KR200192975Y1

KR200192975Y1 - 저전력용 형광등 점등회로

Info

Publication number: KR200192975Y1
Application number: KR2020000007284U
Authority: KR
Inventors: 송하영
Original assignee: 주식회사기림
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2000-08-16

Abstract

본 고안은 전구식 형광등 기구의 사용 중 순간적인 과부하로 인하여 형광등의 점등회로가 파손되는 것을 방지하고 적은 전력으로도 형광등을 점등시킬 수 있는 저전력용 형광등 점등회로에 관한 것으로, 본 고안의 저전력용 형광등 점등회로는 전원라인을 통하여 공급되는 교류전원을 형광등 점등회로의 동작에 필요한 직류전원으로 변환시키는 전원회로부(100)와, 상기 전원회로부(100)에서 직류전원을 공급받아 한쌍의 스위칭 트랜지스터(230)(240)가 교번하여 펄스전압을 발생시키는 스위칭 트랜지스터부(200)와, 상기 스위칭 트랜지스터부(200)에서 발생된 펄스전압을 승압시키기 위한 1차코일(N1)(N2)(N3)과 2차코일(N4)(N5)(N6)로 이루어진 트랜스부 (300)와, 상기 트랜스부(300)의 N5코일과 공진콘덴서(430)(440)가 결합된 공진회로와 N4코일과 N6코일에 직렬연결된 전류공급콘덴서(410)(420)를 통하여 안정된 전류를 필라멘트(450)(460)에 공급하여 형광등을 점등시키는 회로안정부(400)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저전력용 형광등 점등회로 { A Circuit for Lighting Fluorescent Lamp Dissipating Low Power }

본 고안은 형광등의 점등회로에 관한 것으로, 특히 전구식 형광등 기구의 사용 중 순간적인 과부하로 인하여 형광등의 점등회로가 파손되는 것을 방지하고 적은 전력으로도 형광등을 점등시킬 수 있는 저전력용 형광등 점등회로에 관한 것이다.

종래의 형광등 점등회로는 내부에 점등회로의 보호기능이 구비되어 있지 않아 형광등의 사용시 주위온도의 상승이나 순간적인 과부하로 인하여 점등회로를 구성하는 소자들이 제대로 동작하지 못하거나 절손되는 문제점이 있었으며, 또한, 형광등을 점등시키기 위해서는 많은 전력이 소모되고 이에 따라 형광등의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와같은 국내공개특허번호 제 1999-1009호(공개일자 1999.01.15)의 온도보상 장치가 마련된 형광등 점등회로가 제안된 바 있는데, 이는 종래의 형광등 점등회로의 공진 콘덴서에 온도변화에 따라 자체의 저항값이 비례적으로 변화하는 PTC 써미스터 소자를 결합하여 RCL 공진회로를 구성함으로써, 상기 RCL 값으로 결정되어지는 공진시정수값을 온도변화에 따라 변화시켜 형광등 점등회로가 형광등의 온도변화에 정상적으로 작동되게 구성한 것이었으나, 이는 종래의 점등회로에 새로운 소자를 결합시킴으로써 점등회로의 구성이 복잡해지고 형광등의 점등에 따른 전력소모에 대한 고려가 충분히 반영되지 않아 여전히 전력소모가 많아 형광등의 수명이 단축되는 문제점이 남아 있었다.

또한, 도 2는 형광등 점등회로에 대한 종래의 다른 실시예를 도시한 것으로 점등회로의 보호 및 안정화를 위하여 공진 트랜스에 콘덴서를 결합하여 공진회로를 구성한 것으로, 이 또한 상기의 온도보상 장치가 마련된 형광등 점등회로와 동일한 과도한 전력소모와 수명이 단축되는 문제점이 여전히 남아있었다.

