KR20010053717A - Multi-output piezoelectric transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다등의 형광등을 동시에 점등시키는 다등 점등용 안정기에 있어서, 교류전압 발생기에서 입력되는 입력전압을 다수의 출력단을 갖도록 형성되는 압전트랜스에 의해 다수의 형광등에 연결하여 종래의 안정기에 설치되는 권선형 트랜스에서 다수의 출력단 권선을 설치할때 발생하는 원가의 상승 및 안정기의 부피의 증가를 미연에 방지토록 한 다출력 압전트랜스포머에 관한 것이다.The present invention relates to a ballast for ballasts for lighting multiple fluorescent lamps simultaneously, wherein a winding installed in a conventional ballast by being connected to a plurality of fluorescent lamps by a piezoelectric transformer formed to have a plurality of output stages of an input voltage input from an AC voltage generator. The present invention relates to a multi-output piezoelectric transformer that prevents an increase in cost and an increase in the volume of a ballast generated when installing multiple output windings in a linear transformer.
일반적으로 2개 이상의 형광등을 점등시키는 안정기에 있어서는, 형광등이 최초로 점등되기 전에는 부하특성이 높은 임피던스(거의 무한대)를 필요로 하고, 점등후에는 특정 임피던스를 가진다. 따라서 형광등을 점등시키기 위해 최초 인가 전압은 높아야 하고 점등후에는 낮은 전압이 인가되어 진다.Generally, in a ballast for lighting two or more fluorescent lamps, an impedance having a high load characteristic (near infinity) is required before the fluorescent lamp is first turned on, and has a specific impedance after lighting. Therefore, in order to turn on the fluorescent lamp, the initial applied voltage must be high and after the low voltage is applied.
그러나, 2개 이상의 형광등에 적용할 경우, 다수의 형광등중 만일 1개의 형광등이 점등되고 나면 권선형 트랜스에 병열로 연결된 다른 형광등들은 이미 점등되어진 형광등의 점등후에 인가되는 낮은 전압에 의해 점등되지 않게 되고, 이를 방지토록 각각의 형광등에 직렬로 안정기 콘덴서(CAPACITOR)를 연결함으로써 하나의 형광등이 먼저 점등되더라도 다른 형광등들에게 초기 점등에 필요한 전압을 인가할수 있게 된다.However, when applied to two or more fluorescent lamps, if one fluorescent lamp is turned on among other fluorescent lamps, other fluorescent lamps connected in parallel to the winding-type transformer are not turned on by the low voltage applied after the already lit fluorescent lamp is turned on. To prevent this, by connecting a ballast capacitor (CAPACITOR) in series to each fluorescent lamp, even if one fluorescent lamp is turned on first, it is possible to apply the voltage required for initial lighting to the other fluorescent lamps.
이와같은 기술과 관련된 종래의 2개 이상의 형광등을 점등시키는 안정기에 있어서는 도1에 도시한 바와같이, 교류전압 발생기(100)와 권선형 트랜스 (105)및 콘덴서(110)등으로 이루어 지는 형광등 안정기(120)의 일측에 다수의 형광등(130)이 연결되고, 상기 권선형 트랜스(105)의 출력단에 형광등(130)과 직렬로 연결된콘덴서(110)가 연결되는 구성으로 이루어 진다.In the ballast for lighting two or more fluorescent lamps related to the above technique, as shown in FIG. 1, a fluorescent ballast composed of an AC voltage generator 100, a winding transformer 105, a capacitor 110, and the like ( A plurality of fluorescent lamps 130 is connected to one side of the 120, the capacitor 110 is connected in series with the fluorescent lamp 130 to the output terminal of the winding transformer 105 is made of a configuration.
상기와 같은 안정기에 있어서는, 교류전압 발생기(100)에서 전달되는 전압이 권선형 트랜스(105)에 전달되고, 상기 권선형 트랜스(105)의 일측에는 각각의 형광등(130)에 직렬로 연결되는 콘덴서(110)를 통하여 1개의 형광등이 먼저 점등되더라도 다른 형광등들에게 초기점등을 위해 필요한 전압을 인가할수 있도록 되고, 따라서 이러한 콘덴서(110)는 고내압 특성을 가져야만 되는 것이다.In the ballast as described above, a voltage transmitted from the AC voltage generator 100 is transferred to the wound transformer 105, and one side of the wound transformer 105 is connected to each fluorescent lamp 130 in series. Even though one fluorescent lamp is first turned on through 110, it is possible to apply a voltage required for initial lighting to other fluorescent lamps, and thus such a capacitor 110 should have high breakdown voltage characteristics.
