KR19990045990A

KR19990045990A - 형광등의전자식안정기회로

Info

Publication number: KR19990045990A
Application number: KR1019990007422A
Authority: KR
Inventors: 정석현
Original assignee: 김용태; 주식회사 파인
Priority date: 1999-03-06
Filing date: 1999-03-06
Publication date: 1999-06-25

Abstract

본 발명은 외부 상용전원(AC 220V 50 - 60Hz)을 입력받아 전파정류하는 정류부와, 형광등 방전에 필요한 고전압으로 배전압 시키는 배전압 정류부와, 두 개의 콘덴서와 두 개의 다이오드를 각기 직렬접속하여 그들의 중간 접속점을 공통단자로 형광등의 일측 필라멘트에 접속하여 형광등의 저전압 방전경로를 형성하는 방전 안정화부와, 전원의 양단에 저항과 콘덴서를 직렬 접속하고 그 중간 접속점을 다이악과 다이오드를 통해서 각기 시작 및 방전전류를 발생하는 트리거부와, 두 개의 스위칭 트랜지스터를 직렬 접속하고, 고주파 스위칭 트랜스를 이용하여 상기 트리거부의 제어에 의해 상기 두 개의 스위칭 트랜지스터를 제어하여 고주파 발진하는 스위칭부와, 그 스위칭부의 고주파 발진출력을 고주파 쵸크 코일을 통해서 형광등의 필라멘트에 공급하여 형광등을 구동하는 구동부와, 상기 스위칭 트랜지스터의 사이에 연결된 부 온도계수소자(RF)를 포함하여 구성된다. 이와같이 구성된 본 발명은 직류전압을 발진 코일을 이용해 발진 된 파형을 고주파 트랜스를 이용하여 초고주파를 생성해 형광등을 방전시킴으로써, 고 역률화를 실현하여 최고의 룩스를 제공하고, 수명 연장의 효과가 있다.

Description

형광등의 전자식 안정기 회로 {Electronic stabilizer circuit of a fluorescent lamp}

본 발명은 형광등의 전자식 안정기회로에 관한 것으로, 특히 직류 배전압회로를 사용하여 안정된 고전압을 공급하여 초기 점등시 깜박임 현상을 없애고, 수명을 연장시키며, 안정된 고휘도의 빛을 발산시킴으로서 눈의 피로 및 시력을 보호할 수 있도록 성능을 향상시킨 형광등의 전자식 안정기 회로에 관한 것이다.

종래의 형광등 안정기 회로는, 초기 점등을 위한 필라멘트 예열 시간으로 인한 깜박임이 많고, 공급 전압이 안정되지 않아 수명이 짧아지며, 주파수가 낮아서 떨림 현상 등이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 형광등의 수명연장, 절전 및 교역율의 효과가 있는 형광등의 전자식 안정기 회로를 제공하게 위한 것이다.

이와 같은 본 발명은, 외부 상용전원(AC 220V 50 - 60Hz)을 입력받아 전파정류하여 직류전원으로 변환하는 정류부와, 그 정류부의 출력전압을 형광등 방전에 필요한 고전압으로 배전압 시키는 배전압 정류부와, 그 배전압 정류부의 출력 양단에 두 개의 콘덴서와 두 개의 다이오드를 각기 직렬접속하여 그들의 중간 접속점을 공통단자로 형광등의 일측단자에 접속하여 형광등의 저전압 방전경로를 형성하며, 입력단의 과부하를 방지하기 위한 저항을 병렬 접속한 방전 안정화부와, 상기 방전 안정화부를 거친 전원의 양단에 저항과 콘덴서를 직렬접속하고 그 중간 접속점을 다이악과 다이오드를 통해서 각기 시작 및 방전전류를 발생하는 트리거부와, 전원의 양단에 두 개의 스위칭 트랜지스터를 직렬접속하고 상기 트리거부의 다이오드의 출력을 고주차 스위칭 트랜스의 제1코일의 중간탭에, 다이악의 출력을 제2코일의 일측단에 연결함과 아울러 그 제1코일의 일측 및 중간탭을 각기 저항과 다이오드를 통해 제1스위칭 트랜지스터의 베이스에, 제2코일의 일측과 타측을 각기 저항과 다이오드를 통해 제2스위칭 트랜지스터의 베이스에 연결하여 고주파 발진에 의한 스위칭신호를 출력하는 스위칭부와, 그 스위칭부의 고주파 트랜스의 제1코일의 타측단 출력을 쵸크 코일을 통해 상기 형광등의 필라멘트에 연결하고 그 필라멘트를 콘덴서를 통해 상기 방전안정화부에 연결된 필라멘트에 연결하여 형광등을방전시키는 형광등 구동부로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 직류전압을 발진 코일을 이용해 발진 된 파형을 고주파 트랜스를 이용하여 초고주파를 생성해 형광등을 방전시키므로 고 역률화를 실현하여 최고의 룩스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 형광등의 전자식 안정기 회로도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 정류부

