)는 회로를 서지전압으로부터 보호하기 위한 퓨즈(F1)를 통해 교류 전원을 입력한다.In the figure, first, the
정류부(100) 내의 잡음제거회로(LTA1, LTB1, C1, C2, C3)는 퓨즈(F1)를 통해 입력되는 교류 전원의 잡음 성분을 필터링시켜 브리지 회로(D1, D2, D3, D4)로 제공한다.The noise canceling circuits LTA1, LTB1, C1, C2, and C3 in the
브리지 회로(D1, D2, D3, D4)는 잡음제거회로(LTA1, LTB1, C1, C2, C3)를 통해 제공되는 교류 전원을 전파정류하여 캐패시터(C5)의 양단으로 제공한다.The bridge circuits D1, D2, D3, and D4 provide full-wave rectification of AC power provided through the noise canceling circuits LTA1, LTB1, C1, C2, and C3 to both ends of the capacitor C5.
캐패시터(C5)는 브리지 회로(D1, D2, D3, D4)로부터 제공되는 전파정류된 전원에서 리플 성분을 제거하여 직류를 출력해서 충전부(150)로 제공한다.The capacitor C5 removes the ripple component from the full-wave rectified power provided from the bridge circuits D1, D2, D3, and D4, and outputs a direct current to the
충전부(150) 내의 캐패시터(C12)는 코일(BT1) 및 다이오드(D10, D11)를 통해 캐패시터(C5)로부터 제공되는 직류를 충전한다.The capacitor C12 in the
고주파구동부(200)는 캐패시터(C12)로부터 제공되는 직류를 제공받아 구동하는 것으로, 하프브리지 방식으로 구성된 제1위칭부(210), 제2스위칭부(220) 및 형광등(400)을 포함한다.The high
이와 같은 제1 스위칭부(210)는 제1 스위칭트랜지스터(Q1) 및 제1 스위칭트랜지스터(Q1)의 베이스구동회로(R1, R5, R6, C9)를 포함한다.The
제2 스위칭부(220)는 제2 스위칭트랜지스터(Q2), 제2 스위칭트랜지스터(Q2)의 베이스구동회로(R2, R7, R8, C10) 및 스위칭동작의 개시를 위한 시동회로(DIAC, C8)를 포함한다.The
제1, 제2 스위칭부(210, 210)의 각 베이스구동회로(R1, R5, R6, C9)(R2, R7, R8, C10)는 변압기(LT2)에 의해 자기적으로 결합된다.Each of the base driving circuits R1, R5, R6, and C9 (R2, R7, R8, and C10) of the first and
RC회로(R3, C4)는 충전부(150)로부터 제공되는 직류 전원을 스위칭전압으로 제공한다.The RC circuits R3 and C4 provide the DC power provided from the
제1, 제2 스위칭부(210, 220)는 고주파로 스위칭동작하면서 충전부(150)로부터 제공되는 직류 전원을 고주파수로 유도함으로써 형광등(400)으로 제공되는 전력의 효율을 높여준다.The first and
캐패시터(C6, C7, C8)는 형광등(400)으로 전달되는 전류에 의한 형광등(400)의 충격을 완화시킨다.Capacitors C6, C7, and C8 alleviate the impact of
형광등(400)과 변압기(LT2) 사이에 유도코일(PT1)이 접속됨에 따라 고주파스위칭 과정에서 변압기(LT2)와 유도코일(PT1)간의 상호유도에 의해 형광등(400)으로의 제공되는 전력의 효율이 높아진다. 이때 고주파구동부(200)의 출력단자(T1, T2)는 형광등(400)의 양측에 각각 접속된다.As the induction coil PT1 is connected between the
한편, 과전압 보호회로(300)는 형광등(400)의 양측에 1차권선이 연결된 변압기(LT3)를 포함한다.Meanwhile, the
2배압정류회로(310)는 변압기(LT3)의 2차권선측에 접속된 다이오드(D12, D13) 및 캐패시터(C16, C17)로 구성된다.The double
변압기(LT3)와 형광등(400)의 단자(T4)의 공통접점과 2배압정류부(310)의 저압측 사이에는 저항(R12, R13)과 스위칭소자인 SCR(silicon controlled rectifier)(Q3)이 직렬로 연결된다.Between the common contact of the transformer LT3 and the terminal T4 of the
SCR(Q3)의 애노드는 단자(T4)의 공통접점에 연결되고 캐소드는 2배압정류부(310)의 저압측에 연결된다. SCR(Q3)의 게이트와 2배압정류부(310)의 고압측 사이에는 스위칭제어부(R9, R10, R11, R14, R15, ZD1, C14, C15)가 연결된다.The anode of the SCR Q3 is connected to the common contact of the terminal T4 and the cathode is connected to the low pressure side of the double
한편, SCR(Q3)의 애노드는 역전류방지를 위한 다이오드(D14)를 통해 제2 스위칭부(220)의 스위칭트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결됨과 동시에 다이액(DIAC)과 시동전압을 공급하기 위한 캐패시터(C8)의 공통접점에 연결된다.On the other hand, the anode of the SCR (Q3) is connected to the base of the switching transistor (Q2) of the
이와 같은 종래의 기술은 형광등(400)에 일정시간 이상의 과전압이 계속 인가되면 안정기의 동작을 셧다운시켜 형광등(400)과 안정기의 손상을 방지할 수 있는 보호회로를 구비하고 있다. 이때 사용자가 새 형광등으로 교체하면 SCR(Q3)은 정상동작상태로 리셋된다.
