KR20010038511A - 유니버셜 볼테이지 인풋 볼테이지용 전자식 형광등용 - Google Patents

유니버셜 볼테이지 인풋 볼테이지용 전자식 형광등용 Download PDF

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KR20010038511A
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Abstract

본 고안은 유니버샬 볼테이지(UNIVERSAL VOLTAGE)(100∼277V)전자식 형광등용 안정기에 관한 것으로서, 세계 각국마다 사용하는 상용 교류 전원이 다르므로서 발생되는 개발비용 상승과 다양한 제품에 따른 자재, 생산관리 및 각기 다른 상용 교류 전원으로 승인 업무의 어려움이 있어 왔다. 따라서 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하여 자재, 생산관리를 단순화시킬 수 있고, 이로 인해 생산성향상과 각종 승인 업무 및 개발비용을 절감 할 수 있으며 대외 경쟁력을 갖출 수 있어, 해외 수출에 큰 기여를 할 수 있다고 판단된다. 또한 일반적인 전자 기기, 전자 제품의 전원 회로에 적용이 가능하므로 이를 이용 할 경우 국내 및 해외 전지역에서 사용이 가능하다.

Description

유니버셜 볼테이지 인풋 볼테이지용 전자식 형광등용 안정기 일렉트로닉 발라스트{ELECTRONIC BALLAST}
본 고안은 유니버셜 볼테이지(UNIVERSAL VOLTAGE)(100∼277V)용 전자식형광등용 안정기에 관한 것으로, 입력되는 상용교류전원(100∼277V)의 변화에 대해서도 출력 램프 전력을 일정하게 유지하고, 파워 펙터 콜렉션 콘트롤러(POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER)를 사용하여 정류부의 평활용 전해콘덴서에 의해서 발생되는 전압. 전류의 위상차에 의한 역률의 저하와, 입력 전원의 전류고조파 하모닉의 발생을 제거 할 수 있도록 하였으며, 또한 램프(LAMP)의 수명 말기시 발생되는 미 방전 상태에서 인버터(INVERTER)의 과부하 현상을 제거하여 안정기의 불량을 현저히 줄여 주는 엔드 오브 라이프 써키트(END OF LIFE CIRCUIT)에 관한 것이다.
종래의 유니버셜 볼테이지(UNIVERSAL VOLTAGE)(100∼277V)용 전자식 형광등용 안정기는 인풋 볼테이지(INPUT VOLTAGE) 250V 이상부터는 파워 펙터 인풋 커런트 하모닉 디스토션(POWER FACTOR, INPUT CURRENT HARMONIC DISTORTION)의 저하 현상이 발생되고, 이를 구현하는데도 많은 부품으로 구성되어 가격의 상승을 초래하고, 엔드 오브 라이프 써키트(END OF LIFE CIRCUIT)도 많은 부품 으로 구성된다.
따라서 본 고안의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 파워 팩터 코렛션 콘트롤러(POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER)의 멀티 인풋(MULTI INPUT)의 볼테이지(VOLTAGE)를 2.0볼트(VOLT)로 제한하여 인풋 볼테이지(INPUT VOLTAGE)(100∼277V)의 변화에 대한 동작 기능을 일정하게 유지 시켰으며, 부스트 컨버터(BOOST CONVERTER)의 드레인 커런트(DRAIN CURRENT)을 검출하여 저전압에서의 오버 커런트(OVER CURRENT)의 흐름을 제어하고, 볼테이지 센서(VOLTAGE SENSOR)에서 볼테이지 챠지 스테이지(VOLTAGE CHARGE STAGE)의 챠지 볼테이지(CHARGE VOLTAGE)을 검출하여, 부스트 컨버터(BOOST CONVERTER)의 펄스 위스(PULSE WIDTH)을 조절하여 입력 전압(100∼277VAC)에서도 챠지 볼테이지(CHARGE VOLTAGE)을 일정하게 유지하였다.