따라서, 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 전구식 형광등 기구의 사용에 따른 형광등이 순간적인 과부하나 온도 상승으로 인하여 점등회로가 제대로 동작하지 않거나 파손되는 것을 방지하고 형광등의 점등에 따른 전력소모를 줄이는 효율적인 형광등의 점등회로를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 전원라인을 통해 공급되는 교류전원을 안정된 직류전원으로 변환시키는 전원회로부; 한쌍으로 이루어져 에미터 단자가 공통 접지되는 제 1,2스위칭 트랜지스터와, 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되는 전류제한저항으로 이루어지는 스위칭 트랜지스터부; 상 기 전원회로부에서 공급되는 직류전원으로부터 펄스전압이 발생되어 제 1스위칭 트랜지스터의 컬렉터 단자에 펄스전압을 공급하는 N2코일과, 상기 N2코일과 교번하여 제 2스위칭 트랜지스터의 컬렉터 단자에 펄스전압을 공급하는 N3코일과, 상기 N2코일과 N3코일의 펄스전압이 유기되어 제 1,2스위칭 트랜지스터의 베이스 단자에 전압을 공급하여 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터가 교번되게 스위칭하도록 제어하는 N1코일로 이루어진 1차코일과, 상기 1차코일(N1)(N2)(N3)로부터 펄스전압이 승압되는 2차코일(N4)(N5)(N6)로 구성되는 트랜스부; 상기 N4코일, N6코일과 형광등의 필라멘트 사이에 직렬로 연결되어 상기 승압된 전압을 필라멘트에 공급하여 형광등을 점등시키는 전류공급콘덴서와, 상기 N5코일과 형광등의 필라멘트 사이에 직렬과 병렬로 연결되는 공진콘덴서로 이루어지는 회로안정부를 포함하여 이루어진 구성을 갖는다.

도 1은 종래의 온도보상 장치가 마련된 형광등 점등회로의 회로구성도,

도 2는 또 다른 종래의 안정기회로가 구비된 형광등 점등회로의 회로구성도,

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 저전력용 형광등 점등회로의 회로구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 전원회로부 110 : 브리지 다이오드

120 : 평활콘덴서 130 : 평활콘덴서 방전저항

200 : 스위칭 트랜지스터부 210 : 제 1전류제한저항

220 : 제 2전류제한저항 230 : 제 1스위칭 트랜지스터

240 : 제 2스위칭 트랜지스터 250 : 트랜지스터 보호콘텐서

300 : 트랜스부 400 : 회로안정부

410, 420 : 전류공급콘덴서 430, 440 : 공진콘덴서

450, 460 : 필라멘트 N1, N2, N3 : 트랜스 1차코일

N4, N5, N6 : 트랜스 2차코일

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

상기 도 3을 참조하면, 본 고안의 저전력용 형광등 점등회로는 전원라인을 통하여 공급되는 교류전원을 형광등 점등회로의 동작에 필요한 직류전원으로 변환 시키는 전원회로부(100)와, 상기 전원회로부(100)에서 직류전원을 공급받아 한쌍의 스위칭 트랜지스터(210)(220)가 교번하여 펄스전압을 발생시키는 스위칭 트랜지스터부(200)와, 상기 스위칭 트랜지스터부(200)에서 발생된 펄스전압을 승압시키는 트랜스부(300)와, 상기 트랜스부(300)와 공진콘덴서가 결합된 공진회로와 전류공급콘덴서를 통하여 안정된 전류를 필라멘트에 공급하여 형광등을 점등시키는 회로안정부(400)로 구성된다.

상기 전원회로부(100)는 도면에 도시된 바와 같이 전원라인을 통하여 공급되는 교류전원을 정류시키는 브리지 다이오드(110)와 정류된 전원을 평활 시키고 안정화시키는 평활콘덴서(120) 및 평활콘덴서 방전저항(130)으로 구성된다.

상기 스위칭 트랜지스터부(200)는 펄스전압의 발진을 위하여 출력 에미터 단자가 공통 접지되는 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)와, 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 베이스 단자에 입력되는 전류를 제한하는 제 1,2전류제한저항(210)(220)과, 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)가 교대로 반복하여 온/오프 시 발생되는 스파이크 전압으로부터 트랜지스터의 파괴를 보호하는 트랜지스터 보호콘덴서(250)로 구성된다.