20 : 배전압 정류부

30 : 방전 안정화부

40 : 트리거부

50 : 스위칭부

60 : 형광등 구동부

61 : 고주파 스위칭 트랜스

62 : 고주파 쵸크 코일

70 : 형광등

BD1 : 브릿지 다이오드

DAC1 : 다이악

TF : 부 온도계수 소자

R1 - R4 : 저항

D1 - D8 : 다이오드

C1 - C7 : 콘덴서

TR1, TR2 : 스위칭 트랜지스터

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 형광등의 전자식 안정기 회로도로서, 이애 도시된 바와 같이, 외부 상용전원(AC 220V 50 - 60Hz)을 고주파 제거용 콘덴서(C1)를 통해서 입력받아 브릿지 다이오드(BD1)를 통해 전파 정류하여 직류 전원으로 변환하는 정류부(10)와, 그 정류부(10)의 출력 (+)(-)양단 사이에 배전압용 콘덴서(C2), 역방향 다이오드(D2) 및 배전압 콘덴서(C3)를 직렬 접속함과 아울러 상기 (+)단자를 다이오드(D1)를 통해 상기 콘덴서(C3)와 역방향 다이오드의 접속점에 접속하고, 상기 역방향 다이오드와 상기 콘덴서(C2)의 접속점을 다이오드(D3)를 통해 상기 (-)단자에 접속하여, 형광등 방전에 필요한 고전압으로 배전압 시키는 배전압 정류부(20)와, 그 배전압 정류부(20)의 출력 양단에 두 개의 콘덴서(C4)(C5)와 두 개의 다이오드(D4)(D5)를 각기 직렬접속하여 그들의 중간 접속점을 공통단자(COM)로 형광등(70)의 일측 필라멘트 단자에 접속하여 형광등의 저전압 방전경로를 형성하며, 입력단의 과부하를 방지하기 위한 저항(R1)을 병렬 접속한 방전 안정화부(30)와, 상기 방전 안정화부(30)를 거친 전원의 양단에 저항(R2)과 콘덴서(C6)를 직렬 접속하고 그 중간 접속점에서 다이악(DAC1)을 통해서 시작신호를 발생함과 아울러 다이오드(D6)를 통해서 스위칭 전류를 발생하는 트리거부(40)와, 상기 배전압된 전원의 (+)(-)양단 사이에 제1,제2스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2)를 직렬접속하고, 상기 트리거부(40)의 다이오드(D6)의 출력을 고주파 스위칭 트랜스(61)의 제1코일의 중간탭과 제1스위칭 트랜지스터(TR1)의 에미터에 접속하고, 그 제1코일의 중간탭과 일측단자를 각기 다이오드(D8)와 저항(R3)을 통해 공통으로 상기 제1스위칭 트랜지스터(TR1)의 베이스에 접속하며, 상기 다이악(DAC1)을 상기 고주파 스위칭 트랜스(61)의 제2코일의 일측단에 접속하며, 그 제2코일의 일측단과 타측단을 각기 저항(R4)과 다이오드(D7)를 통해서 공통으로 상기 제2스위칭 트랜지스터(TR2)의 베이스에 연결하고, 상기 제1코일의 ??측단을 통해서 형광등 방전을 위한 고주파 스위칭신호를 출력하는 스위칭부(50)와, 상기 스위칭부(50)의 고주파 트랜스(61)의 제1코일의 타측단의 출력을 쵸크 코일(62)을 통해서 상기 형광등(70)의 타측 필라멘트에 연결하고, 그 타측 필라멘트와 상기 일측 필라멘트 사이에 콘덴서(C7)를 접속하여 상기 스위칭부(50)의 고주파 스위칭에 의해 형광등(70)을 구동시키는 형광등 구동부(60)로 구성된다.

여기서, 상기 스위칭부(50)의 제1, 제2스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2) 사이에 온도 감지에 의해 일정온도 이상의 과열시 자동으로 회로를 차단하는 부 온도계수 소자(TF)를 더 연결하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 정류부(10)의 입력측으로부터 전원(220V 50-60Hz)이 공급되면, 고주파 제거용 콘덴서(C1)에서 1차 고주파 성분이 제거되고, 브릿지 다이오드(BD1)를 통해서 전파 정류되어 직류 전원으로 변환된다.

