KR20010023995A - 방전등 점등장치 - Google Patents

Abstract

방전등 점등장치에 관한 것으로서, 직류입력을 고주파출력으로 변환하는 인버터회로, 인버터회로에 접속되어 여러개의 방전등으로 이루어지는 부하회로, 인버터회로의 종단과 접지 사이에 접속된 검출저항, 검출저항에 발생한 전압을 적분하는 적분회로, 적분회로의 출력을 부입력으로 하고 소정의 목표값을 정입력으로 해서 오차증폭을 실행하는 연산증폭기, 연산증폭기의 출력에 따라서 인버터회로의 스위칭주파수를 제어하는 드라이버, 연산증폭기의 출력을 입력으로 하고 입력값에 있어서 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 출력값이 전환되는 주파수검지용 비교기, 주파수검지용 비교기의 출력값에 의해 드라이버의 운전상태를 전환하는 제어회로 및 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 제어회로에 의해 전환된 운전상태를 유지하는 래치회로를 마련한 구성으로 하였다.

이렇게 하는 것에 의해, 램프가 여러개 장착되더라도 램프마다 수명말기검출을 하지 않고, 수명말기 램프로부터 회로를 보호할 수 있으며, 또한 여러개의 램프의 수명상태를 총합해서 검지하기 때문에 확실하게 인버터의 부담을 검지하고 보호할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

방전등 점등장치{DISCHARGE LAMP OPERATING DEVICE}

종래의 방전등 점등장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3은 종래부터 알려져 있는 램프전력 귀환방식의 방전등 점등장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3에 있어서, (1)은 직류전원, (2)는 MOSFET 등의 스위칭소자를 갖는 인버터회로, (3)은 드라이버, (4)는 부하회로이다. 또, (5a), (5b) 및 (5c)는 램프, (6)은 결합콘덴서, (7a), (7b) 및 (7c)는 밸러스트코일, (8a), (8b) 및 (8c)는 시동콘덴서이다.

또, 동일 도면에 있어서, (9)는 부하전류검출저항, (10)은 적분회로, (11)은 연산증폭기, (11a)는 목표값이다. 또, (13)은 제어회로, (14)는 래치회로, (19a), (19b) 및 (19c)는 램프전압검출회로, (20)은 과전압검출 비교기, (20a)는 임계값이다.

종래의 방전등 점등장치의 동작은 이하와 같다.

인버터회로(2)는 드라이버(3)에 의해 구동되어 직류전원(1)을 고주파출력으로 변환한다. 이 인버터회로(2)로부터의 고주파출력은 결합콘덴서(6), 밸러스트코일(7a), (7b) 및 (7c)를 거쳐서 램프(5a), (5b) 및 (5c)를 점등한다.

부하회로(4)의 부하전류의 유효성분(실효값)은 검출저항(9)에 발생한 전압을 적분회로(10)에 의해 적분하는 것에 의해 검출되고, 연산증폭기(11)의 부(負)입력으로 된다. 이 연산증폭기(11)은 목표값(11a)를 정(正)입력으로 하고, 오차증폭된 출력은 드라이버(3)으로 출력된다. 이 연산증폭기(11)의 귀환에 의해 부하회로(4)의 부하전류의 실효값은 일정하게 유지되도록 드라이버(3)은 인버터회로(2)의 스위칭주파수를 제어한다.

이것에 의해, 램프의 소비전력은 일정하게 유지된다. 구체적으로는 도 4에 도시한 바와 같이, 인버터회로(2)를 구성하는 스위칭소자의 드레인전류의 유효성분이 일정하게 되도록 귀환되어 주파수가 제어된다.

여기서, 램프의 수명이 진행되면(단축되면), 램프전압이 증가하여 램프전류를 억제하는 방향으로 귀환이 작용하기 때문에 주파수가 높아지고 드레인전류파형은 도 5와 같이 된다.

이 경우, 주파수의 증가에 의해, 드레인전류의 유효성분은 일정하게 유지되지만 무효전류도 동시에 증가한다.

램프의 수명상태가 더욱 진행하여 수명말기로 된 경우, 주파수가 높아지면 무효전류성분이 더욱 증가한다. 이 무효전류가 어느 정도를 초과하면 스위칭소자가 발열하여 고장의 원인으로 된다.

