KR200246767Y1 - 메탈 할라이트용 안정기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 입력 전압 변동에 대한 안정성을 높이고, 램프의 밝기조절이 가능함은 물론 부피와 무게를 줄여 비용이 절감되도록 한 고효율의 메탈 할라이트용 안정기에 관한 것으로, 입력전원(AC)의 서어지를 제거하거나, 교류성분의 노이즈를 필터링 하는 필터부(10)와, 상기 필터부(10)를 통해 입력된 신호를 직류로 전파 정류하는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)를 통해 입력되는 전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 승압전압을 출력하여 고역률을 유지하는 정전압부(30)와, 상기 정전압부(30)의 출력전압을 입력받고, 출력단에서 감지되는 검출신호에 따라 출력전압을 200V 또는 20~130V로 자동 제어하며, 방전램프(LP)의 밝기를 선택 조절할 수 있도록 한 출력제어부(40)와, 상기 출력제어부(40)의 출력전압을 입력받아 방전램프(LP) 구동용 구형파를 출력하며, 방전램프(LP) 초기 시동시나 고장으로 인한 개방시 상기 출력제어부(40)로부터 입력되는 200V의 고전압이 일정시간 유지되면 출력을 차단하는 DC/AC인버터부(50)와, 상기 DC/AC 인버터부(50)의 출력에 따라 고압을 생성하여 방전램프(LP)를 점등시키는 이그나이터부(60)로 구성된 것이다.

Description

메탈 할라이트용 안정기{ELECTRONIC BALLASTS FOR METAL HALIDE}

본 고안은 산업용 램프 구동용 메탈 할라이트(고압방전방식) 안정기에 관한것으로, 더욱 상세하게는 입력 전압 변동에 대한 안정성을 높이고, 램프의 밝기조절이 가능함은 물론 부피와 무게를 줄여 비용이 절감되도록 한 고효율의 메탈 할라이트용 안정기에 관한 것이다.

일반적으로, 가로등 등에 사용되는 산업용 램프를 구동하는 안정기회로는 도 1에 도시된 바와 같이 대부분이 자기식 안정기로 구성되어 있다.

따라서, 그 구성을 살펴보면, 전원(AC) 입력단에는 캐패시터(1)가 병렬 연결되고, 상기 전원(AC)의 일측에는 고압 트랜스(2)가 연결되며, 상기 고압트랜스(2)의 출력단과 전원단 사이에는 방전램프(4)가 연결되고, 상기 방전램프(4)와 고압트랜스(2) 사이에는 이그나이터부(3)가 개재되도록 구성된다.

여기서, 상기 캐패시터(1)는 입력전원(AC)의 역률 개선용으로 사용된 것이며, 상기 이그나이터부(3)는 고압펄스를 발생하여 입력전압의 피크치에 중첩시킴으로써 얻은 고압을 초기 전원인가시 램프에 인가하는 회로다.

이와 같이 구성된 자기식 안정기의 동작을 살펴본다.

전원(AC)이 인가되면, 인가된 전원(AC)은 고압트랜스(2)를 통해 방전램프(4)에 인가되고, 동시에 고압펄스를 발생하는 이그나이터부(3)의 동작에 따라 상기 방전램프(4)는 인가된 고압전원에 의해 서서히 임피던스가 낮아지게 되고, 결국 램프점등전류가 흐르게 되면서 방전램프(4)는 점등되고, 동시에 이그나이터부(3)는 동작을 멈추게 된다.

그러나, 이와 같은 자기식 안정기는 입력 역률이 낮고, 부피가 크고 무거우며, 입력전압변동에 대한 램프 구동출력의 안정성이 크게 떨어지는 등 여러 가지문제점이 있었던 바, 이를 개선하고자 본 출원인이 선출원한 실용신안등록출원 제2001-1528호가 있다.