Such a conventional technology is provided with a protection circuit capable of preventing damage to the
그러나 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 디밍 기능을 위해 외부의 교류 전원을 직접 제어하는 방법을 많이 사용하고 있는데, 이때 불필요한 전력 손실이 발생되고 인버터회로의 고장 원인이 되는 결점이 있다.However, in the related art, a method of directly controlling an external AC power source for dimming functions is frequently used. In this case, an unnecessary power loss occurs and causes a failure of an inverter circuit.
또한, 이와 같은 종래의 기술에 따른 안정기는 보호회로를 구비하고 있으나 고가의 SCR(Q3)을 사용하기 때문에 원가가 상승하며, 철손과 동손에 의해 효율이 낮고 정류부(100)에서 발생되는 불연속 피크에 의해 역률이 낮다.
In addition, the ballast according to the related art is provided with a protection circuit, but the cost increases due to the use of expensive SCR (Q3), low efficiency due to iron loss and copper loss, to the discontinuous peak generated in the
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 램프의 불평형 점등을 없애고 램프 파손에 따른 사고 회피가 가능하도록 하며 고역률을 구현할 수 있는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기를 제공하는데 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, to provide an electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode to eliminate the unbalanced lighting of the lamp, to avoid accidents due to lamp breakage, and to implement a high power factor The purpose is to.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve this object,
본 발명의 일 형태에 따르면,According to an aspect of the present invention,
입력되는 교류 전원에서 전자파를 제거하여 출력하는 전자파 필터(1100);An
상기 전자파 필터(1100)로부터 출력되는 교류 전원을 정류하여 출력하는 정류부(1200);A
상기 정류부(1200)의 출력을 역률보상하고 평활하여 직류를 출력하는 역률보상 및 평활부(1300);A power factor correction and
상기 역률보상 및 평활부(1300)로부터 출력되는 직류를 스위칭 신호 발생부(1800)로부터 제공되는 스위칭 신호에 따라 스위칭하여 교류를 출력하는 스위칭부(1400);A
상기 스위칭부(1400)로부터 출력되는 교류를 1차코일로 입력하고 2차코일로 유도하여 상기 2차코일을 통해 양측에 세라믹-유리질 복합체 전극을 구비한 형광램프(1900)로 제공하는 복권형 트랜스(1600);The lottery-type transformer which inputs the alternating current output from the
상기 역률보상 및 평활부(1300)로부터 출력되는 직류와 설정된 기준전압을 비교하여 상기 역률보상 및 평활부(1300)가 전압 및 전류를 일정하게 유지시켜 출력하도록 하는 정전압 및 정전류 제어부(1500); 및A constant voltage and constant
상기 복권형 트랜스(1600)의 전압 및 전류에 따라 상기 스위칭 신호 발생부(1800)가 발생하는 스위칭 신호를 제어하여 상기 스위칭부(1400)의 출력이 입력되는 상기 1차코일에 과전압 및 과전류가 걸리지 않도록 하는 과전압 및 과전류 보호부(1700);By controlling the switching signal generated by the
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a control unit.
상기 역률보상 및 평활부(1300)는 영전류 검출단자(ZCDI)를 통해 1차코일 및 2차코일로 구성된 역률보상 인덕터(1301)의 2차코일에 흐르는 전류를 감지하고 전압위상 검출단자(MI)를 통해 입력단에서 설정된 전류를 감지한 후, 두 감지된 전류를 비교해서 전류위상의 차가 없도록 제어하여 전압위상과 전류위상의 차가 없도록 한 상태에서 출력단자(DO)를 통해 출력단과 접지 사이를 스위칭하는 역률보상 스위치(1302)를 단속시켜 역률을 보상하도록 하는 역률보상 집적회로(1306)가 구비된 것을 특징으로 한다.