수명말기 램프에 대한 보호수단으로서는 다음과 같은 것이 있다. 수명말기 램프의 램프전압이 정상의 것보다 높기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이 램프전압을 램프전압 검출회로(19a), (19b) 및 (19c)에 의해 검출한다. 이들 검출회로의 출력을 비교기(20)의 입력으로 하고, 검출값이 소정의 임계값(20a)를 초과한 경우에 제어회로(13)의 동작에 의해 드라이버(3)을 제어하여 인버터회로(2)를 보호한다는 것이 알려져 있다.

보호방법으로서는 드라이버(3)의 발진을 정지시키는 것이나 강제적으로 드라이버(3)의 발진주파수를 높게 하여 드레인전류의 유효성분과 무효성분 쌍방을 저감하는 것(이하, 「보호모드운전」이라고 한다) 등이 있으며, 래치회로(14)에 의해 래치된다.

또, 램프전압 검출회로(19a)((19b) 및 (19c)도 마찬가지)의 동작은 램프전압을 콘덴서(21) 및 (22)에 의해 분할하고, 다이오드(23) 및 (24)에 의해 정류하고, 저항(25), 콘덴서(26)에 의해 적분하여 검출값으로 하는 것이다.

그 결과, 등(燈) 3개중 1개 이상 수명말기상태인 것이 있으면, 제어회로(13)의 동작에 의해 인버터회로(2)를 보호하는 것이다.

그러나, 상술한 종래의 방전등 점등장치에서는 램프수명 말기검출을 램프마다 실행하지 않으면 안되고, 특히 램프의 개수가 많은 것에 관해서는 부품점수가 증가하고 비용도 높아진다는 문제점이 있었다.

또한, 수명말기검출에 의해 검출되지는 않지만 수명상태가 약간 진행된 램프(이하, 「반수명 말기램프」라고 한다)가 여러개(예를 들면 3개) 접속된 경우는 램프전력을 총합해서 일정하게 하고자 하는 귀환이 실행된다. 그 때문에, 수명말기램프를 (예를 들면 1개) 장착한 경우와 마찬가지로 주파수가 높아지는 경우도 있고, 드레인전류의 무효성분이 증가하는 것에 의해 인버터회로(2)의 부담이 증대하고, 원래 보호해야 할 운전상태임에도 불구하고, 어느쪽의 램프전압 검출회로(19a)∼(19c)에 있어서도 검출되지 않고 통상의 운전을 계속해 버린다고 하는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 램프가 여러개 장착되어 있더라도 램프마다 수명말기검출을 하지 않고, 수명말기 램프로부터 회로를 보호할 수 있고, 또, 여러개의 램프의 수명상태를 총합해서 검지하기 위해서 인버터회로의 부담을 확실히 검지하여 보호할 수 있는 방전등 점등장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 램프가 수명말기상태일 때 등에 간단한 구성으로 보호모드 운전(operation)를 실행할 수 있는 방전등 점등장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 방전등(이하, 「램프」라고 한다)의 소비전력을 귀환(feedback)시켜 점등하는 방식의 방전등 점등장치에 있어서, 램프수명 말기검출을 귀환루프상에서 검출하는 방전등 점등장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 방전등 점등장치의 구성을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예 2에 관한 방전등 점등장치의 구성을 도시한 도면,

도 3은 종래의 방전등 점등장치의 구성을 도시한 도면,

도 4는 종래의 방전등 점등장치의 스위칭소자의 드레인전류파형을 도시한 도면,

도 5는 종래의 방전등 점등장치의 스위칭소자의 드레인전류파형을 도시한 도면.

발명의 개시

본 발명에 관한 방전등 점등장치는 직류입력을 고주파출력으로 변환하는 인버터회로, 상기 인버터회로에 접속되어 여러개의 방전등으로 이루어지는 부하회로, 상기 인버터회로의 종단과 접지 사이에 접속된 검출저항, 상기 검출저항에 발생한 전압을 적분하는 적분회로, 상기 적분회로의 출력을 부입력으로 하고 소정의 목표값을 정입력으로 해서 오차증폭을 실행하는 연산증폭기, 상기 연산증폭기의 출력에 따라서 상기 인버터회로의 스위칭주파수를 제어하는 드라이버, 상기 연산증폭기의 출력을 입력으로 하고 입력값에 있어서 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 출력값이 전환되는 주파수검지용 비교기, 상기 주파수검지용 비교기의 출력값에 의해 상기 드라이버의 운전상태를 전환하는 제어회로 및 상기 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 상기 제어회로에 의해 전환된 운전상태를 유지하는 래치회로를 구비한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 방전등 점등장치는 상기 제어회로가 상기 주파수검지용 비교기의 출력단에 접속된 타이머용 적분회로 및 상기 타이머용 적분회로의 출력단과 상기 드라이버 사이에 접속된 점등시퀀스회로를 갖고, 상기 주파수검지용 비교기의 출력이 로우레벨로 되었을 때 상기 타이머용 적분회로의 출력전위가 하강하고, 상기 점등시퀀스회로가 초기 상태로 되어 상기 래치회로에 의해 상기 로우레벨이 래치되는 것이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하, 본 발명의 각 실시예에 대해서 도면에 따라서 설명한다.