상기 트랜스부(300)는 스위칭 트랜지스터부(200)로부터 발진된 펄스전압을 갖는 1차코일(N1)(N2)(N3)과, 상기 1차코일(N1)(N2)(N3)로부터 펄스전압이 승압되는 2차코일(N4)(N5)(N6)로 구성된다. 상기 트랜스부(300)의 N2코일은 전원회로부 (100)에서 공급되는 직류전원으로부터 펄스전압이 발생되어 제 1스위칭 트랜지스터 (230)의 컬렉터 단자에 펄스전압을 공급하며, N3코일은 N2코일과 교번하여 제 2스위칭 트랜지스터(240)의 컬렉터 단자에 펄스전압을 공급하고, N1코일은 상기 N2코일과 N3코일에서 발생된 펄스전압이 유기되어 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 베이스 단자에 전압을 공급하여 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)가 교번되어 스위칭되도록 제어한다. 상기 2차코일(N4)(N5)(N6)에는 1차코일(N1)(N2) (N3)로부터 교번되는 펄스전압이 승압되어 회로안정부(400)를 통하여 형광등의 필라멘트(450)(460)에 전류를 공급함으로써 형광등이 점등되도록 한다.

상기 회로안정부(400)는 2차코일인 N4코일과 N6코일의 승압된 펄스전압을 형광등의 필라멘트(450)(460)에 공급하기 위한 전류공급콘덴서(410)(420)와, 점등회로의 안정화를 위해서 상기 2차코일의 N5코일과 결합되어 공진회로를 이루는 공진콘덴서(430)(440)로 구성된다.

이하, 상기의 구성으로 이루어진 점등회로가 구비된 저전력용 형광등 점등회로의 점등과정을 설명한다.

먼저 전원라인을 통하여 공급되는 교류전원은 전원회로부(100)를 통하여 직류전원으로 변환되어 스위칭 트랜지스터부(200)의 제 1,2전류제한저항(210)(220)을 통하여 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 베이스 단자에 전압을 공급한다. 이 때, 전원회로부(200)를 통하여 변환된 직류전원은 트랜스부(300)의 1차코일인 N2코일과 N3코일에도 전압을 공급함으로써 제 1,2스위칭트랜지스터(230)(240)의 컬렉터 단자에 전압이 공급되어, 상기 제 1,2전류제한저항(210)(220)을 통하여 제 1, 2스 위칭 트랜지스터(230)(240)의 베이스 단자에 공급된 전압과 함께 제 1, 2스위칭 트랜지스터(230)(240)를 동작시키게 된다.

이때, 트랜스부(300)의 N2코일과 N3코일에 공급된 전압은 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 특성이나 회로정수의 차이, 트랜지스터 내부의 열적 잡음의 차이 등에 의하여 N2코일 또는 N3코일중 한쪽 코일에서만 전류가 흐르게 되어 펄스전압을 발생시킨다. 발생된 펄스전압은 트랜스부(300)의 N1코일, N4코일, N5코일, N6코일에 유기되는데, N1코일에 유기된 펄스전압은 제 1,2스위칭 트랜지스터 (230)(240)의 베이스 단자에 펄스전압을 공급하게 된다. 이 때 공급되는 펄스전압은 제 1,2전류제한저항(210)(220)을 통하여 공급되는 전압보다 커서 상기 N1코일을 통하여 공급되는 펄스전압으로 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)가 동작된다.

N1코일에 유기된 전압의 방향은 N2코일의 펄스전압에 의해 유기된 경우에는 제 2스위칭 트랜지스터(240)의 베이스 단자에 펄스전압을 공급하여 N3코일에 펄스전압을 발생시키고, N3코일의 펄스전압에 의해 유기된 경우에는 제 1스위칭 트랜지스터(230)의 베이스 단자에 펄스전압을 공급하여 N2코일에 펄스전압을 발생시킨다. 따라서, N1코일에 유기된 펄스전압은 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)를 교번하여 연속적으로 스위칭하도록 제어하여 펄스전압을 발생시킴으로써 형광등을 점등하도록 하는 것이다. 이 때, 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)가 교대로 반복하여 스위칭할 경우 발생되는 스파이크 전압은 트랜지스터 보호콘덴서(250)에 의하여 흡수되어 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 파괴가 보호된다.

상기 트랜스부(300)의 1차코일(N1)(N2)(N3)에 펄스전압이 발생되면 2차코일 (N4)(N5)(N6)에도 펄스전압이 승압되며, 이 때 N4코일, N6코일에 승압된 펄스전압은 전류공급콘덴서(130)(140)를 통하여 형광등의 필라멘트(450)(460)에 전류를 공급하여 필라멘트(450)(460)를 예열시키고, 상기 필라멘트(450)(460)가 예열되면 형광등이 점등된다. 이 때, 트랜스부(300)의 N5코일과 공진콘덴서(410)(420)를 직렬과 병렬로 연결하여 이루어진 공진회로를 통하여 형광등의 필라멘트(450)(460)에 안정된 전압을 공급하게 된다.

