KR19980019981A - 안정기용 펄스 발생 회로 - Google Patents

Abstract

이 발명은 안정기용 펄스 발생 회로에 관한 것으로서, 입력 교류 전원의 극성 전압에 따라 스위칭되는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작에 따라 작동되어 펄스를 출력하여 고압 방전 램프를 시동하는 공진 회로를 포함하여 구성되는 안정기용 펄스 발생 회로에 있어서, 상기 공진회로는 저항값 변화에 따라 펄스 수를 변화시켜 출력하는데, 발생되는 펄스의 수를 조절 가능하게 함으로써 고압 방전 램프의 종류가 바뀌어도 그 램프에 해당되는 펄스 수를 발생시켜서 계속 사용 가능하도록 한다.

Description

안정기용 펄스 발생 회로

이 발명은 안정기용 펄스 발생 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 고압 방전 램프의 종류가 바뀌어도 계속 사용 가능한 안정기용 펄스 발생 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 방전등용 전자식 안정기는 고주파가 안정기의 LC공진 회로에 인가됨으로써 방전램프에 큰 전압을 인가하여 방전 램프를 점등하도록 되어 있다.

이와 같이 방전 램프는 고주파에 의하여 방전되어 점등함으로써 잔상현상이 없고 열 발생 빛 소음이 거의 없으므로 널리 사용되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 안정기용 펄스 발생 회로에 대하여 설명한다.

도 1은 종래 안정기용 펄스 발생 회로의 상세 회로도이다.

도 1에 도시되어 있듯이, 종래 안정기용 펄스 발생 회로는 펄스를 발생시켜 고압 방전 램프(50)를 시동하는 공진 회로부(20)와; 교류 전원(10)이 양의 전압 신호(+)일 때 공진 회로부(20)를 작동시키는 스위칭부(30)를 포함한다.

공진 회로부(20)는 코일(L), 저항(R1, R2, R3, R4 및 R7) 및 제1 캐패시터(C1)로 구성되어 있으며, 여기서 코일(L)은 제1 캐패시터(C1) 및 저항(R1, R2, R3, R4 및 R7)들과 함께 공진 회로를 이루고 이 공진회로가 적정한 시정수를 갖고 공진할 수 있도록 분진되어 있다.

스위칭부(30)는 제1 캐패시터(C1)와 접지 사이에 연결된 다이리스터(SCR), 이 다이리스터(SCR)에 병렬로 연결되어 있는 제1 다이오드(D1), 다이리스터(SCR)의 게이트에 연결되어 있는 저항(R6), 저항(R6)에 연결되어 있는 다이액(DIAC), 이 다이액(DIAC)에 항복 전압을 공급하기 위한 제2 캐패시터(C2), 이 제2 캐패시터(C2)에 병렬로 연결되어 있으며 제2 캐패시터(C2)를 적정 전압으로 충전시키기 위하여 입력 전압을 분해하는 저항(R5) 및 입력 전압이 양의 전압 신호(+)일 때 제2 캐패시터(C2)가 충전되도록 저항(R5)에 병렬로 연결되어 있는 제2 다이오드(D2)로 구성되어 있다.

이와 같은 종래의 안정기용 펄스 발생 회로의 동작은 다음과 같다.

먼저, 교류 전원(10)이 양의 전압 신호(+)일 때 이 전압은 저항(R1 내지 R5)에 의하여 분압된다.

여기에서 저항(R5)은 제2 캐패시터(C2)의 충전 전압이 다이액(DIAC)의 항복 전압인 0.8V 정도의 값을 갖도록 조정되어 있다.

제2 캐패시터(C2)가 충전되어 0.8V에 이르면 다이액(DIAC)이 도통되고 제2 캐패시터(C2)는 방전된다.

그리고, 다이액(DIAC)이 도통되면 다이리스터(SCR)의 게이트에 전압이 인가되어 다이리스터(SCR)가 턴온되고 이에 의하여 공진회로가 작동된다.

상기 다이액(DIAC)은 입력되는 전압이 특정 항복 전압을 초과할 때까지 전류를 완전히 차단하다가 항복 전압을 초과하면 개방되어 대전류를 흐르게 한다.

일단, 다이액(DIAC)은 도통되면 전류 강하로서만 개방시킬 수가 있으므로 이 다이액(DIAC)에 흐르는 전류를 일정치 이하로 낮추면 다이액(DIAC)이 개방된다.

