KR200243703Y1 - 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고압방전등을 점등하는 장치에 있어서, 방전등이 제거되거나 정상점등 되지 않는 경우에 공급되는 이상 고전압을 차단하는 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치에 관한 것이다.

이상 고전압을 차단할 수 있도록, 전원이 인가된 상태에서 트랜지스터(Q3)의 베이스의 바이어스를 차단하여 콘덴서(C5)의 충전 전압이 방전되는 것을 방지하기 위한 저항(R3)와 콘덴서(C3)로 구성된 방전방지적분회로부(a)와, 전원이 차단된 후에도 트랜지스터(Q3)의 베이스에 바이어스를 걸어 주어 콘덴서(C5)의 충전 전압을 급속히 방전시켜 주기 위한 저항(R5)와 콘덴서(C4)로 구성된 방전유도적분회로부(b)와, 고압 발생시 일정시간 경과 후 고압을 차단하기 위한 소정 시정수를 가지고 저항(R8)와 콘덴서(C5)로 구성된 지연적분회로부(c)를 포함하는 고안이 제시된다. 이에 따라 계속해서 공급되는 전압에 의해 발생하는 고압방전등 주변의 전자장비 및 전자제품의 전자파 장애를 방지할 수 있으며, 고압의 계속적 발생에 의한 펄스 회로의 절연파괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치{Apparatus for breaking the wrong high voltage of a high voltage discharge tube}

본 고안은 고압방전등을 점등하는 장치에 있어서, 방전등이 제거되거나 정상점등 되지 않는 경우에 공급되는 이상 고전압을 차단하는 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고압 방전등을 점등하는 장치는 도 1과 같은 회로도로 구성된다.

즉, 교류 전원입력이 되는 전원부(V), 콘덴서(C1, C2), 저항(R1, R2), 다이오우드(D1, D2), 사이리스터(SCR)(Q1), 안정기(L2), 고압방전등(B)로 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 고압 방전등 점등장치의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

전원부(V)를 통하여 전원입력이 되면 안정기(L2)를 통하여 고압방전등(B)에 전압이 인가된다. 이때 입력되는 전원이 저압일때는 고압방전등은 점등되지 않은 상태에 있으므로 고압 방전등(B)의 양단 전압은 입력전압과 같다.

위와 같은 상태에서 안정기(L2)의 중간 탭에 연결되어 있는 콘덴서(C2)는 사이리스터(Q1)의 에노우드(A)에 연결되어 있고, 입력전원의 교류파형의 피크치 부근에서 충전전류가 흐를 수 있도록 사이리스터(Q1)의 게이트에 연결된 저항(R1, R2)에 의하여 적절히 전압을 분압하고 교류 파형의 피크치 부근에서 트리거 될 수 있도록 설정한다.

입력전압의 교류 파형이 제로크로스 지점에서부터 상승하여 피크치 부근에서 사이리스터(Q1)의 게이트(G)가 트리거되면 콘텐서(C2)에 급격한 충전전류가 순간적으로 흐르고 안정기(L2)의 출력측에 고압이 발생한다.

이에 따라 고압방전등(B)이 점등되면 고압방전등(B)의 양단 전압은 1/2 이하로 낮아지고 저항(R1, R2)에 의한 분압은 사이리스터(Q1)의 게이트(G)를 트리거할 수 없게 되어 고압 발생이 중지된다.

이러한 동작에 따라 방전등은 정상적으로 점등된다.

상기에서 설명한 종래의 고압 방전등 점등장치는,

첫째 방전등이 교환 등의 목적으로 제거되어 있거나 정상적으로 점등되지 않은 상태라면 전원이 공급되는 한 계속해서 고압이 발생하고,

둘째 고압이 발생함으로 인해 고압방전등 주변의 전자장비 및 전자제품에 고압으로 인한 전자파 장애를 일으킬 수 있으며,

셋째 고압이 계속해서 발생하므로 펄스 회로 자체의 절연파괴로 인해 고장이 빈번히 일어나는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하고자 제시된 것으로서, 본 고안의 목적은 방전등이 정상적인 상태가 아닌 경우 공급되는 고압을 차단시키는 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 고압 방전등 점등장치의 회로도

도 2는 본 고안인 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치의 회로도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

V : 전원부 C1 ~ C5 : 콘덴서

R1 ~ R11 : 저항 D1 ~ D5 : 다이오우드

Q1 : 사이리스터 Q2 ~ Q5 : 트랜지스터

L2 : 안정기 B : 고압방전등

LED1, LED2 : 발광다이오우드

이하에서는 본 고안의 실시예의 구성 및 작용에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 고안인 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치의 회로도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 고안은 교류 전원입력이 되는 전원부(V), 콘덴서(C1 ~ C5), 저항(R1 ~ R11), 다이오우드(D1 ~ D5), 사이리스터(SCR)(Q1), 트랜지스터(Q2 ~ Q5), 안정기(L2), 고압방전등(B), 발광다이오우드(LED1, LED2)의 소자에 의해 회로가 구성된다.