상기 제2001-1528호의 안정기는 입력 역률이 0.97~1로 매우 높고, 입력전압 변동(±15%)에 대하여 램프 전력 변동율이 거의 없으며, 램프수명의 말기현상인 램프가 떨리는 현상이 없다. 또한, 램프가 점등되지 않을 때에도 안정기 자체에서 소모되는 전력이 매우 적고, 램프가 점등 안될 시 최대 20분 후면 안정기 자체는 오프가 되므로 고압펄스를 발생하지 않으며, 입력측의 고조파 함유율이 3%미만으로 매우 낮다. 또한, 램프가 시동되어 완전 점등될 때까지 항상 거의 일정한 전류가 흘러 용량증가 및 증설이 필요 없으며, 부피가 적고 무게가 매우 가벼운 등의 장점 및 특징을 제공하게 되어 종래 안정기의 문제점을 획일적으로 해소시킨 기술이다.

그러나, 상기 안정기도 입력전압 변동에 대비 출력의 안정성이 떨어지는 문제점이 발견되었고, 램프의 밝기를 획일적으로 선택할 수밖에 없었고, 부피와 무게를 줄였다고는 하나 그래도 여전히 일정부피와 무게를 가지게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 입력전압의 변동이나 부하변동에 대한 출력의 안정성이 매우 좋아지도록 하며, 램프의 밝기조절이 가능함은 물론 부피와 무게를 크게 줄여 비용을 절감시키고, 응답속도를 개선한 메탈 할라이트용 안정기를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 필터부(10) 및 정류부(20)의 입력단에 연결된 트랜스(T1), 전계효과트랜지스터(FET1), 다이오드(D2) 및 캐패시터(C2)와, 상기 필터부(10) 및 정류부(20)를 통해 입력되는 전압을 분압하여 역률제어용IC(IC1)에 입력하는 분압저항(R3)(R4)과, 상기 캐패시터(C2)에 걸린 출력전압을 분압하여 상기 역률제어용IC(IC1)에 입력하는 분압저항(R5)(R6)과, 상기 입력전압과 출력전압을 검출 비교하여 상기 전계효과트랜지스터(FET1)를 스위칭제어하는 역률제어용IC(IC1)와, 출력단(A)(B)에 트랜스(T6)의 일차측이 연결되어 이차측으로 안정기 제어회로의 구동전압 및 포토커플러(IC10)의 구동전압을 생성하는 DC/DC컨버터부(31)를 포함하는 정전압부(30)와; 상기 정전압부(30)에 연결되고, 그 입력단에 연결된 전계효과트랜지스터(FET2), 저항(R10), 다이오드(D4), 필터용 쵸크코일(T2), 캐패시터(C8) 및 저항(R41)과, 상기 저항(R41)에 걸리는 전압을 가변저항(VR1)을 통해 인가받아 기준신호와 비교하여 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 스위칭신호를 출력하는 펄스폭변조IC(IC2)와, 상기 펄스폭변조IC(IC2)의 출력신호를 인가받아 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 게이트에 인가하는 포토커플러(IC10)를 포함하는 출력제어부(40)와; 상기 출력제어부(40)의 출력단에 직렬연결된 제너다이오드(ZD1), 저항(R21)(R22) 및 제너다이오드(D2)와, 소정의 구형파를 출력하도록 연결된 전계효과트랜지스터(FET3)(FET4) 및 전계효과트랜지스터(FET5)(FET6)와, 상기 제너다이오드(ZD2)의 캐소우드단의 전압을 인가받아 이에 따른 신호를 타이머(IC4)로 입력하는 TR어레이IC(IC3)와, 상기 TR어레이IC(IC3)의 출력에 의해 소정시간 동작되는 타이머(IC4)와, 상기 타이머(IC4)의 출력단에 연결된 TR어레이IC(IC5)와, 상기 TR어레이IC(IC5)의 출력단에 연결된 멀티바이브레이터(IC6) 및 앤드게이트(IC11)와, 상기 앤드게이트(IC11)의 출력에 따라 상기 전계효과트랜지스터(FET3~FET6)를 교번하여 스위칭 구동하는 FET구동IC(IC8) 및 EFT구동IC(IC9)를 포함하는 DC/AC인버터부(50); 및 상기 DC/AC인버터부(50)의 출력단에 연결되고 고압발생용 트랜스(T4), 전류제한용 코일(T5) 및 고압 캐패시터(C30)로 구성되어 고압을 출력하여 방전램프(LP)를 점등시키는 이그나이터부(60);로 구성된 특징을 가진다.

