KR200241267Y1 - Ballasts for Electronic Fluorescent Lamps with Protection Circuits - Google Patents
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Abstract
보호회로를 채용한 전자식 형광등용 안정기는 내구성이 강하고 전력소모를 줄이기 위한 것이다. 본 고안의 안정기는 형광등의 부동작시에 또는 수명말기시에 형광등을 점등시키는 트렌스(transformer)의 2차측 코일에 유기되는 전압을 숏트(short)하여 형광등 입력단으로의 전압인가를 방지하도록 구성된다. 따라서, 본 고안은 불필요한 전력소모 및 과열을 방지하며, 형광등 및 기지를 보호할 수 있는 효과를 제공한다.Electronic fluorescent ballasts with protection circuits are designed to be durable and reduce power consumption. The ballast of the present invention is configured to short the voltage induced in the secondary coil of a transformer that turns on the fluorescent lamp at the end of its operation or at the end of its lifetime to prevent application of voltage to the fluorescent lamp input terminal. Therefore, the present invention prevents unnecessary power consumption and overheating, and provides an effect of protecting fluorescent lamps and bases.
Description
본 고안은 전자식 형광등용 안정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형광등의 부동작시에 또는 수명말기시에 형광등의 입력단으로 인가되는 유기전압을 차단하여 형광등 및 기기를 보호하는 전자식 형광등용 안정기에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic fluorescent ballast, and more particularly to an electronic fluorescent ballast that protects the fluorescent lamp and the device by blocking the induced voltage applied to the input terminal of the fluorescent lamp during the non-operation or end of life of the fluorescent lamp.
형광등(fluorescent lamp)은 백열전구에 비해서 효율이 높고 수명이 길며, 또한 눈이 덜 부시고 그늘이 뚜렷하게 생기지 않아 대부분의 가정이나 사무실등에서 주로 사용되어 지고 있다. 또한, 형광등이 안정되게 동작하도록 하기 위한 형광등용 안정기에는 자기식과 전자식이 있으며, 소비전력면에서 대부분 전자식을 사용하고 있다.Fluorescent lamps are used in most homes and offices because they are more efficient and have a longer lifespan than incandescent bulbs, and are less dazzling and do not have a noticeable shade. In addition, the fluorescent ballast for the stable operation of the fluorescent lamp has a magnetic and electronic, and in terms of power consumption, most of the electronic is used.
그런데, 종래의 스위칭방식을 채택한 전자식 형광등용 안정기를 사용하는 경우, 형광등의 부동작 또는 형광등을 교체한 후에는 전원을 "오프(OFF)"시키고 약 10~20초가 경과된 후 전원스위치를 "온(ON)"해야 하는 불편함이 있다. 또한, 형광등의 수명말기시에 형광등을 점등하고자 하는 경우, 형광등이 점등되지 않은 상태에서 10~20W의 전력소모가 발생되고, 이로 인해 형광등의 음극에 과열현상이 발생되어 형광등이 녹는 문제가 발생하였다.However, in the case of using an electronic fluorescent ballast adopting a conventional switching method, after the malfunction of the fluorescent lamp or replacing the fluorescent lamp, the power is "off" and after about 10 to 20 seconds has elapsed, the power switch "on" (ON) "There is an inconvenience. In addition, when the fluorescent lamp is to be turned on at the end of the lifetime of the fluorescent lamp, power consumption of 10 to 20 W is generated when the fluorescent lamp is not lit, which causes overheating to the cathode of the fluorescent lamp, causing the fluorescent lamp to melt. .
따라서, 본 고안의 목적은 이러한 점을 감안하여, 형광등의 부동작시에 또는 수명말기시에 형광등 입력단에 유기전압이 인가되는 것을 차단하여 불필요한 소비전력을 감소시키고, 내구성이 강화된 보호회로를 채용한 전자식 형광등용 안정기를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention, in view of this point, is to prevent unnecessary voltage consumption at the input terminal of the fluorescent lamp at the time of non-operation of the fluorescent lamp or at the end of its life, to reduce unnecessary power consumption, and to adopt a durable protection circuit It is to provide a ballast for electronic fluorescent lamps.