The power factor correction and
상기 역률보상 스위치(1302)는 전계효과 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The power
상기 역률보상 스위치(1302)의 접지쪽 단자는 전류감지저항(1303)을 통해 접지에 연결된 것을 특징으로 한다.
The ground terminal of the power
상기 역률보상 인덕터(1301)는 입력단과 출력단 사이에 접속된 1차코일과 1차코일에 대응하는 2차코일로 구성되는 것을 특징으로 한다.
The power
상기 전계효과 트랜지스터의 게이트단자와 상기 역률보상 집적회로(1306)의 출력단자(DO) 사이에 저항(R)과 다이오드(D)가 병렬로 연결되어, 상기 역률보상 스위치(1302)에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 보호회로(1307)가 구비된 것을 특징으로 한다.
A resistor R and a diode D are connected in parallel between the gate terminal of the field effect transistor and the output terminal DO of the power factor correction integrated
상기 정전압 및 정전류 제어부(1500)가 상기 역률보상 및 평활부(1300)의 출력으로부터 역률제어신호를 생성하여 상기 역률보상 직접회로(1306)의 피드백 단자(VF)에 제공하여 상기 역률보상 직접회로(1306)가 상기 역률보상 및 평활부(1300)의 출력 전압과 전류가 일정하게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
The constant voltage and constant
상기 정전압 및 정전류 제어부(1500)는,The constant voltage and constant
상기 역률보상 및 평활부(1300)에서 출력되는 직류전압을 정전압이 되도록 분압하는 정전압 분압저항부(1501);A constant voltage voltage dividing
기준직류전압을 발생시키는 기준전압부(1502);A
상기 정전압 분압저항부(1501)의 분압된 직류전압과 상기 기준전압부(1502)의 기준직류전압을 비교 및 증폭하고 적분해서 제1 역률제어신호를 만들어 포토커플러(1504)를 통해 상기 역률보상 집적회로(1306)의 피드백단자(VF)로 제공하는 제1 오피앰프(1503);Comparing, amplifying and integrating the divided DC voltage of the constant voltage voltage dividing
상기 기준전압부(1502)의 기준직류전압을 정전류가 되도록 분압하는 정전류 제어분압 저항부(1505); 및A constant current control voltage dividing
상기 스위칭부(1400)의 스위칭에 따른 전류와 상기 정전류 제어분압 저항부(1505)의 분압에 따른 정전류를 비교 및 증폭하고 적분해서 제2 역률제어신호를 만들어 상기 제1 역률제어신호에 혼합시키는 제2 오피앰프(1510);Comparing, amplifying, and integrating the current according to the switching of the
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a control unit.
본 발명은, 정류부(1200)에서 발생되는 불연속 피크 전류에 의해 역률이 감소되는 것이 방지되는 효과가 있다.According to the present invention, the power factor is prevented from being reduced by the discontinuous peak current generated in the
또한, 상용 전압, 전류의 위상차에 의해 역률이 감소되는 것을 방지할 수 있으며, 역률보상 및 평활부(1300)가 정류부(1200)로부터 제공되는 정류된 교류 전원의 역률을 보상하고 전압 및 전류를 일정하게 유지시켜 안정적으로 출력하도록 할 수 있다.In addition, the power factor may be prevented from being reduced due to the phase difference between the commercial voltage and the current, and the power factor correction and
또한, 역률보상 및 평활부(1300)를 사용하여 다양한 입력전원에 대해 능동적으로 역률을 보상할 수 있다.In addition, the power factor correction and
또한, 사용 램프수의 변동에 따라 출력 전압 및 전류를 제어함으로써 램프 구동의 안정성이 높고 신뢰성이 높으며, 과전압 및 과전류 보호부(1700)를 구비하여 램프의 파괴나 무부하 시 복권형 트랜스(1600)의 2차코일 측에 이상 전압이 인가되는 것이 방지된다.
In addition, by controlling the output voltage and current in accordance with the variation in the number of lamps used, the stability of the lamp driving is high and reliable, and the overvoltage and
도 1은 종래의 기술에 따른 과전압 보호회로를 갖는 형광등용 전자식 안정기의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기의 일 실시 예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 역률보상 및 평활부의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 도 2에 도시된 정전압 및 정전류 제어부의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 2에 도시된 스위칭 신호 발생부 및 그 주변의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an embodiment of an electronic ballast for a fluorescent lamp having an overvoltage protection circuit according to the prior art.
2 is a block diagram showing an embodiment of an electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the power factor correction and smoothing unit illustrated in FIG. 2.