실시예 1

본 발명의 실시예 1에 관한 방전등 점등장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 방전등 점등장치의 구성을 도시한 도면이다. 또, 각 도면중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 나타낸다.

도 1에 있어서, (1)은 직류전원, (2)는 MOSFET 등의 스위칭소자를 갖는 인버터회로, (3)은 드라이버, (4)는 부하회로이다. 또, (5a), (5b) 및 (5c)는 램프, 6은 결합콘덴서, (7a), (7b) 및 (7c)는 밸러스트코일, (8a), (8b) 및 (8c)는 시동콘덴서이다.

또, 동일 도면에 있어서, (9)는 부하전류검출저항, (10)은 적분회로, (11)은 연산증폭기, (11a)는 목표값이다. 또, (12)는 주파수검지용 비교기, (12a)는 임계값, (13)은 제어회로, (14)는 래치회로이다.

다음에, 이 실시예 1에 관한 방전등 점등장치의 동작에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

연산증폭기(11)의 출력을 드라이버(3)의 입력으로 함과 동시에 비교기(12)의 입력으로 하고, 비교기(12)의 출력을 제어회로(13)의 입력으로 한다. 여기서, 드라이버(3)은 연산증폭기(11)의 출력전압에 대하여 부(負)의 특성을 갖는 것으로 한다. 즉, 드라이버(3)은 연산증폭기(11)의 출력전위가 상승하면 구동주파수는 낮아지고, 출력전위가 저하하면 구동주파수가 높아진다. 이것에 의해, 검출저항(9)의 전압파형의 유효성분을 일정하게 유지하도록 제어되고 종래와 마찬가지로 인버터회로(2)를 구성하는 스위칭소자의 드레인전류의 유효성분이 일정하게 되도록 유지된다.

여기서, 수명말기 램프가 장착된 경우, 연산증폭기(11)의 출력전위는 정상 램프의 경우보다도 낮아지고, 주파수가 높아진다. 이 때, 연산증폭기(11)의 출력전위가 비교기(12)의 소정의 임계값(12a)를 하회한 경우 즉 주파수가 소정의 임계값보다 높아진 경우, 비교기(12)의 출력이 로우레벨로 되고, 이 로우레벨출력을 받아 제어회로(13)이 동작하여 드라이버(3)을 보호모드운전 또는 발진정지시키는 것이다.

또한, 명확하게 수명말기의 것이 장착된 경우에 한정되지 않고, 반수명말기 램프가 여러개 장착된 경우에도 연산증폭기(11)에 의한 귀환에 의해 드라이버(3)의 구동주파수가 소정값을 초과한 경우에는 보호모드운전 또는 발진정지시키는 것이다.

실시예 2

본 발명의 실시예 2에 관한 방전등 점등장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예 2에 관한 방전등 점등장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2에 있어서, (15)는 타이머용 적분회로, (16)은 점등시퀀스회로이고, 비교기(12)의 출력은 저항(17)을 거쳐서 타이머용 적분회로(15)의 출력에 접속된다. 또, 다른 구성은 상기 실시예 1과 마찬가지이다.

램프가 정상인 경우의 동작은 실시예 1의 경우와 마찬가지이다. 또한, 수명말기상태의 램프가 장착된 경우에 비교기(12)의 출력이 로우레벨로 되는 동작도 실시예 1과 마찬가지이다.

통상, 전원투입시의 초기상태에 있어서는 비교기(12)의 출력은 하이레벨로 되어 있고, 점등시퀀스회로(16)은 타이머용 적분회로(15)가 충전되는 것에 의해, 초기 상태(예를 들면, 예열주파수)에서 점등주파수로 발진주파수를 낮춰 간다. 여기서, 비교기(12)의 출력이 로우레벨로 된 경우, 타이머용 적분회로(15)의 출력전위가 하강하고, 점등시퀀스회로(16)은 초기 상태로 되돌아간다. 이것에 의해 드라이버(3)의 구동주파수를 강제적으로 높게 하여 보호모드운전하는 것이다.