도 1은 본 고안에 따른 전자식 형광등용 안정기를 포함한 회로를 나타내는 회로도,1 is a circuit diagram showing a circuit including a ballast for an electronic fluorescent lamp according to the present invention,
도 2는 도 1 반브리지회로의 시그널트랜스를 보여주는 도면,2 is a diagram illustrating a signal transformer of the half bridge circuit of FIG. 1;
도 3은 안정기 동작시의 출력파형을 나타내는 도면.3 shows output waveforms during ballast operation.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 신호입력단 20 : 반브리지회로10: signal input terminal 20: half bridge circuit
30 : 안정기 40 : 신호출력단30: ballast 40: signal output stage
41 : 형광등 OSC1~OSC4 : 시그널트랜스41: fluorescent lamp OSC1 ~ OSC4: signal trans
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 보호회로를 채용한 전자식 형광등용 안정기는, 전자식 형광등용 안정기에 있어서, 형광등을 점등시키는 트랜스에 유기되는 전압을 정류하는 다이오드와, 상기 정류된 전압을 평활화하는 콘덴서와, 상기 평활화된 전압을 분압하는 분압저항과, 상기 분압저항에 의해 제너항복전압이 초과되어 전류증가하는 제너다이오드와, 상기 제너다이오드의 동작에 의해 게이트에 동작전압이 인가되어 도통되는 SCR, 및 상기 SCR의 애노드에 연결되어 SCR의 도통상태에 따라 숏트되는 시그널트랜스를 포함하여, 형광등의 부동작시 및 수명말기시 트랜스에 유기되는 전압을 숏트(short)하여 형광등 입력단으로의 전압인가를 방지하는 보호회로를 채용한다.The electronic fluorescent ballast employing the protection circuit of the present invention for achieving the above object is, in the electronic fluorescent ballast, a diode for rectifying the voltage induced in the transformer for lighting the fluorescent lamp, and smoothing the rectified voltage A capacitor, a voltage dividing resistor for dividing the smoothed voltage, a zener diode in which a zener breakdown voltage is exceeded by the voltage dividing resistor to increase current, and an SCR in which an operating voltage is applied to a gate by the zener diode. And a signal transformer connected to the anode of the SCR and shorted according to the conduction state of the SCR, to short the voltage induced in the transformer at the time of non-operation of the fluorescent lamp and at the end of its life to prevent application of voltage to the input terminal of the fluorescent lamp. A protection circuit is adopted.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 기술 하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 따른 전자식 형광등용 안정기를 포함한 회로도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 회로도는 크게 입력전원을 정류 및 평활하는 신호입력단(10), 반브리지회로(half bridge)(20), 신호출력단(40)으로 구성되며, 본 고안에 의한 안정기(30)가 추가로 포함된다. 신호입력단(10)은 다이오드(D1~D4) 4개를 이용하여 입력전원을 정류하고, 2개의 다이오드(D5,D6)와 전해콘데서(C4,C5)를 이용하여 정류된 전원을 평활하여 직류전압을 구한다. 반브리지회로(20)는 도 2에 보여진 바와 같은 시그널트랜스(OSC1~OSC4)와, 시그널트랜스(OSC2,OSC3)에 의해 서로 교차하여 스위칭하는 복수개의 트랜지스터(Q1,Q2)를 구비한다. 신호출력단(40)은 반브리지회로(20)의 트랜지스터(Q1,Q2)의 스위칭동작에 따라 전압이 유기되어 형광등을 점등시키는 트랜스(T1)와, 형광등(41) 양단에 병렬로 연결되는 공진형 콘덴서(C9)를 구비한다. 한편, 안정기(30)는 트랜스(T1)에 유기되는 전압을 정류하는 다이오드(D10), 다이오드(D10)를 통해 그 유기된 전압을 입력받아 충방전하는 전해콘덴서(C11,C12), 애노드에 다이오드(D13)를 통해 시그널트랜스(OSC1)와 연결되며 제너다이오드(ZD1)를 통해 게이트가 연결되는 SCR(silicon controled rectifire)(Q3)로 이루어진다. 이러한 구성을 갖는 도 1 전자식 형광등용 안정기에 대한 동작을 도 2 및 도 3을 통해 구체적으로 설명한다.1 shows a circuit diagram including a ballast for an electronic fluorescent lamp according to the present invention. The circuit diagram shown in FIG. 1 is composed of a signal input terminal 10, a half bridge circuit 20, and a signal output terminal 40 for rectifying and smoothing the input power. The ballast 30 according to the present invention is further added. Included as. The signal input terminal 10 rectifies the input power using four diodes D1 to D4, and smoothes the rectified power using the two diodes D5 and D6 and the electrolytic capacitors C4 and C5. Obtain The half-bridge circuit 20 includes the signal transformers OSC1 to OSC4 as shown in FIG. 2 and a plurality of transistors Q1 and Q2 that cross each other by the signal transformers OSC2 and OSC3. The signal output terminal 40 is a resonant type connected in parallel to a transformer T1 for turning on a fluorescent lamp with a voltage induced by switching the transistors Q1 and Q2 of the half-bridge circuit 20 and the fluorescent lamp 41 in parallel. The capacitor C9 is provided. On the other hand, the ballast 30 is a diode (D10) for rectifying the voltage induced in the transformer (T1), the diode to the electrolytic capacitors (C11, C12), the anode to receive and discharge the induced voltage through the diode (D10) It is made of a silicon controled rectifire (SCR) Q3 connected to the signal transformer OSC1 through D13 and connected to a gate through the zener diode ZD1. An operation of the ballast for an electronic fluorescent lamp of FIG. 1 having such a configuration will be described in detail with reference to FIGS.
