KR20000060065A - 전파형 래피드 안정기 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전파 초크 작용 및 형광등의 흑화 현상 방지를 위한 전파형 래피드 안정기 회로(A circuit for full wave rapid stabilizer)에 관한 것으로 종래의 누설형 변압기를 이용하여 전류를 제어하는 대신, 비누설형 분권 변압기를 이용하여 전류를 제어하는 것으로 순방향 전류뿐만 아니라 역방향 전류도 상기 비누설형 분권 변압기의 일차측 코일에 의해 억제하므로써 형광등에 안정된 전류를 공급할 수 있어 흑화 현상을 방지할 수 있고, 형광등의 수명을 연장시킬 수 있으며, 필요 없는 전력소비를 제거하여 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 또한 저가의 부피가 작은 비누설형 분권 변압기를 채택하여 원가를 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

전파형 래피드 안정기 회로{A circuit for full wave rapid stabilizer}

본 발명은 형광등에 안정된 전류를 공급하기 위해 사용하는 전파형 래피드 안정기 회로에 관한 것으로, 비누설형 분권 변압기를 채택하여 형광등이 필요로 하는 일정 전압을 공급, 유지하고 불필요한 전력 낭비를 줄이며, 형광등의 흑화 현상을 방지할 수 있는 전파형 래피드 안정기 회로(A circuit for full wave rapid stabilizer)에 관한 것이다.

종래의 형광등용 래피드 안정기의 회로 구성은 도 1에 도시한 바와 같은 것이 대표적이며, 도면부호 1은 형광등 FL이고 도면부호 2는 안정기를 나타낸 것이다.

안정기(2)는 전원전압을 형광등 FL이 필요로 하는 소정의 전압으로 변환하기 위한 누설형 철심 변압기 T로 이루어져 있으며, 구체적으로는 교류입력단자(A, B)가 누설형 철심 변압기 T 일차측 코일 L1의 양단에 연결되고, 상기 교류입력단 A와 누설형 철심 변압기 T의 연결선상에 형광등 FL의 일측단에 형성된 히터 H1의 일측을 접지하고 히터 H1의 타측은 일차측 코일 L1 상에 접속하여 구성하므로써 히터 H1에 필요한 전압을 인가하는 동시에 이차측 히터코일 L4에 유도전류를 발생시키는 히터코일 L3가 형성되게 한다.

한편, 누설형 철심 변압기 T의 2차측 코일인 히터코일 L4의 양단에 형광등 FL의 타측단에 형성된 히터 H2를 직렬로 연결하여 구성하고, 히터코일 L4와 히터 H2의 연결선상에 이 연결점측으로부터 컨덴서 C와 쵸크코일 L2를 직렬 연결하여 히터코일 L3와 교류입력단자 B 사이의 일차측 코일 L1상에 접속되도록 하여 구성한다.

상기와 같이 구성된 종래의 래피드 안정기 회로의 동작을 살펴보면, 먼저 교류입력단자 A로부터 B로 순방향 전류가 흐를 경우, 전류는 교류입력단자 A를 통해 입력되어 히터 H1과 일차측 코일 L1 사이의 접속점 통과시 분기되어 일부는 히터 H1을 경유하여 교류입력단자 B로 흐르며, 일부는 일차측 코일 L1을 통해 교류입력단자 B로 흐르게 된다. 그와 동시에 히터 H1은 전류에 의해 발열하게 된다.

이때, 일차측 코일 L1상에 형성된 히터코일 L3에 전류가 흐를 때, 이 전류에 의해 변압기 이차측 코일인 히터코일 L4에 유도전류가 흐르게 되고, 이 전류는 히터코일 L4와 히터 H2를 순환하며 히터 H2는 이 전류에 의해 발열하게 된다.

한편, 형광등이 발광하기 위해서는 히터 H1 및 히터 H2가 충분히 가열되어야 하는데, 히터 H1과 히터 H2가 가열되는 동안 상기한 것과 같이 전류가 흐르다가 히터 H1과 히터 H2가 충분히 가열되면 히터로부터의 열전자의 방전에 의하여 생긴 강력한 자외선이 형광물질과의 충돌에 의해 형광등은 발광하게 되며, 히터 H1과 히터 H2간에는 통전이 된다.