그러나, 상기와 같은 안정기는, 권선형 트랜스(105)에 2개 이상의 출력단 권선을 형성하여야 하여 형광등 안정기(120)의 부피가 증가함은 물론 부품수의 추가로 생산원가가 상승된다.However, the ballast as described above, the two or more output windings must be formed in the winding transformer 105 to increase the volume of the fluorescent lamp ballast 120, as well as to increase the production cost of the number of parts.
또한, 상기 권선형 트랜스(105)의 출력단에 의한 부피를 감소토록 형광등 안정기(120)를 사용할 경우 고내압성을 갖는 형광등 안정기(120)를 절연하기 위한 별도의 절연설계가 필요하게 되는 등의 문제점들이 있었던 것이다.In addition, when using the fluorescent ballast 120 to reduce the volume by the output terminal of the wound transformer 105, such as a separate insulation design to insulate the fluorescent ballast 120 having high breakdown voltage is required It was.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 압전트랜스에 의해 다수의 형광등을 점등토록 하여 다등의 점등을 위하여 별도의 권선형 트랜스나 안정기 콘덴서가 필요없어 부품수가 절감되어 작업을 단순화 함은 물론 원가를 최소화 하고, 형광등 안정기의 부피를 최소화 하여 설계상의 제약이 방지되며, 별도의 절연설계가 불필요하게 되는 다출력 압전트랜스포머를 제공하는데 있다.The present invention is to improve the conventional problems as described above, its purpose is to turn on a number of fluorescent lamps by piezoelectric transformer to do the need for a separate winding-type transformer or ballast condenser for the lighting of multiple lamps to reduce the number of parts work In addition, the present invention provides a multi-output piezoelectric transformer that simplifies the cost, minimizes the cost, minimizes the volume of the fluorescent ballast, and prevents design constraints.
도1은 종래의 형광등용 안정기를 도시한 개략도1 is a schematic diagram showing a conventional ballast for a fluorescent lamp
도2는 본 발명에 따른 형광등용 안정기를 도시한 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a ballast for a fluorescent lamp according to the present invention
도3은 본 발명에 따른 안정기용 압전트랜스를 도시한 전후면 개략도Figure 3 is a front and back schematic view showing a piezoelectric transformer for ballast in accordance with the present invention
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전트랜스를 도시한 전후면 개략도Figure 4 is a front and rear schematic view showing a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention
도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 압전트랜스를 도시한 전후면 개략도Figure 5 is a front and rear schematic view showing a piezoelectric transformer according to a third embodiment of the present invention
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전트랜스를 도시한 전후면 개략도6 is a front and rear schematic view showing a piezoelectric transformer according to a fourth embodiment of the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1...압전체 소자 2...교류전압 발생기1 ... piezoelectric element 2 ... AC voltage generator
3...제1 입력전극 6...제1출력전극3 ... First input electrode 6 ... First output electrode
7...제2입력전극 8...제2출력전극7. Second input electrode 8 ... Second output electrode
15...오픈영역15.Open area
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 압전체 소자;The present invention as a technical configuration for achieving the above object, a piezoelectric element;
상기 압전체 소자의 상측면에 형성되면서 교류전압 발생기에 연결되는 제1입력전극;A first input electrode formed on an upper surface of the piezoelectric element and connected to an AC voltage generator;
상기 제1입력전극과 전기적으로 분리되면서 복수개로 등분할되어 상호 전기적으로 분리되고, 복수의 형광등 일단에 일대일 연결되는 제1 출력전극;A first output electrode electrically separated from the first input electrode and equally divided into a plurality of parts and electrically separated from each other, and connected one-to-one to one end of the plurality of fluorescent lamps;
상기 압전체 소자의 하측면에 형성되면서 교류전압발생기와 연결되는 제2입력전극;A second input electrode formed on a lower side of the piezoelectric element and connected to an AC voltage generator;
상기 제2입력전극과 전기적으로 분리되어 형성되면서 복수의 형광등 타단과 동시에 연결되는 제2 출력전극을 포함하는 구성으로 이루어진 다출력 압전 트랜스포머를 마련함에 의한다.By providing a multi-output piezoelectric transformer consisting of a second output electrode which is formed electrically separated from the second input electrode and connected to the other end of the plurality of fluorescent lamps at the same time.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명에 따른 형광등용 안정기를 도시한 개략도이고, 도3은 본 발명에 따른 안정기용 압전트랜스를 도시한 전후면 개략도이며, 도4 내지 도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전트랜스를 도시한 전후면 개략도로서 본 발명은, 압전체소자(1)를 적층인쇄하여 형성한다.Figure 2 is a schematic diagram showing a ballast for a fluorescent lamp according to the present invention, Figure 3 is a front and rear schematic diagram showing a piezoelectric transformer for a ballast according to the present invention, Figures 4 to 6 is a piezoelectric according to another embodiment of the present invention As a schematic front and rear view showing a transformer, the present invention is formed by laminating and printing the piezoelectric element 1.