정류부(10)에서 직류 전원으로 전파정류된 전원은 배전압 회로부(20)에서 형광등(70)의 방전시 필요한 고전압으로 밴전합시킨다. 즉, 다이오드(D1)가 도통하여 콘덴서(C3)에 Vm까지 충전되고, 그 콘덴서(C3)의 의해 충전된 전하와 다이오드(D1)을 통해 공급되는 전원전압이 다이오드(D2)를 통해서 콘덴서(C2)에 충전되어 그 합성전압인 2Vm의 배전압을 얻어 출력하게 된다.

그리고, 형광등(70)이 방전될 때 저전압으로 방전이 이루어져야 하므로, 방전 안정화부(30)에서는 두 개의 콘덴서(C4)(C5)와 두 개의 다이오드(D4)(D5)를 두 전원단자(+)(-) 사이에 각기 직렬 접속하고, 그 중간 접속점을 공통단자(COM)로 연결하여 형광등(70)의 일측 필라멘트에 접속함으로써, 안정된 방전전압을 유지하도록 한다. 이때 입력측의 과부하로 인한 다이오드들의 손상을 방지하기 위해 전원 양단사이에 저항(R1)을 연결하여 과부하로부터 회로를 보호하도록 구성한 것이다.

이어서 트리거부(40)는, 저항(R2)과 콘덴서(C6)에 의해 초기에 다이악(DAC1)이 도통 되면, 스위칭부(50)의 제1스위칭 트랜지스터(TR1)와, 제2스위칭 트랜지스터(TR2) 및 고주파 스위칭 트랜스(61)의 제1,제2코일의 상호 작용 및 상기 방전 안정화부(30)의 콘덴서(C4)(C5)의 상호 동작에 의해 고주파 발진이 이루어지며, 그 고주파 발진 주파수가 제2코일의 타측단을 통해서 쵸크코일(62)로 출력되고, 그 쵸크코일(62)의 출력이 형광등(70)의 필라멘트를 고주파 스위칭하여 형광등이 방전을 하게 된다. 즉, 트리거부(40)는 다이악(DAC1)의 출력이 상기 제2스위칭 트랜지스터(TR2)의 베이스를 제어하도록 연결되어 상기 콘덴서(C6)의 충전전압으로 다이악(DAC1)이 도통되면 저항(R4)과 다이오드(D7)에 의해 트랜지스터(TR2)가 턴온되는 순간 구동 전류가 일측 필라멘트에 가해져서 콘덴서(C7)가 충전 완료되면 고주파 스위칭 트랜스(61)의 역기전력 발생으로 제1스위칭 트랜지스터(TR1)가 턴온되면서 구동 전류가 다이오드(D6)와 고주파 쵸크 코일(62)을 통해서 형광등의 필라멘트에 흐른다. 이와 같은 동작에 의해 초기 구동이 시작된다. 이때 형광등 점등후에는 피드백 유지 전압이 저항(R2)를 통해 흐르도록 하고, 콘덴서(C6)의 전위를 다이악(DAC1)의 브레이크 전압 이하가 되도록 설계하였으므로, 고주파 스위칭 트랜스(61)와 제1,제2스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2) 및 콘덴서(C7)의 상호 작용에 의해서 고주파 발진이 이루어져 형광등의 방전이 이루어진다.

이때 발진 동작을 위해서 고주파 스위칭 트랜스(61)의 제1코일의 중간탭에 트리거부(40)의 다이오드(D6)의 캐소드 단자를 접속함과 아울러 제1스위칭 트랜지스터(TR1)의 에미터에 공통 접속하고, 스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2)를 직렬접속하여 사용하고 있다.

또한, 점등 후의 피드백 회로를 제1코일의 중간탭에 유기되는 유기 전압에 의해서 저항(R2)을 통하여 트리거부(40)의 콘덴서(C6)의 전위를 다이악(DAC1)의 브레이크 오버전압 이하가 되도록 함으로써 발진 동작이 이루어진다.

이와 같이 스위칭부(50)는 스위칭 펄스 발생을 위해 고주파 스위칭 트랜스(61)의 중간탭을 이용하고, 스위칭 소자로서 두 개의 스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2)를 직렬로 연결하고, 제1코일의 일측과 중간탭을 저항(R3)과 다이오드(D8)를 통해 스위칭 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결하고, 제2코일의 일측과 타측을 저항(R4)과 다이오드(D7)를 통해 제2스위칭 트랜지스터(TR2)의 베이스에 연결하여 제어하도록 구성함으로써, 입력전압의 변동이 발생되더라도 저항(R3)(R4)의 전압 강하로 인하여 스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2)의 턴온량이 제어되어 항상 일정하게 안정된 전압이 쵸크코일(62)을 통해 형광등(70)에 공급된다.

한편, 본 발명에서는 부 온도 계수 소자(TF)를 두 개의 스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2)의 사이에 직렬 접속하여 트랜지스터의 증폭 온도 보상회로로서 사용하고 있다. 이에 따라 형광등이 제대로 켜지지 않고 깜박깜박일 때 형광등의 온도 및 저항치를 이용해 불필요한 전력 소모를 차단하게 된다.