4 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the constant voltage and constant current controller shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of the switching signal generator illustrated in FIG. 2 and its surroundings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기의 일 실시 예를 나타낸 블록도로, 전자파 필터(1100), 정류부(1200), 역률보상 및 평활부(1300), 스위칭부(1400), 정전압 및 정전류 제어부(1500), 복권형 트랜스(1600), 과전압 및 과전류 보호부(1700), 스위칭 신호 발생부(1800) 및 형광램프(1900)로 구성된다.2 is a block diagram showing an embodiment of an electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode according to the present invention, an
이와 같이 구성된 본 발명을 도 3 및 도 5를 참조하여 보면 다음과 같다.The present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 5.
도 3은 도 2에 도시된 역률보상 및 평활부(1300)의 일 실시 예를 나타낸 회로도이고 도 4는 도 2에 도시된 정전압 및 정전류 제어부(1500)의 일 실시 예를 나타낸 회로도이며, 도 5는 도 2에 도시된 스위칭 신호 발생부(1800) 및 그 주변의 일 실시 예를 나타낸 회로도이다.
3 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the power factor correction and
도 2 내지 도 5에 있어서, 먼저 전자파 필터(1100)는 입력되는 교류 전원에서 전자파를 제거하여 출력한다.2 to 5, first, the
정류부(1200)는 전자파 필터(1100)로부터 출력되는 교류 전원을 정류하여 출력한다.The
역률보상 및 평활부(1300)는 정류부(1200)의 출력을 역률보상하고 평활하여 직류를 출력한다.The power factor correction and
이와 같은 역률보상 및 평활부(1300)의 일 실시 회로를 도 3을 참조하여 보면, 먼저 역률보상 집적회로(1306)는 영전류 검출단자(ZCDI)를 통해 1차코일 및 2차코일로 구성된 역률보상 인덕터(1301)의 2차코일에 흐르는 전류를 감지하고 전압위상 검출단자(MI)를 통해 입력단에서 설정된 전류를 감지한 후, 두 감지된 전류를 비교해서 전류위상의 차가 없도록 제어하여 전압위상과 전류위상의 차가 없도록 한 상태에서 출력단자(DO)를 통해 출력단과 접지 사이를 스위칭하는 역률보상 스위치(1302)를 단속시켜 역률을 보상한다. 이때 역률보상 스위치(1302)는 전계효과 트랜지스터로 이루어지고 접지쪽 단자는 전류감지저항(1303)을 통해 접지에 연결된다. 역률보상 인덕터(1301)는 입력단과 출력단 사이에 접속된 1차코일과 1차코일에 대응하는 2차코일로 구성된다.Referring to FIG. 3, one embodiment of the power factor correction and
이에 따라 역률보상 인덕터(1301)에 흐르는 전류는 선형적으로 증가하게 되고 역률보상 스위치(1302)에 연결된 전류감지저항(1303)의 양단에 걸리는 전압이 기준값 이상으로 증가되면 역률보상 스위치(1302)는 턴오프되고 역률보상 인덕터(1301)의 출력측에 연결된 다이오드(1304)가 턴온되어, 다이오드(1304)의 출력단과 접지 사이에 연결된 커패시터(1305)가 충전하게 된다.Accordingly, the current flowing through the power
이때 역률보상 스위치(1302)에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 역률보상 스위치(1302)를 구성하는 전계효과 트랜지스터의 게이트단자와 역률보상 집적회로(1306)의 출력단자(DO) 사이에 저항(R)과 다이오드(D)가 병렬로 연결된 보호회로(1307)가 구비되어 있다.At this time, the resistance R between the gate terminal of the field effect transistor constituting the power
한편 역률보상 및 평활부(1300)의 출력 전압과 전류가 일정하게 유지되도록 제어하기 위해서는 출력을 모니터링 하여 출력 전압과 전류를 일정하게 유지시켜야 한다. 예로, 정전압 및 정전류 제어부(1500)가 역률보상 및 평활부(1300)의 출력으로부터 역률제어신호를 생성하여 역률보상 직접회로(1306)의 피드백 단자(VF)에 제공하여 역률보상 직접회로(1306)가 역률보상 및 평활부(1300)의 출력 전압과 전류가 일정하게 유지되도록 제어한다.On the other hand, in order to control the output voltage and current of the power factor correction and
또한 복권형 트랜스(1600)에 2차 코일을 구성시켜 이 2차 코일의 교류 출력을 정류 및 평활해서 역률보상 집적회로(1306)의 동작전원으로 사용하여, 전력을 효율적으로 사용하도록 하는 동시에 스위칭부(1400)에 이상 발생 시 역률보상 집적회로(1306)에 동작전원이 제공되지 않아 역률보상 직접회로(1306)가 파손되는 것이 방지되도록 한다.