따라서, 제2 캐패시터(C2)가 계속 충전되어 제2 캐패시터(C2)의 전압이 다이액(DIAC)의 항복 전압에 도달하면 다이액(DIAC)은 단락되고 제2 캐패시터(C2)는 방전되어 플라이백(flyback, 갑자기 감소)된다.

이 플라이백 시점에서 전류는 유지 전류 이하로 강하되고 다이액(DIAC)은 개방된다. 다이액(DIAC)이 개방되면 다시 제2 캐패시터(C2)가 충전되면서 다음 사이클이 시작된다.

이 과정을 통하여 제1 캐패시터(C1)와 코일(L) 및 저항(R7)으로 이루어진 공진회로가 작동되어 첨부한 도 2에 도시되어 있듯이 양의 전압 신호(+)일 때 펄스가 발생되어 고압 방전 램프(50)에 큰 전압이 걸리도록 펄스를 발생시키게 된다.

다음에, 교류 전원(10)이 음의 전압 신호(-)일 때 제2 다이오드(D2)가 도통되어 저항(R5)으로 전류가 흐르지 않고 제2 캐패시터(C2)에 전압이 충전되지 않아서 다이액(DIAC)이 도통되지 않기 때문에 공진 회로부(20)가 작동되지 않는다.

그래서, 도 2에 도시되어 있듯이 음의 전압 신호(-)일 때는 펄스가 발생되지 않게 된다.

일반적으로 고압 방전 램프를 시동시키기 위해 인가되는 펄스의 수는 각 고압 방전 램프의 종류에 따라서 그 수가 정해져 있다.

그러나, 종래의 안정기용 펄스 발생 회로는 안정기 제조시부터 정해진 펄스 수만을 발생시키기 때문에 고압 방전 램프가 교체되면 이 펄스 발생 회로 또는 안정기도 바뀌어야 되는 문제점이 있다.

따라서, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발생되는 펄스의 수를 조절 가능하게 함으로써 고압 방전 램프의 종류가 바뀌어도 그 램프에 해당되는 펄스 수를 발생시켜서 계속 사용 가능한 안정기용 펄스 발생 회로를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 안정기용 펄스 발생 회로의 상세 회로도이고,

도 2는 종래 안정기용 펄스 발생 회로에서 발생되는 펄스의 파형도이고,

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 안정기용 펄스 발생 회로의 상세 회로도이고,

도 4는 이 발명의 실시예에 따른 안정기용 펄스 발생 회로에서 발생되는 펄스의 파형도이며,

a는 스위치가 모두 온되었을 때 발생되는 파형도이고,

b는 스위치 하나만이 오픈되었을 때 발생되는 파형도이고,

c는 스위치 모두가 오픈되었을 때 발생되는 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

60 : 교류 전원 70 : 스위칭 회로부 80 : 고압 방전 램프

90 : 공진 회로부 100 : 저항 가변부

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명은,

입력 교류 전원의 극성 전압에 따라 스위칭되는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작에 따라 작동되어 펄스를 출력하여 고압 방전 램프를 시동하는 공진 회로를 포함하여 구성되는 안정기용 펄스 발생 회로에 있어서,

상기 공진회로는 저항값을 변화시킴으로써 펄스 수를 변화시켜 출력 가능한 것을 특징으로 한다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 안정기용 펄스 발생 회로의 상세 회로도이다.

도 3에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 안정기용 펄스 발생 회로의 구성은,

입력 교류 전원(60)의 극성 전압에 따라 스위칭되는 스위칭 회로부(70)와, 스위칭 회로부(70)의 스위칭 동작에 따라 작동되어 펄스 수를 변화시켜 출력하여 다양한 종류의 고압 방전 램프(80)를 시동할 수 있는 공진 회로부(90)를 포함한다.

이 발명의 실시예에 따른 스위칭 회로부(70)는 교류 전원(60)이 양의 전압일 때 전류 흐름을 차단하는 제3 다이오드(D3)와, 제3 다이오드(D3)에 병렬로 연결되어 제3 다이오드(D3)를 통한 전류 흐름이 차단되면 제8 저항(R8)의 양단 전압이 충전되는 제3 캐패시터(C3)와, 제3 캐패시터(C3)가 충전되어 항복 전압 이상이 되면 도통되는 다이액(DIAC)과, 다이액(DIAC)이 도통되어 제9 저항(R9)을 통해 게이트로 전압이 인가되면 턴온되는 다이리스터(SCR)와, 다이리스터(SCR)에 병렬로 연결되어 있는 제4 다이오드(D4)를 포함한다.