또한, 교류전압 발생기(2)에서 발생되는 전압을 입력토록 압전체소자(1)의상측면 일측에 제1입력전극(3)이 일체로 적층인쇄된다.In addition, the first input electrode 3 is integrally printed on one side of the upper side of the piezoelectric element 1 so as to input the voltage generated by the AC voltage generator 2.
그리고, 상기 압전체 소자(1)의 제1입력전극(3)과 전기적으로 분리되면서 복수개로 등분할되어 상호 전기적으로 분리되고, 복수개의 형광등(4) 단자(5A)에 각각 일대일 연결되는 복수의 제1출력전극(6)이 압전체 소자(1)의 상측에 일체로 적층인쇄 된다.In addition, the plurality of first and second parts are electrically divided from each other while being electrically separated from the first input electrode 3 of the piezoelectric element 1, and are electrically connected to each other and connected one to one to the plurality of fluorescent lamp 4 terminals 5A. The one output electrode 6 is integrally stacked and printed on the upper side of the piezoelectric element 1.
더하여, 상기 압전체소자(1)의 하측면 일측에 교류전압발생기(2)와 연결되는 제2입력전극(7)이 일체로 인쇄된다.In addition, a second input electrode 7 connected to the AC voltage generator 2 is integrally printed on one side of the lower surface of the piezoelectric element 1.
또한, 상기 압전체 소자(1)의 제2입력전극(7)과 전기적으로 분리되어 형성되면서 복수개 형광등(4)의 단자(5B)에 동시에 연결토록 제2 출력전극(8)을 일체로 적층 형성한다.In addition, the second output electrode 8 is integrally formed to be connected to the terminals 5B of the plurality of fluorescent lamps 4 while being electrically separated from the second input electrode 7 of the piezoelectric element 1. .
이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention made of such a configuration as follows.
본 발명은, 세라믹으로 이루어져 고절연성, 불연성등의 특징을 갖도록 되며, 기계진동을 이용하여 전압변환, 전력전달을 하는 압전트랜스가 종래의 권선형트랜스에는 없는 장점과 출력부하 특성이 램프의 부하 특성에 적합하여 다등(多燈)의 형광등을 점등시키는 안정기에 적용하였다.The present invention is made of ceramic to have the characteristics of high insulation, non-combustibility, etc., the advantages of the piezoelectric transformer that performs voltage conversion and power transfer using mechanical vibration, and the output load characteristics of the characteristics of the load characteristics of the lamp has no advantage It was applied to a ballast for lighting a fluorescent lamp of multiple lamps in accordance with.
도2 내지 도6에 도시한 바와같이, 입력전극에 입력전압을 가하면 평면 방향으로 수축, 팽창하는 진동모드로 진동을 하게 되며, 이때 두께방향으로는 반대로 팽창, 수축이 일어나 출력전극에서 압전효과에 의한 전압이 발생하게 된다.As shown in FIGS. 2 to 6, when an input voltage is applied to the input electrode, the input electrode vibrates in a vibration mode that contracts and expands in a plane direction. Voltage is generated.
도2및 도3에서와 같이, 2등의 형광등(4) 점등의 경우, 교류전압 발생기(2)를통하여 전압이 압전체 소자(1)의 상,하측면에 형성되는 제1,2 입력전극(3)(7)에 인가되면 압전체 소자(1) 고유의 진동에 의해 압전체 소자(1)의 상측면에 형성되면서 제1 입력전극(3)과 전기적으로 분리토록 오픈영역(15)을 개재하여 2개로 등분할되는 2개의 제1출력전극(6)이 형광등(4)의 단자(5A)에 각각 연결되어 2개의 형광등(4)에 동시에 전압을 인가하게 된다.As shown in FIGS. 2 and 3, in the case of lighting two fluorescent lamps 4, the first and second input electrodes are formed on the upper and lower sides of the piezoelectric element 1 through the AC voltage generator 2 3) When applied to (7) is formed on the upper side of the piezoelectric element 1 by the vibration inherent to the piezoelectric element (1) and through the open area 15 to be electrically separated from the first input electrode (3) 2 Two equally divided first output electrodes 6 are connected to terminals 5A of the fluorescent lamp 4 to apply voltage to the two fluorescent lamps 4 simultaneously.