형광등이 발광하게 되면 전류는 히터 H1과 일차측코일 L1으로 분기되며 일부는 히터 H1과, 히터 H2와, 히터코일 L4와 콘덴서 C와, 쵸크코일 L2와, 일차측코일 L1을 통해 B로 흐르게 되고, 일부는 일차측 코일 L1을 통해 B로 통하게 된다. 이때 이차측 코일 L2에 유기된 전류는 콘덴서 C, 히터코일 L4, 히터 H1, H2, 일차측 코일 L1을 통해 순환하게 된다. 즉, 형광등의 점등유지에 필요한 일정전압을 L2와 C의 공진에 의해 인가하게 되는 것이다.

그리고 B에서 A로 역방향의 전류가 흐를 때에는 일차측코일 L1에서 분기되어 일부는 B로 흐르고, 일부는 히터 H1을 통해 A로 흐르고, 일부는 히터코일 L3를 통해 A로 흐르게 된다. 이때 히터코일 L4는 히터코일 L3에 의해 전류가 유기되는데, 이 유기된 전류는 히터 H2를 통해 순환하게 된다. 이 과정에서 히터 H1과 H2가 가열되는 것이다.

히터 H1, H2의 충분한 가열로 점등이 되면 전류는 코일 L1에서 분기되어 일부는 코일 L2, 콘덴서 C, 히터코일 L4, 히터 H2, 히터 H1을 통해 A로 흐르고, 일부는 히터코일 L3를 통해 A로 흐르게 된다. 이때 상기한 바와 같이 L2와 C는 점등유지에 필요한 일정전압을 인가하게 된다.

그러나, 상기와 같은 회로구성 및 동작을 하는 종래의 래피드 안정기는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.

첫째, 히터 코일 L3 및 L4는 히터 H1 및 H2가 충분히 가열되어 형광등 FL을 점등할 때까지만 동작되어야 이상적이나 형광등 FL이 점등된 이후에도 계속 통전이 되므로 불필요한 전력낭비를 초래한다.

둘째, 전류가 교류입력단자 B에서 A로 역방향 전류가 흐를 경우에는 쵸크코일 L2를 먼저 거친 후 형광등 FL로 전류가 흘러 안정된 상태의 전류가 흐르나, 교류입력단자 A에서 B로 순방향 전류가 흐를 때는 전류가 형광등 FL을 거친 후 쵸크코일 L2를 통과하므로 히터 H1측에 흑화현상이 두드러지게 되어 형광등의 수명이 단축되게 된다.

즉, 이는 순방향 및 역방향 전류입력에 모두 안정한 전파제어형태의 안정기가 아니라 역방향 전류에만 안정한 반파제어 형태의 안정기에 불과하다는 것이다.

셋째, 히터 H1 및 H2가 충분히 예열되어야 형광등이 점등되므로 저전압 상태나 영하권 지역에서는 형광등 FL의 점등이 불확실하다.

넷째, 누설형 철심 변압기의 사용으로 안정기의 부피가 커 생산원가가 많이 들며, 무부하 손실 및 자체발열현상이 커 절연파손 등으로 수명이 짧고 불안정하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안정기 회로에 비누설형 분권 변압기를 사용하여 순방향 전류뿐만 아니라 역방향 전류가 흐를 경우에도 형광등에 안정된 전류를 공급할 수 있어 흑화 현상을 방지할 수 있고, 형광등의 수명을 연장시킬 수 있으며, 저가의 부피가 작은 비누설형 분권 변압기를 채택하므로써 제조비용을 절감할 수 있는 전파형 래피드 안정기 회로(A circuit for full wave rapid stabilizer)를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1 은 종래의 래피드 안정기 회로도

도 2 는 본 발명의 회로도

도 3 은 본 발명의 초크안정기에 대한 일실시예 회로도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 형광등 2 : 안정기

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 회로도를 도시한 것으로서, 안정기(2)는 비누설형 분권변압기 T'을 채택하고 있다.