또한 인버터(INVERTER)부의 스위칭 프리컨시(SWITCHING FREQUENCY)는 레조넌스 스테이지(RESONANCE STAGE)를 거쳐 플로레션트 램프(FLUORESCENT LAMP)을 방전시킨다.
이 과정에서 레조넌스 커런트 센서 스테이지(RESONANCE CURRENT SENSOR STAGE)는 레조넌스 커런트(RESONANCE CURRENT)을 디텍트(DETECT)하여 엔드 오버 라이프 써키트(END OF LIFE CIRCUIT)에 인가한다.
플로레션트 램프(FLUORESCENT LAMP)의 트러블(TROUBLE)로 인한 오버 레조넌스 커런트(OVER RESONANCE CURRENT)가 발생되면 엔드 오버 라이프 써키드(END OF LIFE CIRCUIT)을 동작시켜 인버터(INVERTER)의 동작 기능을 멈추게하여, 발라스트(BALLAST)의 불량 원인을 제거시켰다.
휘거(FIGURE) 1. 블록 다이아그램(BLOCK DIAGRAM)
휘거(FIGURE) 2. 더 훌 써키트(THE WHOLE CIRCUIT)
휘거(FIGURE) 3. 인풋 볼테이지 센서(INPUT VOLTAGE SENSOR)
휘거(FIGURE) 4. 레조넌스 커런트 센서(RESONANCE CURRENT SENSOR) ＆ 앤드 오브 라이프 써키트(END OF LIFE CIRCUIT)
휘거(FIGURE) 5. 센싱 볼테이지 오브 인풋 볼테이지(SENSING VOLTAGE OF INPUT VOLTAGE)
휘거(FIGURE) 6. 앤드 오브 라이프 써키트 오퍼레이션(END OF LIFE CIRCUIT OPERATION)
본 고안을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명한다.
휘거(FIGURE)(1)은 본 고안의 블록 다이어그램(BLOCK DIAGRAM)으로, 입력 알터내팅 커런트(ALTERNATING CURRENT) 전압은 랙티화이어(RECTIFIER)에서 맥류전압을 발생시키며, 이는 부스트 컨버터(BOOST CONVERTER)에 의해서 하이 프리컨쉬(HIGH FREQUENCY)로 스위칭(SWITCHING) 되어 전압 충전부에 충전된다.
충전전압은 인풋 볼테이지(INPUT VOLTAGE STAGE) 와 챠지 볼테이지 센서 스테이지(CHARGE VOLTAGE SENSOR STAGE)의 센싱(SENSING) 전압으로 일정한 전압이 유지 되도록 부스트 컨버터(BOOST CONVERTER)의 펄스 위스(PULSE WIDTH)를 제어한다.
또한 인버터부는 전압 충전부의 디렉트 커런트(DIRECT CURRENT) 전압이 인가되고, 트리거 파트(TRIGGER PART)의 트리거 시그날(TRIGGER SIGNAL)에 의해서 스위칭(SWITCHING) 동작이 이루어지고, 이때 발생되는 스퀘아 웨이브(SQUARE WAVE)는 레조넌스 스테지(RESONANCE STAGE)에서 싸인 웨이브(SINE WAVE)로 공진되면서 플로레션트 램프(FLUORESCENT LAMP)를 점등시킨다.
레조넌스 커런트 썬서 스테이지(RESONANCE CURRENT SENSOR STAGE)는 레조넌스 커런트(RESONANCE CURRENT)를 센씽(SENSING)하여 엔드 오브 라이프 써키트(END OF LIFE CIRCUIT)의 동작 기능을 제어하도록 구성되어져 있다.
이와같이 구성된 본 고안의 동작을 실시예의 상세 회로인 휘거(FIGURE)(2)를 참조하여 설명한다.