또한, 구동주파수를 강제적으로 높게 한 경우, 연산증폭기(11)의 출력은 상한치로 고정되고 임계값(12a)보다 높아지지만, 래치회로(14)에 의해 비교기(12)의 출력을 로우레벨로 유지하고 보호상태를 유지하는 구성으로 되어 있다.

또, 본 실시예에서는 램프 3개용의 것을 기재하였지만, 2개 이하용 또는 4개 이상용이라도 좋다.

또, 본 실시예에 있어서는 드라이버(3)의 특성을 연산증폭기(11)의 출력에 대하여 부의 특성을 갖는 것으로 하였지만, 정의 특성을 갖는 것에 관해서도 반전증폭회로의 추가 등에 의해 용이하게 응용할 수 있다.

본 발명에 관한 방전등 점등장치는 이상 설명한 바와 같이, 직류입력을 고주파출력으로 변환하는 인버터회로, 상기 인버터회로에 접속되어 여러개의 방전등으로 이루어지는 부하회로, 상기 인버터회로의 종단과 접지 사이에 접속된 검출저항, 상기 검출저항에 발생한 전압을 적분하는 적분회로, 상기 적분회로의 출력을 부입력으로 하고 소정의 목표값을 정입력으로 해서 오차증폭을 실행하는 연산증폭기, 상기 연산증폭기의 출력에 따라서 상기 인버터회로의 스위칭주파수를 제어하는 드라이버, 상기 연산증폭기의 출력을 입력으로 하고 입력값에 있어서 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 출력값이 전환되는 주파수검지용 비교기, 상기 주파수검지용 비교기의 출력값에 의해 상기 드라이버의 운전상태를 전환하는 제어회로 및 상기 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 상기 제어회로에 의해 전환된 운전상태를 유지하는 래치회로를 구비했으므로, 램프가 여러개 장착되더라도 램프마다 수명말기검출을 하지 않고, 수명말기 램프로부터 회로를 보호할 수 있으며, 또 여러개의 램프의 수명상태를 총합해서 검지하기 때문에 확실하게 인버터의 부담을 검지하여 보호할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 관한 방전등 점등장치는 이상 설명한 바와 같이, 상기 제어회로가 상기 주파수검지용 비교기의 출력단에 접속된 타이머용 적분회로 및 상기 타이머용 적분회로의 출력단과 상기 드라이버 사이에 접속된 점등시퀀스회로를 갖고, 상기 주파수검지용 비교기의 출력이 로우레벨로 되었을 때 상기 타이머용 적분회로의 출력전위가 하강하고, 상기 점등시퀀스회로가 초기 상태로 되어 상기 래치회로에 의해 상기 로우레벨이 래치되기 때문에, 램프가 수명말기상태일 때 등에 간단한 구성으로 보호모드운전을 실행할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Claims (2)

1. 직류입력을 고주파출력으로 변환하는 인버터회로;

   상기 인버터회로에 접속되어 여러개의 방전등으로 이루어지는 부하회로;

   상기 인버터회로의 종단과 접지 사이에 접속된 검출저항;

   상기 검출저항에 발생한 전압을 적분하는 적분회로;

   상기 적분회로의 출력을 부입력으로 하고 소정의 목표값을 정입력으로 해서 오차증폭을 실행하는 연산증폭기;

   상기 연산증폭기의 출력에 따라서 상기 인버터회로의 스위칭주파수를 제어하는 드라이버;

   상기 연산증폭기의 출력을 입력으로 하고 입력값에 있어서 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 출력값이 전환되는 주파수검지용 비교기;

   상기 주파수검지용 비교기의 출력값에 의해 상기 드라이버의 운전상태를 전환하는 제어회로 및;

   상기 환산된 주파수가 소정값을 초과한 경우에 상기 제어회로에 의해 전환된 운전상태를 유지하는 래치회로를 구비한 방전등 점등장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어회로는

   상기 주파수검지용 비교기의 출력단에 접속된 타이머용 적분회로 및

   상기 타이머용 적분회로의 출력단과 상기 드라이버 사이에 접속된 점등시퀀스회로를 갖고,

   상기 주파수검지용 비교기의 출력이 로우레벨로 되었을 때 상기 타이머용 적분회로의 출력전위가 하강하고, 상기 점등시퀀스회로가 초기 상태로 되어 상기 래치회로에 의해 상기 로우레벨이 래치되는 방전등 점등장치.