도 1에서, 사용자에 의해 형광등 스위치(미도시)가 조작되면, 그에 응답하여 전원이 휴즈(FUSE)를 거쳐 신호입력단(10)으로 입력된다. 신호입력단(10)은 다이오드(D1~D4) 4개를 이용하여 입력전원을 정류한다. 신호입력단(10)은 정류된 전원을 다이오드(D5,D6)와 전해콘덴서(C4,C5)를 이용하여 평활하여 평활된 직류전압을 얻는다.평활된 직류전압은 반브리지회로(20)의 저항(R1)과 다이오드(D14)를 거쳐 신호출력단(40)의 트랜스(T1)에 유기되며, 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터로도 인가된다. 제 1트랜지스터(Q1)와 그 트랜지스터(Q1)의 에미터에 콜렉터가 연결된 제 2트랜지스터(Q2)는 시그널트랜스(OSC2,OSC3)에 의해 서로 교차하여 스위칭을 하게 되고 이때 트랜스(T1)에 전압이 유기되어 형광등(41)이 점등하게 된다.In FIG. 1, when a fluorescent light switch (not shown) is operated by a user, power is input to the signal input terminal 10 through a fuse in response thereto. The signal input terminal 10 rectifies the input power using four diodes D1 to D4. The signal input terminal 10 smoothes the rectified power using diodes D5 and D6 and electrolytic capacitors C4 and C5 to obtain a smooth DC voltage. The smoothed DC voltage is a resistance of the half-bridge circuit 20 ( It is induced in the transformer T1 of the signal output terminal 40 through R1 and the diode D14, and is also applied to the collector of the first transistor Q1. The first transistor Q1 and the second transistor Q2 having the collector connected to the emitter of the transistor Q1 are switched by the signal transistors OSC2 and OSC3 so as to cross each other and the voltage is applied to the transformer T1. In this case, the fluorescent lamp 41 is turned on.
이렇게 형광등(41)이 점등되어 사용되다가 형광등(41)의 수명이 말기에 달한 경우 또는 형광등(41)이 부동작을 하는 경우, 형광등(41)이 점등되지않은 상태에서 트랜스(T1)의 1차측코일에는 형광등(41)이 점등될 때보다 약 2배의 전압이 발생된다. 이 때, 안정기(30)가 동작하게 되는데, 트랜스(T1) 1차측 코일의 높은 전압이 트랜스(T1) 2차측 코일에 의해 유기되어 안정기(30)내의 다이오드(D10)에서 정류된다. 다이오드(D10)에서 정류된 전압은 전해콘덴서(C11,12)에 의해 평활되고, 평활된 전압은 분압저항(R6,R7)에 의해 분압된다. 이 분압저항(R6,R7)에 의해 제너다이오드(ZD1)의 제너항복전압이 초과되어 제너다이오드(ZD1)에는 급격히 전류가 증가된다. 이러한 제너다이오드(ZD1)의 동작에 의해 SCR(Q3)의 게이트에는 동작전압(0.6V)이 인가된다. 그러면 SCR(Q3)은 역방향으로 도통되고, 도통된 SCR(Q3)을 통해 다이오드(D13)도 또한 역방향으로 도통된다. 그래서, 다이오드(D13)를 통한 전압은 접지되어 있는 시그널트랜스(OSC1)의 제 1차코일권선에서 숏트되고, 도 2에 보여지는 바와 같은 시그널트랜스(OSC1~OSC4)는 동작을 멈추게 된다. 시그널 트랜스(OSC1~OSC4)가 동작을 멈추게 되므로, 트랜지스터(Q1,Q2)도 또한 동작을 멈추게 된다. 그래서, 트랜스(T1)의 2차측 코일에 유기되는 전압이 숏트되므로, 형광등(41) 입력단으로 인가되는 전압은 차단되게 된다. 이렇게하여 안정기(30)는 형광등(41) 입력단으로의 전압인가를 방지하게 된다.When the fluorescent lamp 41 is turned on and used, but the lifetime of the fluorescent lamp 41 reaches the end, or when the fluorescent lamp 41 malfunctions, the primary side of the transformer T1 in the state where the fluorescent lamp 41 is not lit is turned on. The coil generates about twice the voltage as when the fluorescent lamp 41 is turned on. At this time, the ballast 30 is operated. The high voltage of the transformer T1 primary coil is induced by the transformer T1 secondary coil and rectified by the diode D10 in the ballast 30. The voltage rectified in the diode D10 is smoothed by the electrolytic capacitors C11 and 12, and the smoothed voltage is divided by the voltage dividing resistors R6 and R7. The voltage divider resistors R6 and R7 exceed the zener breakdown