입력 알터내팅 커런트(ALTERNATING CURRENT) 전압은 다이오드(DIODE)(D1∼D4)로 구성되는 브릿지 랙티화이어 스테지(BRIDGE RECTIFIER STAGE)에서 맥류전압을 발생한다.
맥류전압은 제지스터(RESISTER) R1, R2, R3과 다이오드(DIODE)(D5∼D7), 캐패시터(CAPACITOR)(C4)로 구성되는 인풋 볼테이지 센서 스테지(INPUT VOLTAGE SENSOR STAGE)에서 2.0V로 클램핑(CLAMPING)하여 파워 펙터 콜렉션 콘트롤러 (POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER)의 핀(PIN)3과 연결이 된다.
파워 펙타 콜렉션 콘트롤러(POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER)는 저항(R4, R5)과 케패시터(CAPACITOR)(C5)로 디씨(D.C) 전압을 공급받아 동작하며 핀(PIN)7의 펀스 위스 시그널(PULSE WIDTH SIGNAL)은 모스페프이티(MOSFET) Q1을 동작시켜 쵸핑 트랜스 티(CHOPPING TRANS(T1))에
-브이엘(VL) = 엘 디아이 디티 브이(L Di/Dt (v))의 전압을 발생시킨다.
브이엘(VL)전압은 훼스트 스위칭 다이오드(FAST SWITCHING DIODE(D9))을 거쳐 캐패시터(CAPACITOR)(C8)에 직류전압을 형성 시킨다.
캐패시터(CAPACITOR)(C8)의 직류전압은 저항(R11, R12, R13)에 의해서 디바이드(DIVIDE) 되어 (C8)의 직류전압을 일정하게 유지시킨다.
볼테이지 챠지 스테이지(VOLTAGE CHARGE STAGE)의 직류 전압은 트랜지스터(Q2, Q3), 오실레이션 코일(OSCILLATION COIL)(O.S.C), 저항(R16, R17, R18), 캐패시터(CAPACITOR)(C10, C11, C12, C13, C14, C15)로 구성되는 인버터 스테이지(INVERTER STAGE)에 연결되어 저항(R14, R15), 캐패시터(CAPACITOR)(C9), 다이악9DIAC)으로 구성되는 트리거 스테지(TRIGGER STAGE)의 트리거 신호에 의해서 스위칭(SWITCHING) 동작이 이루어진다.
인버터 스테이지(INVERTER STAGE)의 스위칭(SWITCHING) 동작으로 발생되는 구형파는 레조넌스 스테지(RESONANCE STAGE) 인 레조넌스 트랜스(RESONANCE TRANS)(T2), 캐패시터(CAPACITOR)(C16, Cl7)에 의해서 사인 웨이브(SIGN WAVE)로 공진 하면서 형광 램프(LAMP)를 방전시킨다.
형광 램프(LAMP)의 수명이 오래되어 미방전 상태로 유지되면 레조넌스 커런트(RESONANCE CURRENT)는 트랜스(TRANS)(T2)의 2차 여기전압을 상승시켜, 다이오드(DIODE)(D10, D12), 제너 다이오드(ZENOR DIODE)(D11), 저항(R19, R20, R21), 캐패시터(CAPACITOR)(C18, C19), 에프이티(F.E.T)(Q4), 오에스씨(O.S.C)로 구성되는 엔드 오브 라이트 써키드(END OF LIFE CIRCUIT)의 제어전압의 상승으로 제너 다이오드(ZENOR DIODE)(D11)의 제너(ZENOR) 전압은 에프이티(F.E.T)(Q4)를 동작시킨다.
에프이티(F.E.T)(Q4)의 동작은 오실레이션 코일 오에스씨(OSCILLATION COIL(O.S.C))의 콘트롤 코일(CONTROL COIL)을 쇼트(SHOT) 시켜 오에스씨(O.S.C)의 기능을 정지시키며 인버터(INVERTER)의 동작을 정지시키도록 구성되어져 있다.
휘거(FIGURE)(3)은 인풋 볼테이지 센서 스테이지(INPUT VOLTAGE SENSOR STAGE)로 특허 청구 회로이다.