또한, 형광등(70)의 방전시 외부로 흘러나오는 고주파를 없애기 위하여 형광등의 회로에 콘덴서(C7)를 삽입하여 1차적인 고주파를 차단하였으며, 입력전압측에도 고주파 차단용 콘덴서(C1)를 사용하여 불필요한 고주파를 가능한 한 억제 차단하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 배전압 회로를 이용하여 고전압을 공급하고, 그 고전압을 고주파 스위칭부를 통해서 발진된 초고주파를 생성하여 형광등을 구동시킴으로써, 형광등을 켤 때 깜박임을 없애고, 순간 점등이 이루어져 필라멘트에 무리를 주지 않으며, 안정된 고전압을 공급함으로써, 형광등의 수명을 연장시키며, 초고주파에 의한 방전으로 고역율화를 실현시켜 밝기를 월등히 향상시키는 효과가 있다. 또한, 초고주파를 사용하여 형광등을 방전시킴으로써 눈의 피로를 줄이고 시력보호에 기여할수 있으며, 콘덴서 등을 이용한 유해 전자파를 감소시키는 효과가 있다.

Claims

외부 상용전원(AC 220V 50 - 60Hz)을 고주파 제거용 콘덴서(C1)를 통해서 입력받아 브릿지 다이오드(BD1)를 통해 전파 정류하여 직류전원으로 변환하는 정류부(10)와;

그 정류부(10)의 출력 (+)(-)양단 사이에 배전압용 콘덴서(C2), 역방향 다이오드(D2) 및 배전압 콘덴서(C3)를 직렬 접속함과 아울러 상기 (+)단자를 다이오드(D1)를 통해 상기 콘덴서(C3)와 역방향 다이오드의 접속점에 접속하고, 상기 역방향 다이오드와 상기 콘덴서(C2)의 접속점을 다이오드(D3)를 통해 상기 (-)단자에 접속하여, 형광등 방전에 필요한 고전압으로 배전압 시키는 배전압 정류부(20)와;

그 배전압 정류부(20)의 출력 양단에 두 개의 콘덴서(C4)(C5)와 두 개의 다이오드(D4)(D5)를 각기 직렬접속하여 그들의 중간 접속점을 공통단자(COM)로 형광등(70)의 일측 필라멘트 단자에 접속하여 형광등의 저전압 방전경로를 형성하며, 입력단의 과부하를 방지하기 위한 저항(R1)을 병렬 접속한 방전 안정화부(30)와;

상기 방전 안정화부(30)를 거친 전원의 양단에 저항(R2)과 콘덴서(C6)를 직렬 접속하고 그 중간 접속점에서 다이악(DAC1)을 통해서 시작신호를 발생함과 아울러 다이오드(D6)를 통해서 스위칭 전류를 발생하는 트리거부(40)와;

상기 배전압된 전원의 (+)(-)양단 사이에 제1,제2스위칭 트랜지스터(TR1)(TR2)를 직렬 접속하고, 상기 트리거부(40)의 다이오드(D6)의 출력을 고주파 스위칭 트랜스(61)의 제1코일의 중간탭과 제1스위칭 트랜지스터(TR1)의 에미터에 접속하고, 그 제1코일의 중간탭과 일측단자를 각기 다이오드(D8)와 저항(R3)을 통해 공통으로 상기 제1스위칭 트랜지스터(TR1)의 베이스에 접속하며, 상기 다이악(DAC1)을 상기 고주파 스위칭 트랜스(61)의 제2코일의 일측단에 접속하며, 그 제2코일의 일측단과 타측단을 각기 저항(R4)과 다이오드(D7)를 통해서 공통으로 상기 제2스위칭 트랜지스터(TR2)의 베이스에 연결하고, 상기 제1코일의 ??측단을 통해서 형광등 방전을 위한 고주파 스위칭신호를 출력하는 스위칭부(50)와;

상기 스위칭부(50)의 고주파 트랜스(61)의 제1코일의 타측단의 출력을 쵸크 코일(62)을 통해서 상기 형광등(70)의 타측 필라멘트에 연결하고, 그 타측 필라멘트와 상기 일측 필라멘트 사이에 콘덴서(C7)를 접속하여 상기 스위칭부(50)의 고주파 스위칭에 의해 형광등(70)을 구동시키는 형광등 구동부(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 형광등의 전자식 안정기 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부(50)의 제1,제2스위칭 트랜지스터(TR1) (TR2) 사이에 온도 감지에 의해 일정온도 이상의 과열시 자동으로 회로를 차단하는 부 온도계수 소자(TF)를 더 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 형광등의 전자식 안정기 회로.