이때, 상기 압전체 소자(1)의 하측면에 제2입력전극(3)과 오픈영역(15)을 개재하여 분리되는 제2출력전극(8) 또한 2개의 형광등(4)의 타측 단자(5B)와 동시에 연결토록 된다.At this time, the second output electrode 8 separated through the second input electrode 3 and the open region 15 on the lower side of the piezoelectric element 1 is also connected to the other terminal 5B of the two fluorescent lamps 4. Are connected at the same time.
그리고, 상기 제1,2입력전극(3)(7)의 일측에 형성되는 오픈영역(15)은, 압전체 소자(1)의 상하측면에 대각선 방향으로 형성되고, 상기 오픈영역(15)은, 제1입력전극(3)의 일측에 2개로 등분할되는 제1출력전극(6)의 오픈영역과 일체로 연결토록 된다.The open regions 15 formed on one side of the first and second input electrodes 3 and 7 are formed on the upper and lower sides of the piezoelectric element 1 in a diagonal direction, and the open regions 15 are formed as follows. One side of the first input electrode 3 is integrally connected to the open area of the first output electrode 6 which is divided into two equal parts.
도4및 도5에서와 같이, 다등의 형광등(4) 점등의 경우, 교류전압 발생기(2)를 통하여 전압이 압전체 소자(1)의 상하측면에 형성되는 제1,2 입력전극(3)(7)에 인가되면 압전체 소자(1) 고유의 진동에 의해 압전체 소자(1)의 상측면에 형성되면서 제1 입력전극(3)과 전기적으로 분리토록 오픈영역(15)을 개재하여 복수개로 등분할되는 복수개의 제1출력전극(6)이 형광등(4)의 단자(5A)에 각각 연결되어 복수개의 형광등(4)에 동시에 전압을 인가하게 된다.As shown in Figs. 4 and 5, in the case of lighting of fluorescent lamps 4 of various lamps, the first and second input electrodes 3 (where the voltage is formed on the upper and lower sides of the piezoelectric element 1 through the AC voltage generator 2 ( When applied to the 7) is formed on the upper side of the piezoelectric element (1) by vibrations inherent to the piezoelectric element (1) and divided into a plurality of parts through the open region (15) to be electrically separated from the first input electrode (3). The plurality of first output electrodes 6 are connected to terminals 5A of the fluorescent lamp 4 to apply voltages to the plurality of fluorescent lamps 4 simultaneously.
이때, 상기 압전체 소자(1)의 하측면에 제2입력전극(3)과 오픈영역(15)을 개재하여 분리되는 제2출력전극(8) 또한 복수개의 형광등(4)의 타측 단자(5B)와 동시에 연결토록 되어 전압을 인가한다.At this time, the second output electrode 8 separated through the second input electrode 3 and the open area 15 on the lower surface of the piezoelectric element 1 and the other terminal 5B of the plurality of fluorescent lamps 4. At the same time, it is connected to apply voltage
그리고, 상기 제1,2입력전극(3)(7)은, 압전체 소자(1)의 상하측면 중앙부에 원형으로 형성되며, 이때, 상기 제1,2입력전극(3)(7)의 외측에 형성되는 오픈영역(15)은, 제1입력전극(3)의 외측에 복수개로 등분할되는 제1출력전극(6)의 오픈영역과 일체로 연결토록 되고, 상기 제2입력전극(7)의 외측에 형성되는 제2출력전극(8)은, 압전체소자(1)의 하측면 중앙부에 원형으로 형성되는 제1입력전극(7)의 외측에 오픈영역(15)을 개재하여 형성된다.The first and second input electrodes 3 and 7 are formed in a circular shape at the center of the upper and lower sides of the piezoelectric element 1, and at the outside of the first and second input electrodes 3 and 7. The open area 15 is formed to be integrally connected to the open area of the first output electrode 6 which is divided into a plurality of equal parts on the outside of the first input electrode 3. The second output electrode 8 formed on the outside is formed in the center of the lower side of the piezoelectric element 1 via the open region 15 on the outside of the first input electrode 7 formed in a circular shape.