위 회로에서 전원이 인가되어 있는 상태에서 트랜지스터(Q3)의 베이스의 바이어스를 차단하여 콘덴서(C5)의 충전 전압이 방전되는 것을 방지하기 위한저항(R3)와 콘덴서(C3)로 구성되어 시정수(time constant)가 가장 짧고 전원 전압의 유무에 신속히 반응하는 방전방지적분회로부(a)와,

전원이 차단된 후에도 트랜지스터(Q3)의 베이스에 바이어스를 걸어 주어 콘덴서(C5)의 충전 전압을 급속히 방전시켜 주기 위한 저항(R5)와 콘덴서(C4)로 구성된 방전유도적분회로부(b)와,

고압 발생시 일정시간 경과 후 고압을 차단하기 위한 시정수를 가지고 저항(R8)와 콘덴서(C5)로 구성된 지연적분회로부(c)의 세개의 적분회로가 본 발명의 목적을 수행하기 위한 주요 구성이 된다.

상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원부(V)를 통하여 교류 전원이 투입되면 안정기(L2)를 통하여 고압방전등(B)과 다이오우드(D1, D3, D4, D5)에 전원이 공급되고 다이오우드(D1, D3, D4, D5)를 통하여 정류된 반파가 회로에 흐르기 시작한다.

그리고, 고압방전등(B)에 전원이 인가됨과 동시에 방전방지적분회로부(a)의 콘덴서(C3)가 반충전되고 트랜지스터(Q2)에 바이어스전류가 흐르면서 트랜지스터(Q2)가 작동되게 된다. 트랜지스터(Q2)가 작동되게 되면 트랜지스터(Q3)의 베이스전류는 차단된다. 그리고 트랜지스터(Q3)의 베이스전류가 차단되면 방전유도적분회로부(b)의 콘덴서(C4)가 반충전되고, 지연적분회로부(c)의 콘덴서(C5)의 충전이 개시된다.

위의 세개의 적분회로부가 동작하는 동안 다이오우드(D1)을 통하여 흐르는전류는 두개의 저항(R1, R2)에 의하여 전압 분할을 이루고 있다. 그런데 사이리스터(Q1)의 게이트(G)가 트리거 되기 위해서는 일정 전압까지 상승하여야 한다. 그러므로 사이리스터(Q1)의 게이트(G)를 트리거시킬 수 있는 전압값에 해당하는 위상각에 이르면 사이리스터(Q1)의 게이트(G)는 트리거되고 턴 온되게 된다.

사이리스터(Q1)의 게이트(G)가 온되게 되면 사이리스터(Q1)의 에노우드(A)에 연결되어 있는 콘덴서(C2)에 충전을 하기 위한 전류가 순간적으로 흐르게 되고 이 전류는 안정기(L2)의 중간 탭에 인가 된다.

안정기(L2)의 중간 탭에 인가되면 출력측인 고압방전등(B)에 고압이 인가되어 고압방전등(B)이 기동된다.

이로 인해 고압방전등(B)이 점등되면 양단의 전압이 1/2이하로 급격히 감소하므로 저항(R1, R2)에 의한 분할 전압은 더 이상 사이리스터(Q1)을 트리거 할 수 있는 전압이 안 되므로 고압발생은 정지하게 된다.

상기와 같은 동작에 의해 고압방전등(B)이 점등되면 아무런 문제가 발생하지 않게 되지만 만약 고압방전등이 없거나 정상 점등이 되지 않았을 때에는 안정기(L2)의 출력측 전압이 감소하지 않으므로 고압이 계속해서 발생하게 된다.

그러면, 지연적분회로부(c)의 저항(R8)과 콘덴서(C5)의 시정수에 의해 일정 시간이 경과되고 그 후 저항(R9)를 통하여 트랜지스터(Q4)의 베이스에 바이어스가 걸리므로 사이리스터(Q1)의 게이트(G) 전류를 차단시켜 고압발생은 정지하게 된다.

위에서 시정수는 순간정전으로 인해 고압방전등(B)이 정상임에도 고열로 인하여 일시적으로 정상점등이 되지 않는 시간이 발생하게 되는데 이러한 시간을 고려하여 충분히 지연된 시간까지 경과한 후 전류를 차단시키도록 정해진다.