지금까지는 저항(R1, R2, R3)과 캐패시터(CAPACITOR)(C1)로 멀티 인(MULTI IN) 회로로 구성되어 있었다.
이와 같은 구성은 멀티 인(MULTI IN) 전압은 인풋 볼테지(INPUT VOLTAGE)(100∼277V)의 변화에 따라서 변화되는 디바이디드(DIVIDED) 된 전압을 얻게 되었다.
이로 인해 파워 펙타 콜렉션 콘트롤러(POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER)(IC1)은 150V부터는 2.0V 이상으로 디바이드(DIVIDE) 되어 컨트롤(CONTROL) 기능이 저하되어 이를 보강하기 위해서는 많은 회로부품을 사용하거나 강화된 파워 팩터 콜렉션 콘트롤러(POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER)를 사용하였다.
하지만 이렇게 구성된 회로도 약 250V 이상부터는 파원 펙타 커런트 디스토션(POWER FACTOR, CURRENT DISTORTION)을 저하시킨다.
휘거(FIGURE)(3)은 이와 같은 문제점을 해결하였다.
저항(R1, R2, R3)에 의해 디바이드(DIVIDE) 전압은 다이오드(DIODE)(D5, D6, D7)에 의해서 인풋 볼테지(INPUT VOLTAGE)의 상승시에도 2.0V 클램핑(CLAMPING) 되어 250볼트에이씨(VAC) 이상에서도 정상적인 콘트롤(CONTROL) 기능이 이루어진다.
이에 대한 도면 해도는 휘거(FIGURE)(5)에 입력전압에 대한 멀티 인(MULTI IN)전압을 표시하였다. 휘거(FIGURE)(4)는 레조넌스 커런트 센서 앤드 엔드 오브 라이프 써키트(RESONANCE CURRENT SENSOR AND END OF LIFE CIRCUIT)를 표시한다.
레조넌스 커런트(RESONANCE CURRENT)의 상승으로 트랜스(TRANS)(T2)의 2차 여기 전압이 상승하여 제너 다이오드(D11)의 동작으로 에프이티(F.E.T)(Q4)의 온(ON)은 발진 코일의 콘트롤 코올(OONTROL COIL)을 쇼트(SHORT) 시켜 인버터(INVERTER)의 기능을 멈추게 한다.
휘거(FIGURE)(5)는 센싱 볼테이지 오브 인풋 볼테이지(SENSING VOLTAGE OF INPUT VOLTAGE) 이며 인풋(INPUT) 전압이 150V∼277V까지의 멀티 인(MULTI IN) 전압을 표시한다.
휘거(FIGURE)(6)는 엔드 모브 라이프 써키트(END OF LIFE CIRCUIT)의 오퍼레이션(OPERATION)에 의한 각 파트(PART)의 동작기능도 이다.
본 고안의로 발명된 전자식 형광등용 안정기는 입력되는 상용 교류전압 (100∼277V) 의 광범위한 전원에 사용할 수 있고, 이로 인한 각기 다른 전원에 해당하는 제품군을 통합할 수 있어 생산성 향상과, 자재관리, 승인 업무의 간편화로 경쟁력을 갖출 수 있고, 단일 제품으로 세계 각국에 수출도 가능하다. 또한 본 발명 회로는 다른 전자 기기, 전자 제품에 활용이 가능하여 이를 적용 할 경우 각기 다른 전원에 대한 제품군을 통일 할 수 있다.

Claims (1)

  1. 입력 전압(100∼277V)에서 동작되도록 구성된 전자식 형광등용 안정기에 있어서, 파워 펙타 콜렉션 콘트롤러 아이씨(POWER FACTOR CORRECTION CONTROLLER (IC1))의 멀티 인(MULTI IN) 전압을 다이오드(DIODE)(D5, D6, D7) 오아 제너 다이오드(OR ZENOR DIODE)(2.0V)로 구성하여 멀티 인(MULTI IN) 전압을 2.0V로 클램핑(CLAMPING)하여 인가하는 것.
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