도6에서와 같이, 2등의 형광등(4) 점등의 경우 교류전압 발생기(2)를 통하여 전압이 압전체 소자(1)의 상하측면에 형성되는 제1,2 입력전극(3)(7)에 인가되면 압전체 소자(1) 고유의 진동에 의해 압전체 소자(1)의 상측면에 형성되면서 제1 입력전극(3)과 전기적으로 분리토록 오픈영역(15)을 개재하여 2개로 등분할되는 2개의 제1출력전극(6)이 형광등(4)의 단자(5A)에 각각 연결되어 2개의 형광등(4)에 동시에 전압을 인가하게 된다.As shown in FIG. 6, in the case of lighting two fluorescent lamps 4, voltages are formed on the first and second input electrodes 3 and 7 formed on the upper and lower sides of the piezoelectric element 1 through the AC voltage generator 2. When applied to the piezoelectric element 1 by vibrating the piezoelectric element 1 is formed on the upper side of the piezoelectric element 1 and divided into two equally divided into two via the open region 15 to be electrically separated from the first input electrode 3 The first output electrode 6 is connected to the terminal 5A of the fluorescent lamp 4, respectively, to apply voltage to the two fluorescent lamps 4 simultaneously.
이때. 상기 압전체 소자(1)의 하측면에 제2입력전극(3)과 공통전극으로 이루어 지는 제2출력전극(8) 또한 2개의 형광등(4)의 타측 단자(5B)와 동시에 연결토록 된다.At this time. The second output electrode 8 made of the second input electrode 3 and the common electrode on the lower side of the piezoelectric element 1 is also connected to the other terminal 5B of the two fluorescent lamps 4 simultaneously.
그리고, 상기 제1입력전극(3)의 내측에 형성되는 오픈영역(15)은, 압전체 소자(1)의 상측면 외측 둘레에 형성되는 제1입력전극(3)의 내측에 제1입력전극(3)과 제1출력전극(6)을 전기적으로 분리토록 한다.The open area 15 formed inside the first input electrode 3 has a first input electrode inside the first input electrode 3 formed around the outer side of the upper surface of the piezoelectric element 1. 3) and the first output electrode 6 to be electrically separated.
상기와 같은 압전체 소자의 특성에 의하여 하나의 압전체 소자에 의하여 다수의 형광등을 동시에 점등토록 되어 종래의 권선형 트랜스나 콘덴서등이 불필요하게 되는 것이다.Due to the characteristics of the piezoelectric element as described above, a plurality of fluorescent lamps are simultaneously turned on by one piezoelectric element, so that a conventional winding transformer or a capacitor is unnecessary.
이상과 같이 본 발명에 따른 다출력 압전트랜스포머에 의하면, 압전트랜스에 의해 다수의 형광등을 점등토록 하여 다등의 점등을 위하여 별도의 권선형 트랜스나 안정기 콘덴서가 필요없어 부품수가 절감되어 작업을 단순화 함은 물론 원가를 최소화 하고, 형광등 안정기의 부피를 최소화 하여 설계상의 제약이 방지되며, 별도의 절연설계가 불필요하게 되는 등의 우수한 효과가 있다.As described above, according to the multi-output piezoelectric transformer according to the present invention, a plurality of fluorescent lamps are turned on by the piezoelectric transformer so that a separate winding-type transformer or a ballast capacitor is not required for lighting the multiple lamps, thereby reducing the number of parts and simplifying work. Of course, there is an excellent effect, such as minimizing the cost, minimizing the volume of the fluorescent ballast to prevent design constraints, and the need for a separate insulation design.
한편, 이러한 방식으로 구성되는 압전트랜스포머및 다양한 진동모드(길이진동형, 폭진동형, 면진동형, RADIAL형, RING형등의 진동모드를 포함함)를 갖는 트랜스포커를 사용하여 전압변환, 전력전달을 목적으로 하는 전력변환회로(DC-DC 변환기, AC-DC 변환기, DC-AC 변환기)에서 다출력을 용이하게 얻도록 된다.On the other hand, piezoelectric transformers constructed in this way and transformers having various vibration modes (including vibration modes such as length vibration, width vibration, surface vibration, RADIAL and RING) are used for voltage conversion and power transfer. The power conversion circuit (DC-DC converter, AC-DC converter, DC-AC converter) can easily obtain a multi-output.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20070328 Year of fee payment: 6 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |