KR200234735Y1

KR200234735Y1 - 형광등 점등장치

Info

Publication number: KR200234735Y1
Application number: KR2019990004270U
Authority: KR
Inventors: 김철주
Original assignee: 계용범; 김철주; 이주석
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2001-10-27
Also published as: KR20000018332U

Abstract

본 고안은 종래의 형광등의 점등장치에서 적용되는 고가의 회로소자를 이용하지 않고 저가의 회로 소자를 이용하여 커스터머 IC화할 수 있도록, 안정기가 결합된 형광등의 일단에 연결되어 반파 전류를 출력하는 정류기, 상기 정류기의 반파 전류의 소정 구간을 스위칭하여 형광등의 필라멘트로 스타트 전원을 공급하는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트로 스위칭 전류를 인가하기 위한 바이어스부, 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 상태를 제어하는 트리거부, 상기 트리거부의 트리거 속도를 제어하는 제어부로 구성된 형광등 점등장치를 그 특징으로 한다.

Description

형광등 점등장치{apparatus for lighting fluorescent lamp}

본 고안은 형광등 점등장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리볼트(free voltage) 형광등(fluorescent lamp)에 적합한 형광등 점등장치에 관한 것이다.

일반적으로 형광등 점등장치는 스타트 램프를 장시간 사용하면 기능부진 현상이 발생하여 여러 차례 방전현상을 일으키게 되는 바, 이와 같은 경우에는 안정기에 과도한 전류가 흘러 안정기의 과열과 기능부진을 유발시키며, 또 형광등을 장기간 사용할 경우 형광등이 흑화되어 위와 마찬가지로 스타트 램프가 여러 차례 계속 깜박거리면서 방전함에 따라 안정기의 기능부진을 야기 시킨다.

상기 안정기의 기능 부진은 스타트 램프와 형광등의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 결국 안정기의 수명까지도 단축시키고 불필요한 전력 낭비를 초래한다.

이에 대응하기 위하여 현재까지 여러 가지 타입의 형광등 점등장치가 안출된 바 있으나, 이러한 형광등 점등장치는 그 구조가 복잡하고 제조원가가 높은 단점이 있다.

도 1은 종래의 형광등 점등장치를 나타낸 것으로, 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 제 96-1601호(발명의 명칭: 전자식 형광등 점등장치)로서, 기출원된바 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 전자식 형광등 점등장치는 교류(AC) 입력단에 접속된 안정기(1)와, 상기 안정기(1)와 교류(AC) 입력단에 접속된 형광등(2), 상기 형광등(2)의 양단에 접속된 브릿지 다이오드(3), 상기 브릿지 다이오드(3)의 전압 출력단에 접속된 스위칭 트랜지스터(4), 상기 스위칭 트랜지스터(4)의 드레인, 게이트 및 소오스 단자에 병렬 접속된 바이어스부(6), 상기 스위칭 트랜지스터(4)와 바이어스부(6)의 양단에 접속된 제어부(7), 상기 바이어스부(6)와 제어부(7) 사이에 접속된 트리거부(5)로 구성되어 있다. 이때 트리거부(5)는 사이리스터로 구성되고, 스위칭 트랜지스터(4)는 설계자에 따라 NPN형 또는 PNP형으로 구성된다.

바이어스부(6)는 스위칭 트랜지스터(4)의 드레인과 게이트 단자에 직렬 접속된 저항(R3), 다이오드(D3) 및 제너 다이오드(ZD1)와, 스위칭 트랜지스터(4)의 게이트와 소오스 단자에 접속된 제너 다이오드(ZD2)로 구성된다.

제어부(7)는 상기 스위칭 트랜지스터(4)의 소오스 단자에 접속된 저항(R1)과, 상기 저항(R1)에 병렬 접속되는 바이어스 저항(R2), 다이오드(D2), 제너다이오드(ZD3)와, 상기 저항(R1)과 병렬 접속된 저항(R5) 및 콘덴서(C1)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 형광등 점등장치는 교류(AC) 입력전압이 안정기(1)와 형광등(2)의 필라멘트 A와 B를 통하여 브릿지 정류기(3)에 공급됨에 따라 스타트 동작이 수행된다.

상기 브릿지 정류기(3)의 출력단으로 전파 전류가 출력되면, 상기 전파 전류는 바이어스부(6)를 통해 정류된 바이어스 전압으로 출력되고, 상기 바이어스 전압에 의해 스위칭 트랜지스터(4)가 턴온된다.

상기 스위칭 트랜지스터(4)가 턴온되면 곧바로 형광등(2)의 필라멘트 A와 B에 입력 전류가 공급되고, 제어부(7)의 피드백 전류에 따라 트리거부(5)인 사이리스터가 턴온되고 결국 스위칭 트랜지스터(4)가 턴오프되므로 형광등(2)이 순간적으로 점등된다.

이 때 불완전한 점등시에는 제어부(7)의 저항(R5) 및 콘덴서(C1)에 의한 시정수값에 따라 트리거부(5)인 사이리스터를 턴오프 또는 턴온 동작을 반복시킴으로써, 상기와 같은 스타트 동작이 반복 수행되고 이에 따라 형광등(2)의 완전한 점등 상태가 유지된다.

여기서 입력전압에 대한 위상각 0°∼90。에서 스위칭 트랜지스터(4)의 턴온이후 제어부(7)의 저항(R5) 및 콘덴서(C1)의 시정수값에 따라 위상각 90°∼180。에서 트리거부(5)가 턴온 또는 턴오프 동작을 반복하여 2∼3㎑의 고주파 발진동작을 수행하므로 결국 스위칭 트랜지스터(4)는 상기 위상각 90°∼180。에서 턴온/턴오프 동작을 반복 수행하여 필라멘트의 예열동작을 반복하게 함으로써 형광등(2)의 완전한 점등 상태가 유지되도록 한다.

형광등의 흑화 현상에 따라 점등유지 상태가 계속되면, 제어부(7)의 저항(R5) 및 콘덴서(C1)의 시정수값과 순간적인 높은 입력전류값에 따라 트리거부(5)가 계속 트리거 상태를 유지하게 되므로 스위칭 트랜지스터(4)는 턴오프 상태를 유지하여 불필요한 전력낭비를 미연에 방지할 수 있다.

그러나 이와 같이 구성되어 동작되는 종래의 형광등 점등장치에 따르면, 형광등 점등장치에서 절력 절감 효과를 얻어낼 수 있지만, 스타트 회로를 구현하기 위하여 브릿지 다이오드가 반드시 필요한 구성이므로 회로의 로-코스트화가 어려운단점이 있다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 스타트 회로의 구성을 간략화 함으로써 저가의 점등장치로 구현 가능한 형광등 점등장치를 제공함에 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은 스타트 램프 내에 스타트 회로를 커스터머 IC(customer integrated circuit)화 할 수 있는 형광등 점등장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 형광등 점등장치를 나타낸 회로도

도 2는 본 고안의 형광등 점등장치를 나타낸 회로도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

14 : 스위칭 트랜지스터 15 : 트리거부

16 : 바이어스부 17 : 제어부

R1∼R8 : 저항 C1∼C4 : 콘덴서

D1∼D4 : 다이오드 ZD1∼ZD5 : 제너 다이오드

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 고안에 따른 형광등 점등장치의 특징은,안정기가 결합된 형광등의 일단에 연결되어 반파 전류를 출력하는 정류기, 상기 정류기의 반파 전류의 소정 구간을 스위칭하여 형광등의 필라멘트로 스타트 전원을 공급하는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트로 스위칭 전류를 인가하기 위한 바이어스부, 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 상태를 제어하는 트리거부, 상기 트리거부의 트리거 속도를 제어하는 제어부로 구성된 점에 있다.

이하, 본 고안에 따른 형광등 점등장치의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 형광등 점등장치를 나타낸 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 형광등 점등장치는 안정기(1)가 결합된 형광등(2)의 일단에 연결되어 반파 전류를 출력하는 정류기(D4), 상기 정류기(D4)의 반파 전류의 소정 구간을 스위칭하여 형광등(3)의 필라멘트(A, B)로 스타트 전원을 공급하는 스위칭 트랜지스터(14), 상기 스위칭 트랜지스터(14)의 게이트에 스위칭 전류를 인가하기 위한 바이어스부(16), 상기 스위칭 트랜지스터(14)의 게이트에 연속된 반파 전류를 제공하기 위한 콘덴서(C2)와, 상기 스위칭 트랜지스터(14)의 스위칭 상태를 제어하는 트리거부(15), 상기 트리거부(15)의 트리거 속도를 제어하는 제어부(17)로 구성되어 있다.

바이어스부(16)는 스위칭 트랜지스터(14)의 드레인과 게이트 단자에 직렬 접속된 저항(R3) 및 제너 다이오드(ZD1)와 상기 스위칭 트랜지스터(14)의 게이트와 소오스 단자에 접속된 제너 다이오드(ZD2)로 구성된다.

제어부(17)는 일측단이 트리거부(15)의 게이트 단자와 연결되고, 상기 게이트 단자에 병렬 접속되어 제1 시정수값을 출력하는 저항(R7) 및 제1 콘덴서(C3)와, 제너다이오드(ZD4)를 통해 상기 게이트 단자와 병렬 접속되어 제2 시정수값을 출력하는 저항(R8) 및 제2 콘덴서(C4)와, 상기 저항(R8) 및 제2 콘덴서(C4)에 병렬 접속된 제너다이오드(ZD5)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 형광등 점등장치는 교류(AC) 입력전압이 안정기(1)와 형광등(2)의 필라멘트 A와 B를 통하여 정류기(D4)에 공급됨에 따라 스타트 동작이 수행된다.

상기 정류기(D4)와 저항(R6)을 통해 반파 전류가 출력되면, 상기 반파 전류는 바이어스부(16)를 통해 바이어스 전압으로 출력되므로 스위칭 트랜지스터(14)가 턴온된다.

상기 스위칭 트랜지스터(14)가 턴온되면 곧바로 형광등(2)의 필라멘트 A와 B에 입력 전류가 공급되고, 제어부(17)의 제1 콘덴서(C3)의 충전전압에 따라 트리거부(15)인 사이리스터가 턴온되므로 결국 스위칭 트랜지스터(14)가 턴오프되어 형광등(2)이 순간적으로 점등된다.

한편 형광등의 불완전한 점등시에는 제어부(17)의 제1 및 제2 시정수값에 의해 트리거부(15)인 사이리스터를 턴온 또는 턴오프 동작을 소정 펄스(반파 전류) 구간내에서 반복시킴으로써, 상기와 같은 일련의 동작이 수행되고 이에 따라 형광등(2)의 완전한 점등 상태가 유지된다. 이 때 저항(R7) 및 콘덴서(C3)에 의한 제1 시정수값은 스타트 동작에 필요한 펄스폭을 결정하고, 제2 시정수값은 상기 펄스폭내에서 발진주파수를 각각 결정한다.

여기서 입력전압에 대한 위상각 0°∼90。에서 스위칭 트랜지스터(14)의 턴온이후 제어부(17)의 저항(R7) 및 제1 콘덴서(C3)에 의한 제1 시정수값에 따라 트리거부(15)의 전체 동작 구간이 결정되고 상기 제어부(17)의 저항(R8) 및 제2 콘덴서(C4)에 의한 제2 시정수값에 따라 위상각 90°∼180。에서 트리거부(15)가 턴온 또는 턴오프 동작을 반복하여 2∼3㎑의 고주파 발진동작을 수행하므로 결국 스위칭 트랜지스터(14)는 상기 위상각 90°∼180。에서 턴온/턴오프 동작을 반복 수행하여 필라멘트의 예열동작을 반복하게 함으로써 형광등(2)의 완전한 점등 상태가 유지되도록 한다.

형광등(2)의 흑화 현상에 따라 점등유지 상태가 계속되면, 제어부(17)의 제2 시정수값과 높은 입력전류값에 따라 트리거부(15)가 계속 트리거 상태를 유지하게 되므로 스위칭 트랜지스터(14)는 오프 상태를 유지한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 형광등 점등장치에 따르면, 안정기가 결합된 형광등의 일단에 연결되어 반파 전류를 출력하는 정류기, 상기 정류기의 반파 전류의 소정 구간을 스위칭하여 형광등의 필라멘트로 스타트 전원을 공급하는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트로 스위칭 전류를 인가하기 위한 바이어스부, 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 상태를 제어하는 트리거부, 상기 트리거부의 트리거 속도를 제어하는 제어부로 구성함으로써 종래의 점등장치에서 문제시되는 고가의 점등장치를 저가의 점등장치로써 구현할 수 있다.

따라서 본 고안의 형광등 점등장치는 형광등의 순간점등 및 전력 절감의 목적을 충분히 달성하면서도 제조원가를 크게 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 고안은 안정기의 수명을 연장하고 형광등 램프의 수명을 연장할 수 있는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 고안은 스타트 램프 내에 형광등(fluorescent lamp)을 점등시키는 전자식 스타트 회로를 커스터머 IC(customer integrated circuit)화 함으로써, 형광등의 순간점등이 가능할 뿐만 아니라 제조원가를 절감할 수 있도록 한 탁월한 효과가 있다.

Claims

안정기가 결합된 형광등의 일단에 연결되어 반파 전류를 출력하는 정류기;

상기 정류기의 반파 전류의 소정 구간을 스위칭하여 형광등의 필라멘트로 스타트 전원을 공급하는 스위칭 트랜지스터;

상기 스위칭 트랜지스터의 게이트로 스위칭 전류를 인가하기 위한 바이어스부;

상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 상태를 제어하는 트리거부;

상기 트리거부의 트리거 속도를 제어하는 제어부로 구성함을 특징으로 하는 형광등 점등장치.
제 1 항에 있어서, 상기 바이어스부는 스위칭 트랜지스터의 드레인과 게이트 단자에 직렬 접속된 저항 및 제1 제너 다이오드와, 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트와 소오스 단자에 접속된 제2 제너 다이오드로 구성함을 특징으로 하는 형광등 점등장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 일측단이 트리거부의 게이트 단자에 병렬 접속되어 제1 시정수값을 출력하는 제1 적분기와, 제3 제너다이오드를 통해 상기 게이트 단자와 병렬 접속되며 제2 시정수값을 출력하는 제2 적분기와, 상기 제2 적분기에 병렬 접속된 제4 제너다이오드로 구성함을 특징으로 하는 형광등 점등장치.