voltage of the zener diode ZD1 and the current rapidly increases in the zener diode ZD1. By the operation of the zener diode ZD1, an operating voltage (0.6V) is applied to the gate of the SCR Q3. The SCR Q3 then conducts in the reverse direction, and through the conducted SCR Q3, the diode D13 also conducts in the reverse direction. Thus, the voltage through the diode D13 is shorted at the first coil winding of the signal transformer OSC1, which is grounded, and the signal transformers OSC1 to OSC4 as shown in FIG. 2 are stopped. Since the signal transformers OSC1 to OSC4 stop operation, the transistors Q1 and Q2 also stop operation. Therefore, since the voltage induced in the secondary coil of the transformer T1 is shorted, the voltage applied to the input terminal of the fluorescent lamp 41 is cut off. In this way, the ballast 30 is prevented from applying a voltage to the input terminal of the fluorescent lamp 41.
이제, 부동작하는 형광등 및 수명이 다 된 형광등을 제거하여 새로운 형광등으로 교체하게 되면, 모든 부품은 정상적으로 동작되어 형광등(41)은 곧바로 점등된다.Now, when the inoperative fluorescent lamp and the old fluorescent lamp are removed and replaced with a new fluorescent lamp, all the components are normally operated and the fluorescent lamp 41 is immediately turned on.
이와 같이 형광등(41)의 수명말기시 또는 부동작시 안정기(30)의 동작으로 트랜스(T1)의 2차측 코일에 유기되는 전압이 숏트되므로 기기의 과열방지 및 형광등의 녹아내리는 현상이 방지된다.In this way, the voltage induced in the secondary coil of the transformer T1 is shortened by the operation of the ballast 30 at the end of the life of the fluorescent lamp 41 or in the inoperative operation, thereby preventing overheating of the device and melting of the fluorescent lamp.
도 3은 안정기(30) 동작시의 출력파형을 도시한 것으로, 도 3a와 3c는 종래 안정기가 동작할 때의 출력파형이고, 도 3b와 3d는 각각 도 3a와 도 3c에 각각 대응하는 것으로서 본 고안에 따른 안정기 동작시의 출력파형이다. 도 3a와 3c에서 보는 바와 같이, 종래에 안정기의 동작시 출력은 숏트되지 않으나, 본 고안에 따른 안정기의 동작시 출력은 도 3b와 3d에 보인 바와 같이 숏트된다.3 shows output waveforms when the ballast 30 operates, and FIGS. 3A and 3C show output waveforms when the conventional ballast operates, and FIGS. 3B and 3D correspond to FIGS. 3A and 3C, respectively. This is the output waveform during ballast operation according to the design. As shown in Figures 3a and 3c, the output during the operation of the ballast is conventionally not shortened, but the output during the operation of the ballast according to the present invention is shorted as shown in Figures 3b and 3d.
상술한 바와 같이, 본 고안의 보호회로를 채용한 전자식 형광등용 안정기는, 형광등 수명말기시 또는 부동작시 형광등을 점등시키는 트랜스에 유기되는 전압을 숏트시켜 전압인가를 방지하므로써, 불필요한 전력소모를 줄이고 과열을 방지하며 기기를 보호할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the electronic fluorescent ballast employing the protection circuit of the present invention shortens the voltage induced in the transformer that turns on the fluorescent lamp at the end of the lifetime of the fluorescent lamp or prevents it from applying voltage, thereby reducing unnecessary power consumption. It prevents overheating and protects the device.
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