In addition, a secondary coil is formed in the lottery-
스위칭부(1400)는 역률보상 및 평활부(1300)로부터 출력되는 직류를 스위칭 신호 발생부(1800)로부터 제공되는 스위칭 신호에 따라 스위칭하여 교류를 출력한다. 이때 스위칭부(1400)는 두 개의 스위치에 의해 구동되는 하프브리지형 인버터를 이용하여 구동한다.The
여기서 초기 형광램프(1900) 구동시 방전 개시 전압을 제어하는 단자(VS)가 별도로 구비되어 있으며, 이 단자(VS)에서 출력되는 신호를 정전압 및 정전류 제어부(1500)의 정전압제어 분압저항부(1501)에 연결해서 전압분배비를 조정하여 방전 개시 전압을 조정해서 형광램프(1900)의 외부환경이 저온 시 방전 개시 전압을 조정하여 형광램프(1900)의 병렬제어 시 임피던스 불평형에 의해 발생할 수 있는 불평형 점등을 방지한다.Here, a terminal (VS) for controlling the discharge start voltage when the
전술된 스위칭 신호 발생부(1800)의 일 실시 회로를 도 5를 참조하여 보면, 먼저 스위칭 신호 발생부(1800) 내의 형광램프구동 집적회로(1801)는 기존 형광램프를 구동하기 위해 형광램프의 초기 방전시 필요한 예열(PREHEAT)을 제어할 수 있는 단자(CPH)와 초기 방전 개시전압(IGNITION)을 제어할 수 있는 단자(RPH)가 별도로 더 구비되어 있으며, 또한 과전압 및 과전류를 감지할 수 있는 단자가 구비되어 있어 인버터의 보호회로를 간단히 구성할 수 있도록 이루어져 있다.Referring to FIG. 5, an exemplary circuit of the above-described
하지만 세라믹 유기질 복합체 전극을 사용한 형광램프(1900)는 기존 형광램프와는 다른 구동 방식을 갖기 때문에 보호회로 부분을 제외한 예열 및 초기 방전개시 전압을 별도로 설정하지 않아도 되는 특성을 갖는다.However, since the
초기 구동전원은 정류부(1200)의 출력(VL)에서 전압을 분압시켜 입력되며, 이후 구동전압은 복권형 트랜스(1600)의 2차 권선에 의해 공급되는 교류를 정류하여 사용한다.The initial driving power is input by dividing the voltage at the output VL of the
형광램프구동 집작회로(1801)는 초기전압 인가 시 동작전압 이상이 되면 외부 발진기 커패시터가 충전되면서 단자(LO)의 출력을 통해 제2 스의치(1402)를 동작시키고 데드타임(DEAD TIME) 설정단자(DT)를 통한 일정시간 후에 커패시터가 방전 시 직렬 열결된 제1, 제2 스위치(1401, 1402) 중 제1 스위치(1401)가 동작한다.The fluorescent
이와 같은 동작이 반복적으로 이루어지게 되며, 이때 타이밍설정 저항(RT)과 커패시터(CT)를 외부에서 조정할수 있게 되어 있어 형광램프(1900)의 동작 주파수를 설정할 수 있다. 여기서 커패시터를 조절하는 것 보다 저항값을 조절하는 것이 유리하기 때문에, 가변 저항(1802)을 연결하여 저항값을 조정할 수 있도록 구성되었다.Such an operation is repeatedly performed. At this time, the timing setting resistor RT and the capacitor CT can be adjusted externally, so that an operating frequency of the
보호회로 단자는 스위칭부(1400)에 흐르는 전류를 감지하여 과전류 감지단자(CS)를 통해 입력되고 허용전류 이상으로 감지되면 형광램프구동 집작회로(1801)의 동작을 멈추게 되어 회로의 파손 및 램프를 보호할 수 있다. 또한 부하의 이상이 발생 되었을 시 과전압이 걸리는 것을 방지하기 위해 별도의 감지단자(SD)가 구성되어 있으며 복권형 트랜스(1600)의 2차 권선을 통해 입력되는 전압을 감지하여 이상유무를 판단하여 이상 발생 시 형광램프구동 집작회로(1801)의 동작이 멈추게 된다.The protection circuit terminal senses the current flowing through the
스위칭부(1400)를 통한 신호는 복권형 트랜스(1600)에 전달되고 전달된 신호는 세라믹 유기질 복합체 전극을 사용한 형광램프(1900)와 임피던스 및 구동전압을 출력해주는 역할을 할 수 있게 구성되어 있다.