상기 스위칭 트랜지스터부(200)와 트랜스부(300)를 통하여 발생되는 펄스신호의 발진주파수는 형광등의 점등 전과 점등 후가 트랜스부(300)의 인덕턴스에 의하여 변하게 되는데, 본 고안의 실시예에서는 형광등의 점등 후 발진주파수가 점등전의 발진주파수에 비해 약 1/3 정도가 되도록 구성하여 형광등의 점등 후에는 전력손실을 적게 하였다. 즉, 형광등의 점등 전에는 필라멘트(450)(460)를 예열시킬 수 있는 충분한 전류를 전류공급콘덴서(410)(420)를 통하여 공급하고, 점등 후에는 점등 전보다 적은 량의 전류를 공급하여 형광등의 점등을 유지하게 함으로써 전력손실을 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안의 저전력용 형광등 점등회로는 2개의 트랜지스터가 트랜스의 1차측에서 동작을 이루어 자려발진방식으로 구동이 가능하여 별도의 구동회로를 필요로 하지 않고, 트랜스의 2차측에서 상기 트랜스의 2차코일과 콘덴 서로 구성된 공진회로와 전류공급 콘덴서가 결합하여 회로안정부가 구성됨으로써 형광등에 안정된 전류를 공급하며, 형광등의 점등 전에는 전류공급콘덴서를 통하여 필라멘트에 순간적으로 충분한 전류를 공급하고 형광등의 점등 후에는 펄스신호의 발진주파수가 작게하여 필라멘트에 공급되는 전류가 감소하여 전력손실이 적고 형광등의 수명을 오래 지속시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

전원라인을 통해 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 전원회로부 (100); 한쌍으로 이루어져 에미터 단자가 공통 접지되는 제 1,2스위칭 트랜지스터 (230)(240)와, 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 베이스 단자에 연결되는 제 1,2전류제한저항(210)(220)으로 이루어지는 스위칭 트랜지스터부(200); 상기 전원회로부(100)에서 공급되는 직류전원으로부터 펄스전압이 발생되어 제 1스위칭 트랜지스터(230)의 컬렉터 단자에 펄스전압을 공급하는 N2코일과, 상기 N2코일과 교번하여 제 2스위칭 트랜지스터(240)의 컬렉터 단자에 펄스전압을 공급하는 N3코일과, 상기 N2코일과 N3코일에 발생된 펄스전압이 유기되어 제 1,2스위칭 트랜지스터 (230)(240)의 베이스 단자에 전압을 공급하여 상기 제 1,2스위칭 트랜지스터 (230)(240)가 교번되어 스위칭되도록 제어하는 N1코일로 이루어진 1차코일과, 상기 1차코일(N1)(N2)(N3)로부터 펄스전압이 승압되는 2차코일(N4)(N5)(N6)로 구성되는 트랜스부(300); 상기 N4코일, N6코일과 형광등의 필라멘트(450)(460) 사이에 직렬로 연결되어 상기 N4코일과 N6코일에 승압된 펄스전압을 필라멘트(450)(460)에 공급하는 전류공급콘덴서(410)(420)와, 상기 N5코일과 형광등의 필라멘트(450)(460) 사이에 직렬과 병렬로 연결되는 공진콘덴서(430)(440)로 구성되는 회로안정부 (400)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저전력용 형광등 점등회로.
제 1항에 있어서, 상기 스위칭 트랜지스터부(200)에는 제 1,2스위칭 트랜지스터(230)(240)의 두 컬렉터 단자 사이에 연결되어 제 1,2스위칭 트랜지스터 (230)(240)의 온/오프 시 발생되는 스파이크 전압을 흡수하는 트랜지스터 보호콘덴서(250)가 구비되는 것을 특징으로 하는 저전력용 형광등 점등회로.
제 1항에 있어서, 상기 스위칭 트랜지스터부(200)와 트랜스부(300)를 통하여 발생되는 펄스신호의 발진주파수는 형광등 점등 후의 발진주파수가 점등 전의 발진주파수보다 1/3 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 저전력용 형광등 점등회로.