다음으로, 공진 회로부(90)는 스위칭 회로부(70)의 다이리스터(SCR)에 직렬로 연결되어 있는 제4 캐패시터(C4), 제10 저항(R10)과, 교류 전원(60)에 연결되고 제10 저항(R10)에 의해 분지되어 적정한 시정수를 갖도록 되어 있는 코일(L)과, 스위칭 회로부(70)의 제8 저항(R8)과 코일(L) 사이에 연결되어 저항값을 변화시킬 수 있도록 되어 있는 저항 가변부(100)를 포함한다.

여기에서 저항 가변부(100)는 코일(L)과 제8 저항(R8) 사이에 직렬로 연결되어 있는 저항들(R11 내지 R15)과, 제12 저항(R12)의 양 단자 사이에 연결되어 있는 제1 스위치(SW1), 제13 저항(R13)의 양 단자 사이에 연결되어 있는 제2 스위치(SW2), 제14 저항(R14)의 양 단자 사이에 연결되어 있는 제3 스위치(SW3)로 구성되어 각 스위치(SW1, SW2, SW3)의 상태에 따라 코일(L)과 제8 저항(R8) 사이의 저항값을 변화시켜 출력한다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 안정기용 펄스 발생 회로의 작용은 다음과 같다.

먼저, 저항 가변부(100)의 저항값이 제11 저항(R11)의 저항값과 제15 저항(R15)의 저항값의 합으로만 나타나도록 스위치(SW1, SW2, SW3)를 모두 온시켜서 해당 저항값이 나타나지 않도록 한다.

그러면 교류 전원(60)이 양의 전압 신호(+)일 때 제3 다이오드(D3)가 오픈되기 때문에 이 전압은 저항들(R1, R15, R8)에 의하여 분압된다.

여기에서 저항(R8)은 제3 캐패시터(C3)의 충전 전압이 다이액(DIAC)의 항복 전압인 0.8V 정도의 값을 갖도록 조정되어 있다.

제3 캐패시터(C3)가 충전되어 0.8V에 이르면 다이액(DIAC)이 도통되고 제3 캐패시터(C3)는 방전된다.

그리고, 다이액(DIAC)이 도통되면 다이리스터(SCR)의 게이트에 전압이 인가되어 다이리스터(SCR)가 턴온되고 이에 의하여 공진 회로부(90)가 작동된다.

여기에서 다이액(DIAC)은 입력되는 전압이 특정 항복 전압을 초과할 때까지 전류를 완전히 차단하다가 항복 전압을 초과하면 개방되어 대전류를 흐르게 한다.

일단, 다이액(DIAC)은 도통되면 전류 강하로서만 개방시킬 수가 있으므로 이 다이액(DIAC)에 흐르는 전류를 일정치 이하로 낮추면 다이액(DIAC)이 개방된다.

따라서, 제3 캐패시터(C3)가 계속 충전되어 제3 캐패시터(C3)의 전압이 다이액(DIAC)의 항복 전압에 도달하면 다이액(DIAC)은 턴온되고 제3 캐패시터(C3)는 방전되어 플라이백(flyback, 갑자기 감소)된다.

이 플라이백 시점에서 전류는 유지 전류 이하로 강하되고 다이액(DIAC)은 개방된다.

다이액(DIAC)이 개방되면 다시 제3 캐패시터(C3)가 충전되면서 다음 사이클이 시작된다.

이 과정을 통하여 제4 캐패시터(C4)와 코일(L) 및 저항들(R10, R11, R15)로 이루어진 공진회로가 작동되어 첨부한 도 4(가)에 도시되어 있듯이 양의 전압 신호(+)일 때 고압 방전 램프(80)에 큰 전압이 걸리도록 1개의 펄스를 발생시키게 된다.

다음에, 교류 전원(10)이 음의 전압 신호(-)일 때 제3 다이오드(D3)가 도통되어 저항(R8)으로 전류가 흐르지 않고 제3 캐패시터(C3)에 전압이 충전되지 않아서 다이액(DIAC)이 도통되지 않기 때문에 공진 회로부(90)가 작동되지 않는다.

그래서, 도 4(가)에 도시되어 있듯이 음의 전압 신호(-)일 때는 펄스가 발생되지 않게 된다.

다음에 저항 가변부(100)의 제1 스위치(SW1)만을 오픈시켜서 코일(L)과 제8 저항(R8) 사이에 제11 저항(R11)과 제12 저항(R12)과 제15 저항(R15)만이 동작가능하게 한다.