The signal through the
복권형 트랜스(1600)는 스위칭부(1400)로부터 출력되는 교류를 1차코일로 입력하고 2차코일로 유도하여 2차코일을 통해 양측에 세라믹-유리질 복합체 전극을 구비한 형광램프(1900)로 제공한다.The lottery-
정전압 및 정전류 제어부(1500)는 역률보상 및 평활부(1300)로부터 출력되는 직류와 설정된 기준전압을 비교하여 역률보상 및 평활부(1300)가 정류부(1200)로부터 제공되는 정류된 교류 전원의 역률을 보상하고 전압 및 전류를 일정하게 유지시켜 안정적으로 출력하도록 한다.The constant voltage and constant
이와 같은 정전압 및 정전류 제어부(1500)의 일 실시 회로를 도 4를 참조하여 보면, 먼저 정전압 및 정전류 제어부(1500) 내의 정전압 분압저항부(1501)는 역률보상 및 평활부(1300)에서 출력되는 직류전압을 정전압이 되도록 분압한다.Referring to FIG. 4, an embodiment of such a constant voltage and constant
기준전압부(1502)는 기준직류전압을 발생시켜 출력한다.The
제1 오피앰프(1503)는 정전압 분압저항부(1501)의 분압된 직류전압과 기준전압부(1502)의 기준직류전압을 비교 및 증폭하고 적분해서 제1 역률제어신호를 만들어 포토커플러(1504)를 통해 역률보상 집적회로(1306)의 피드백단자(VF)로 제공한다.The
또한 정전류 제어분압 저항부(1505)는 기준전압부(1502)의 기준직류전압을 정전류가 되도록 분압한다.In addition, the constant current control
제2 오피앰프(1510)는 스위칭부(1400)의 스위칭에 따른 전류와 정전류 제어분압 저항부(1505)의 분압에 따른 정전류를 비교 및 증폭하고 적분해서 제2 역률제어신호를 만들어 제1 역률제어신호에 혼합시킨다.The
따라서 제1, 제2 역률제어신호가 혼합된 상태로 포토커플러(1504)를 통해 역률보상 집적회로(1306)의 피드백단자(VF)로 제공되며, 역률보상 집적회로(1306)는 정류부(1200)를 통해 입력되는 교류전원의 역률을 보상하고 정전압 및 정전류 제어함으로써 안정적인 전원을 공급한다.
Therefore, the first and second power factor control signals are mixed to the feedback terminal VF of the power factor correction integrated
과전압 및 과전류 보호부(1700)는 복권형 트랜스(1600)의 전압 및 전류에 따라 스위칭 신호 발생부(1800)가 발생하는 스위칭 신호를 제어하여 스위칭부(1400)의 출력이 입력되는 복권형 트랜스(1600)의 1차코일에 과전압 및 과전류가 걸리지 않도록 한다.
The overvoltage and
이와 같은 본 발명은 정류부(1200)에서 발생되는 불연속 피크 전류에 의해 역률이 감소되는 것이 방지되는 장점이 있다.The present invention has the advantage that the power factor is prevented from being reduced by the discontinuous peak current generated in the
또한, 상용 전압, 전류의 위상차에 의해 역률이 감소되는 것을 방지할 수 있으며, 역률보상 및 평활부(1300)가 정류부(1200)로부터 제공되는 정류된 교류 전원의 역률을 보상하고 전압 및 전류를 일정하게 유지시켜 안정적으로 출력하도록 할 수 있다.In addition, the power factor may be prevented from being reduced due to the phase difference between the commercial voltage and the current, and the power factor correction and
또한, 역률보상 및 평활부(1300)를 사용하여 다양한 입력전원에 대해 능동적으로 역률을 보상할 수 있다.In addition, the power factor correction and
또한, 사용 램프수의 변동에 따라 출력 전압 및 전류를 제어함으로써 램프 구동의 안정성이 높고 신뢰성이 높으며, 과전압 및 과전류 보호부(1700)를 구비하여 램프의 파괴나 무부하 시 복권형 트랜스(1600)의 2차코일 측에 이상 전압이 인가되는 것이 방지된다.
In addition, by controlling the output voltage and current in accordance with the variation in the number of lamps used, the stability of the lamp driving is high and reliable, and the overvoltage and
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.