즉, 순간정전시 전류를 차단시키기 전에 고열로 인해 지연되는 정상점등시간까지 대기 하였다가 그 대기시간안에 정상점등이 되지 않는 경우에 고압을 차단시키는 것이다.

상기의 순간정전과 같이 일정 시간동안 전원이 차단되는 경우의 동작에 대하여 설명하면, 전원부(V)로부터 공급되는 전원이 일시적으로 차단되면, 지연적분회로부(a)의 콘덴서(C3)가 순간적으로 방전된다. 콘덴서(C3)가 순간적으로 방전되면 트랜지스터(Q2)의 바이어스 전류가 소실되고, 방전유도적분회로부(b)의 콘덴서(C4)의 충전전류가 저항(R6)을 통하여 일정시간동안 트랜지스터(Q3)의 베이스로 유입된다. 베이스로 유입된 전류는 트랜지스터(Q3)에 바이어스를 걸어주게 되고 지연적분회로부(c)의 콘덴서(C5)에 만충전 되었던 전압이 트랜지스터(Q3)의 콜렉터와 에미터를 통하여 순간방전이 이루어 진다.

즉, 공급되는 전원이 일시적으로 또는 장시간 차단된 후, 다시 전원이 입력될 때 콘덴서(C5)에 의해 고압방전등(B)에 인가되는 고전압이 차단되는 것을 방지시키기 위해 콘덴서(C5)에 충전된 전압을 방전시키는 것이다.

이와 같은 동작에 의해 다시 전원이 투입되더라도 콘덴서(C5)가 완전히 방전된 상태로 초기 동작부터 다시 작동하게 된다. 그리고 콘덴서(C5)의 방전시간은 콘덴서(C3)의 방전시간과 거의 동일하므로 전원이 일시적으로 차단되어도 오동작이 발생하지 않는다.

또한, 발광다이오우드(LED2)는 사이리스터(Q1)이 턴 온할 때 전류가 흐르므로 고압발생이 될 때만 점등하게 되어 고압발생 중임을 표시하게 된다.

발광다이오우드(LED1)는 고압방전등이 없거나 정상 점등이 되지 않았을 때는 전원전압 전체가 걸리므로 정상 점등이 되어 고압방전등이 불량이거나 없음을 표시하고, 정상점등이 되면 양단 전압이 1/2 ~ 1/3 이하로 급감 하므로 발광다이오우드(LED1)은 점등이 되지 않고 소등되어 고압방전등이 정상임을 표시하게 된다.

이상의 모든 과정을 거쳐서 본 고안이 의도하는 대로 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치가 구현된다.

이와 같이 본 고안은 고압방전등 점등장치에서 고압방전등이 제거되거나 정상점등이 되지 않는 경우 계속해서 공급되는 전압을 사이리스터의(Q1)의 게이트 전류를 차단할 수 있는 회로를 부가함으로써 중단시킨다. 이에 따라 계속해서 공급되는 전압에 의해 발생하는 고압방전등 주변의 전자장비 및 전자제품의 전자파 장애를 방지할 수 있으며, 고압의 계속적 발생에 의한 펄스 회로의 절연파괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고압방전등을 점등하는 장치에 있어서,

   전원이 인가된 상태에서 트랜지스터(Q3)의 베이스의 바이어스를 차단하여 콘덴서(C5)의 충전 전압이 방전되는 것을 방지하기 위한 저항(R3)와 콘덴서(C3)로 구성된 방전방지적분회로부(a)와,

   전원이 차단된 후에도 트랜지스터(Q3)의 베이스에 바이어스를 걸어 주어 콘덴서(C5)의 충전 전압을 급속히 방전시켜 주기 위한 저항(R5)와 콘덴서(C4)로 구성된 방전유도적분회로부(b)와,

   고압 발생시 일정시간 경과 후 고압을 차단하기 위한 소정 시정수를 가지고 저항(R8)와 콘덴서(C5)로 구성된 지연적분회로부(c)를 포함하는 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치는,

   고압발생 중임을 표시하는 발광다이오우드(LED2)와,

   고압방전등(B)이 정상 점등이 되지 않았을 때 발광하여 고압방전등이 불량이거나 없음을 표시하고, 정상점등이 되면 소등되어 고압방전등(B)이 정상임을 표시하는 발광다이오우드(LED1)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 지연적분회로부(c)의 시정수는,

   순간정전으로 인해 고압방전등(B)이 정상임에도 고열로 인하여 일시적으로 정상점등이 되지 않는 시간을 고려하여 소정 시간을 경과한 후 지연적분회로부(c)가 전류를 차단하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 고압 방전등의 이상 고전압 차단 장치.