본 발명의 회로구성을 자세히 설명해 보면, 교류입력단자 A'로부터 차례로 비누설형 분권변압기 T'의 일차측 제1코일 L1', 히터 H1', 콘덴서 C', 변압기 T'의 이차측 코일 L3', 히터 H2', 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2' 및 단자 B'이 직렬로 연결되되, 상기 일차측 제2코일 L2'과 이차측 코일 L3'이 서로 유도작용할 수 있도록 나란히 배치되어 구성된다.

상기의 구성에서 콘덴서 C'은 히터 H1' 및 H2'의 예열을 돕고 서지를 방지하기 위해 히터 H1'과 변압기 T'의 이차측 코일 L3' 사이에 연결하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 종래의 구성과 구별되는 특징은 변압기 T'의 일차측이 분권되어 있어 순방향 및 역방향 교류입력이 변압기 T'의 일차측에서 공유되지 않고 각각 일차측 제1코일 및 제2코일로 독립적으로 입력되고, 종래의 래피드 안정기에서 사용한 음극가열을 위해 필요한 전류를 제어하는 히터코일(도 1의 L3, L4)을 사용하지 않았다는 것이다.

본 발명의 회로동작을 설명해 보면, 교류입력단자 A'로 부터 B'로 순방향의 전류가 흐를 경우, 교류입력단자 A'으로 입력된 전류는 변압기 T' 일차측 제1코일 L1', 히터 H1'을 경유하여 흘러 콘덴서 C'를 충전하게 된다.

이 충전기간 동안 히터 H1'은 가열되며, 콘덴서 C'이 충전되어 방전을 시작하면 전류는 콘덴서 C'을 지나 변압기 T'의 2차측 코일 L3', 히터 H2' 및 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2'을 경유하여 단자 B'으로 흐른다.

이때, 변압기 T'의 2차측 코일 L3'에 전류가 흐를 때 일차측 제2코일 L2'에 유도전류가 흐르게 되고, 이 유도된 전류 역시 단자 B'으로 흐른다.

히터 H1' 및 H2'이 충분히 가열되어 형광등 FL이 발광하면 단자 A'으로 입력된 전류는 변압기 T'의 1차측코일 L1', 히터 H1', 히터 H2'으로 흐르게 되고, 히터 H2'을 지나 분기된 전류의 일부는 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2'을 경유하여 단자 B'로 흐르게 되고, 나머지 일부는 변압기 이차측 코일 L3' 및 콘덴서 C'을 경유하여 히터 H1'으로 재입력 되게 된다.

이때, 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2' 및 변압기 T'의 2차측 코일 L3'에 흐르는 전류는 상호유도되어 일차측 제2코일 L2'에 유도되는 단자 B'으로, 2차측 코일 L3'에 유도된 전류는 콘덴서 C'을 경유하여 히터 H1'으로 재입력 되게 된다.

교류입력단자 B'에서 A'으로 역방향 전류가 흐를 경우에는 단자 B'으로 입력된 전류는 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2' 및 히터 H2'를 경유하여 콘덴서 C'을 충전하게 된다.

이때, 일차측 제2코일 L2'에 의해 유도된 변압기 T'의 2차측 코일 L3'에 흐르는 유도전류 역시 위의 전류와 합해져서 콘덴서 C'을 충전시키게 된다.

콘덴서 C'이 충전하여 방전을 시작하면 전류는 콘덴서 C'을 지나 히터 H1' 및 변압기 T'의 일차측 제1코일 L1'을 차례로 경유하여 단자 A'으로 흐르게 된다.

한편, 히터 H1' 및 H2'이 충분히 가열되어 형광등 FL이 발광하게 되면, 단자 B'으로 입력된 전류는 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2', 히터 H2', 히터 H1'으로 흐르고, 히터 H1'을 지난 전류는 분기되어 일부는 변압기 T'의 일차측 제1코일 L1'을 경유하여 단자 A'으로 흐르고, 일부는 콘덴서 C' 및 변압기 T'의 이차측 코일 L3'을 경유하여 히터 H2'으로 재입력 된다.