1100: 전자파 필터 1200: 정류부
1300: 역률보상 및 평활부 1400: 스위칭부
1500: 정전압 및 정전류 제어부 1600: 복권형 트랜스
1700: 과전압 및 과전류 보호부 1800: 스위칭 신호 발생부
1900: 형광램프1100: electromagnetic wave filter 1200: rectifier
1300: power factor correction and smoothing unit 1400: switching unit
1500: constant voltage and constant current control unit 1600: lottery-type transformer
1700: overvoltage and overcurrent protection unit 1800: switching signal generator
1900 fluorescent lamp
Claims (8)
상기 전자파 필터(1100)로부터 출력되는 교류 전원을 정류하여 출력하는 정류부(1200);
상기 정류부(1200)의 출력을 역률보상하고 평활하여 직류를 출력하는 역률보상 및 평활부(1300);
상기 역률보상 및 평활부(1300)로부터 출력되는 직류를 스위칭 신호 발생부(1800)로부터 제공되는 스위칭 신호에 따라 스위칭하여 교류를 출력하는 스위칭부(1400);
상기 스위칭부(1400)로부터 출력되는 교류를 1차코일로 입력하고 2차코일로 유도하여 상기 2차코일을 통해 양측에 세라믹-유리질 복합체 전극을 구비한 형광램프(1900)로 제공하는 복권형 트랜스(1600);
상기 역률보상 및 평활부(1300)로부터 출력되는 직류와 설정된 기준전압을 비교하여 상기 역률보상 및 평활부(1300)가 상기 정류부(1200)로부터 제공되는 정류된 교류 전원의 역률을 보상하고 전압 및 전류를 일정하게 유지시켜 안정적으로 출력하도록 하는 정전압 및 정전류 제어부(1500); 및
상기 복권형 트랜스(1600)의 전압 및 전류에 따라 상기 스위칭 신호 발생부(1800)가 발생하는 스위칭 신호를 제어하여 상기 스위칭부(1400)의 출력이 입력되는 상기 1차코일에 과전압 및 과전류가 걸리지 않도록 하는 과전압 및 과전류 보호부(1700);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
An electromagnetic wave filter 1100 for removing and outputting electromagnetic waves from an input AC power source;
A rectifier 1200 for rectifying and outputting AC power output from the electromagnetic wave filter 1100;
A power factor correction and smoothing unit 1300 for outputting a direct current by compensating and smoothing the output of the rectifying unit 1200;
A switching unit 1400 for outputting alternating current by switching the DC output from the power factor correction and smoothing unit 1300 according to a switching signal provided from the switching signal generator 1800;
The lottery-type transformer which inputs the alternating current output from the switching unit 1400 into the primary coil and induces the secondary coil to provide the fluorescent lamp 1900 having ceramic-glass composite electrodes on both sides through the secondary coil. (1600);
The power factor correction and smoothing unit 1300 compensates the power factor of the rectified AC power provided from the rectifying unit 1200 by comparing the direct current output from the power factor correction and smoothing unit 1300 with the set reference voltage. Constant voltage and constant current control unit 1500 to maintain a constant output stably; And
By controlling the switching signal generated by the switching signal generator 1800 according to the voltage and current of the lottery transformer 1600, the overvoltage and overcurrent are not applied to the primary coil to which the output of the switching unit 1400 is input. Overvoltage and overcurrent protection unit 1700 to prevent;
Electronic ballast for fluorescent lamps using a ceramic-glass composite electrode comprising a.
상기 역률보상 및 평활부(1300)는 영전류 검출단자(ZCDI)를 통해 1차코일 및 2차코일로 구성된 역률보상 인덕터(1301)의 2차코일에 흐르는 전류를 감지하고 전압위상 검출단자(MI)를 통해 입력단에서 설정된 전류를 감지한 후, 두 감지된 전류를 비교해서 전류위상의 차가 없도록 제어하여 전압위상과 전류위상의 차가 없도록 한 상태에서 출력단자(DO)를 통해 출력단과 접지 사이를 스위칭하는 역률보상 스위치(1302)를 단속시켜 역률을 보상하도록 하는 역률보상 집적회로(1306)가 구비된 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 1,
The power factor correction and smoothing unit 1300 detects a current flowing in the secondary coil of the power factor correction inductor 1301 including the primary coil and the secondary coil through the zero current detection terminal ZCDI, and detects the voltage phase detection terminal MI. After sensing the set current at the input terminal, compare the two sensed currents and control them so that there is no difference in current phase so that there is no difference in voltage and current phases, switching between output terminal and ground through output terminal (DO) The electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode, characterized in that the power factor correction integrated circuit (1306) to compensate for the power factor by intermittent power factor correction switch (1302).
상기 역률보상 스위치(1302)는 전계효과 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 2,
The power factor correction switch 1302 is an electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode, characterized in that consisting of a field effect transistor.