그러면 공진 회로부(90)의 제4 캐패시터(C4)와 코일(L) 및 저항들(R10, R11, R12, R15)로 이루어진 공진회로가 작동되어 첨부한 도 4(나)에 도시되어 있듯이 양의 전압 신호(+)일 때 고압 방전 램프(80)에 큰 전압이 걸리도록 2개의 펄스를 발생시키게 된다.

결국, 스위치(SW1, SW2, SW3)가 모두 온되었을 때는 발생되는 펄스 수가 1개이므로 이 때 시동되는 고압 방전 램프(80)와, 제1 스위치(SW1)만이 오픈되어 발생되는 펄스 수가 2개일 때 시동되는 고압 방전 램프(80)는 종류가 다르기 때문에 하나의 안정기용 펄스 발생 회로로 여러 종류의 고압 방전 램프(80)를 시동할 수가 있다.

마찬가지로, 제2 스위치(SW2) 또는 제3 스위치(SW3) 중 하나만을 오픈시켰을 때에도 도 4(나)에 도시되어 있듯이 2개의 펄스가 발생되지만 그 저항값이 다르기 때문에 발생되는 펄스 폭이 다르다.

또한, 스위치(SW1, SW2, SW3)를 모두 오픈시키면 저항 가변부(100)의 저항값이 커져서 발생되는 펄스 수도 증가하여 도 4(다)에 도시되어 있듯이 3개의 펄스를 발생시킨다.

이와 같이 코일(L)과 제8 저항(R8) 사이에 저항값을 변화시킬 수 있도록 저항과 스위치를 더 많이 첨가하면 발생되는 펄스의 수도 그 만큼 증가하게 된다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 발생되는 펄스의 수를 조절 가능하게 함으로써 고압 방전 램프의 종류가 바뀌어도 그 램프에 해당되는 펄스 수를 발생시켜서 계속 사용 가능한 안정기용 펄스 발생 회로를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 입력 교류 전원의 극성 전압에 따라 스위칭되는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작에 따라 작동되어 펄스를 출력하여 고압 방전 램프를 시동하는 공진 회로를 포함하여 구성되는 안정기용 펄스 발생 회로에 있어서,

   상기 공진회로는 저항값 변화에 따라 펄스 수를 변화시켜 출력하는 것을 특징으로 안정기용 펄스 발생 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기한 스위칭 회로는 상기 교류 전원이 양의 전압일 때 전류 흐름을 차단하는 제3 다이오드와,

   상기 제3 다이오드에 병렬로 연결되어 상기 제3 다이오드를 통한 전류 흐름이 차단되면 제8 저항의 양단 전압이 충전되는 제3 캐패시터와,

   상기 제3 캐패시터가 충전되어 항복 전압 이상이 되면 도통되는 다이액과,

   상기 다이액이 도통되어 제9 저항을 통해 게이트로 전압이 인가되면 턴온되는 다이리스터와,

   상기 다이리스터에 병렬로 연결되어 있는 제4 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기용 펄스 발생 회로.
3. 제2항에 있어서, 상기한 공진회로는 상기 다이리스터에 직렬로 연결되어 있는 제4 캐패시터, 제10 저항과,

   상기 교류 전원에 연결되고 상기 제10 저항에 의해 분지되어 적정한 시정수를 갖도록 되어 있는 코일과,

   상기 제8 저항과 상기 코일 사이에 연결되어 저항값을 변화시킬 수 있도록 되어 있는 저항 가변부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기용 펄스 발생 회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 저항 가변부의 저항값이 증가하면 상기 공진 회로로부터 발생되는 펄스 수가 증가하는 것을 특징으로 하는 안정기용 펄스 발생 회로.
5. 제3항에 있어서, 상기한 저항 가변부는 상기 코일과 상기 제8 저항 사이에 직렬로 연결되어 있는 제11 저항, 제12 저항, 제13 저항, 제14 저항, 제15 저항과,

   상기 제12 저항의 양 단자 사이에 연결되어 있는 제1 스위치와,

   상기 제13 저항의 양 단자 사이에 연결되어 있는 제2 스위치와,

   상기 제14 저항의 양 단자 사이에 연결되어 있는 제3 스위치로 구성되어 상기 스위치들의 상태에 따라 상기 코일과 상기 제8 저항 사이의 저항값을 변화시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 안정기용 펄스 발생 회로.
6. 제3항에 있어서, 상기한 공진회로는 상기 교류 전원이 양의 전압일 때 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 안정기용 펄스 발생 회로.