이때, 변압기 T'의 이차측 코일 L3'과 일차측 제2코일 L2'에 흐르는 전류는 상호유도되어 히터 H2'으로 흐르게 된다.

상기와 같은 구성 및 회로 동작을 하는 본 발명은 히터 H1'과 H2' 사이에 직렬로 연결된 콘덴서 C'과 변압기 T'의 이차측 코일 L3'이 LC직렬공진회로를 형성하므로 LC공진에 의한 높은 발진 전압이 히터 H1'과 H2'에 인가되기 때문에 이 히터를 가열하기 위한 히터코일 등의 음극가열장치가 없어도 히터 H1'과 H2'이 발열과 동시에 형광등이 순간 점등되므로 종래에 비해 히터 H1', H2'의 예열 시간이 획기적으로 단축되고, 절전효과가 있어 소비전력이 줄어들며, 저전압이 인가될 경우에도 안정되게 형광등 FL이 점등된다.

또한, 본 발명은 교류입력전류가 변압기 T'의 일차측 제1코일 L1' 및 제2코일 L2'을 통과할 때, 입력주파수의 주기변화에 상관없이 이 일차측 제1코일 L1' 및 제2코일 L2'이 쵸크코일 역할을 하게되어 안정된 전류가 히터 H1' 및 H2'으로 입력되게 되므로 순방향 및 역방향 전류에 상관없이 전파에 대해 안정되게 동작하고, LC공진에 의한 고전압에 의해 순간적으로 형광등 FL이 점등되므로 히터 H1' 및 H2'측에 흑화현상이 거의 일어나지 않아 형광등 FL의 수명이 길어진다.

한편, 비누설형 변압기는 자체 발열이 적기 때문에 에나멜 동선 또는 규소강판 등의 재질로 철심 등의 절연물이 파손되지 않아 안정기의 수명이 길어지며 경량 소형화할 수 있다.

도 3은 형광등용 초크안정기에 본 발명의 일실시예를 도시한 회로로 안정기의 코일 L1', L2'과 히터 H1, H2와 점등관이 직렬로 구성된 회로에 있어서, 본 회로에 교류전원이 인가되면 코일 L1', 히터 H1', 점등관, 히터 H2', 코일 L2' 또는 코일 L2', 히터 H2', 점등관, 히터 H1', 코일 L1'순으로 전류가 흐르게 된다. 이때 히터 H1'과 H2'는 전류에 의해 가열되고 충분히 가열이 되면 열전자를 방출하게 된다. 열전자의 방출로 형광등이 점등되면, 점등관의 바이메탈 특성에 의해 전류는 점등관을 통하지 않고 히터 H1'과 H2'을 통해 흐르게 된다.

종래의 열전자를 회로(도시생략)에 있어서, 안정기는 단권누설형 변압기를 사용하여 상기한 바와 같이 단권누설형 못했으나 본 발명은 단권누설형 변압기를 분권누설형 변압기로 대치한 것을 특징으로 전파초크작용을 할 수 있도록 하였기 때문에 흑화 현상을 방지하여 형광등의 수명을 연장할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명을 사용함에 얻을 수 있는 효과는 교류전원의 전파(순방향 전류 및 역방향 전류)입력에 대해 비누설형 분권변압기의 일차측 코일이 쵸크코일 역할을 하게 되어 안정된 전류가 부하(형광등)에 공급되고 LC공진에 의한 고전압에 의해 순간적으로 형광등 FL이 점등되므로써 예열 시간이 매우 단축될 수 있을 뿐만 아니라 흑화현상을 제거할 수 있어 형광등의 수명이 길어지며, 비누설형 분권 변압기를 사용하므로써 부피를 줄이고 생산 원가도 줄일 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 교류 입력단자 A'로부터 차례로 비누설형 분권변압기 T'의 일차측 제1코일 L1', 히터 H1', 콘덴서 C', 변압기 T'의 이차측 코일 L3', 히터 H2', 변압기 T'의 일차측 제2코일 L2' 및 단자 B'이 직렬로 연결되되, 상기 일차측 제2코일 L2'과 이차측 코일 L3'이 상호유도작용할 수 있도록 나란히 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 전파형 래피드 안정기 회로.