상기 역률보상 스위치(1302)의 접지쪽 단자는 전류감지저항(1303)을 통해 접지에 연결된 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 2,
Grounding terminal of the power factor correction switch 1302 is an electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode, characterized in that connected to the ground through the current sense resistor (1303).
상기 역률보상 인덕터(1301)는 입력단과 출력단 사이에 접속된 1차코일과 1차코일에 대응하는 2차코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 2,
The power factor correction inductor (1301) is an electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode, characterized in that consisting of a secondary coil corresponding to the primary coil and the primary coil connected between the input terminal and the output terminal.
상기 전계효과 트랜지스터의 게이트단자와 상기 역률보상 집적회로(1306)의 출력단자(DO) 사이에 저항(R)과 다이오드(D)가 병렬로 연결되어, 상기 전계효과 트랜지스터에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 보호회로(1307)가 구비된 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 3,
A resistor R and a diode D are connected in parallel between a gate terminal of the field effect transistor and an output terminal DO of the power factor correction integrated circuit 1306 to prevent excessive current from flowing through the field effect transistor. Electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode, characterized in that the protective circuit (1307) for.
상기 정전압 및 정전류 제어부(1500)가 상기 역률보상 및 평활부(1300)의 출력으로부터 역률제어신호를 생성하여 상기 역률보상 직접회로(1306)의 피드백 단자(VF)에 제공하여 상기 역률보상 직접회로(1306)가 상기 역률보상 및 평활부(1300)의 출력 전압과 전류가 일정하게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 2,
The constant voltage and constant current controller 1500 generates a power factor control signal from the output of the power factor correction and smoothing unit 1300 and provides the power factor control signal to a feedback terminal VF of the power factor correction integrated circuit 1306 to provide the power factor correction integrated circuit ( The electronic ballast for a fluorescent lamp using a ceramic-glass composite electrode, characterized in that 1306) controls the power factor correction and the output voltage and current of the smoothing unit 1300 to be kept constant.
상기 정전압 및 정전류 제어부(1500)는,
상기 역률보상 및 평활부(1300)에서 출력되는 직류전압을 정전압이 되도록 분압하는 정전압 분압저항부(1501);
기준직류전압을 발생시키는 기준전압부(1502);
상기 정전압 분압저항부(1501)의 분압된 직류전압과 상기 기준전압부(1502)의 기준직류전압을 비교 및 증폭하고 적분해서 제1 역률제어신호를 만들어 포토커플러(1504)를 통해 상기 역률보상 집적회로(1306)의 피드백단자(VF)로 제공하는 제1 오피앰프(1503);
상기 기준전압부(1502)의 기준직류전압을 정전류가 되도록 분압하는 정전류 제어분압 저항부(1505); 및
상기 스위칭부(1400)의 스위칭에 따른 전류와 상기 정전류 제어분압 저항부(1505)의 분압에 따른 정전류를 비교 및 증폭하고 적분해서 제2 역률제어신호를 만들어 상기 제1 역률제어신호에 혼합시키는 제2 오피앰프(1510);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹-유리질 복합체 전극을 사용한 형광램프용 전자식 안정기.
The method according to claim 2,
The constant voltage and constant current control unit 1500,
A constant voltage voltage dividing resistor unit 1501 for dividing the DC voltage output from the power factor correction and smoothing unit 1300 to become a constant voltage;
A reference voltage unit 1502 for generating a reference DC voltage;
Comparing, amplifying and integrating the divided DC voltage of the constant voltage voltage dividing resistor unit 1501 and the reference DC voltage of the reference voltage unit 1502 to generate a first power factor control signal to integrate the power factor compensation through the photocoupler 1504. A first op amp 1503 providing a feedback terminal VF of the circuit 1306;
A constant current control voltage dividing resistor unit 1505 for dividing the reference DC voltage of the reference voltage unit 1502 to become a constant current; And
Comparing, amplifying, and integrating the current according to the switching of the switching unit 1400 and the constant current according to the divided voltage of the constant current control voltage divider resistor 1505 to form a second power factor control signal and to mix it with the first power factor control signal. 2 op amps 1510;
Electronic ballast for fluorescent lamps using a ceramic-glass composite electrode comprising a.
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KR101607457B1 (en) * | 2015-02-06 | 2016-03-31 | 엘이디라이팅(주) | Fluorescent lamp with protection circuit for surge and overvoltage |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR20110084225A (en) * | 2008-10-08 | 2011-07-21 | 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 | Catalytic materials, photoanodes, and photoelectrochemical cells for water electrolysis and other electrochemical techniques |
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