도 1은 종래의 자기식 안정기를 나타내는 회로 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 메탈 할라이트용 안정기의 회로 블록도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 정전압부의 상세 회로도,

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 출력제어부의 상세 회로도,

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 DC/AC인버터부의 상세 회로도,

도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 이그나이터부의 상세 회로도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 필터부 20: 정류부

30: 정전압부 40: 출력제어부

50: DC/AC 인버터부 60: 이그나이터부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 메탈 할라이트용 안정기의 회로 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 메탈 할라이트용 안정기는 입력전원(AC)의 서어지(surge)를 제거하거나, 교류성분의 노이즈(noise)를 필터링 하는 필터부(10)와, 상기 필터부(10)를 통해 입력된 신호를 직류로 전파 정류하는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)를 통해 입력되는 전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 승압전압을 출력하여 고역률을 유지하는 정전압부(30)와, 상기 정전압부(30)의 출력전압을 입력받고, 출력단에서 감지되는 검출신호에 따라 출력전압을 200V 또는 20~130V로 자동 제어하며, 방전램프(LP)의 밝기를 선택 조절할 수 있도록 한 출력제어부(40)와, 상기 출력제어부(40)의 출력전압을 입력받아 방전램프(LP) 구동용 구형파를 출력하며, 방전램프(LP) 초기 시동시나 고장으로 인한 개방시 상기 출력제어부(40)로부터 입력되는 200V의 고전압이 일정시간 유지되면 출력을 차단하는 DC/AC인버터부(50)와, 상기 DC/AC 인버터부(50)의 출력에 따라 고압을 생성하여 방전램프(LP)를 점등시키는 이그나이터부(60)로 구성된다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 정전압부(30)의 상세 회로도이다.

도시된 바와 같이, 정류부(20)의 출력단을 통해 출력되는 전원(AC)의 전파 정류신호(120Hz)가 입력단에 인가되고, 상기 입력단의 일측이 트랜스(T1) 및 다이오드(D2)에 연결됨과 동시에 분압저항(R3)(R4)을 통해 역률제어용IC(IC1)의 입력포트(P2)에 연결되고, 상기 역률제어용IC(IC1)의 출력포트(P3)가 저항(R7)을 통해 전계효과트랜지스터(FET1)의 게이트단에 연결되며, 상기 다이오드(D2)의 캐소우드단을 분압저항(R5)(R6)을 통해 상기 역률제어용IC(IC1)의 입력포트(P1)로 연결하고, 출력단(A)(B)이 DC/DC 컨버터(31)의 트랜스(T6)의 일차측 권선에 연결되며, 상기 트랜스(T6)의 이차측 권선이 다이오드(D11) 및 캐소우드(C34)(C35)를 통해서 출력단(C)(D)으로 소정의 구동전압을 출력하도록 하고, 다이오드(D12) 및 캐패시터(C36)(C37)를 통해서는 출력단(E)(F)으로 다른 소정의 구동전압을 출력하도록 연결하여 구성한 것이다.

여기서, 미설명부호 R1,R2,R8,R9,R33~R36은 저항, C1~C7,C31~C33은 캐패시터, D1,D3,D8~D10은 다이오드, ZD4는 제너다이오드, Q1은 트랜지스터이다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 출력제어부(40)의 상세 회로도로서, 상기 정전압부(30)의 출력을 입력단(A)(B)으로 입력받고, 그 입력단(A)(B)에는 전계효과트랜지스터(FET2), 저항(R10), 다이오드(D4), 필터용 쵸크코일(T2), 캐패시터(C8) 및 저항(R41)이 연결되어 출력단(G)(H)으로 소정출력을 수행하며, 상기 출력단(H)에 연결된 저항(R41)단으로부터 인가되는 전압이 램프세팅용 가변저항(VR1)과저항(R14)을 통해 펄스폭변조IC(IC2)의 입력포트(P1)에 연결되고, 상기 펄스폭변조IC(IC2)의 출력포트(P2)(P3)가 저항(R39)을 통해 포토커플러(IC10)의 입력포트(P1)에 연결되고, 상기 포토커플러(IC10)의 출력포트(P2)(P3)가 저항(R37)을 통해 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 게이트단과 소오스단에 각각 연결되도록 구성된다.

또한, 상기 정전압부(30)의 DC/DC컨버터부(31)의 출력단(E)(F)으로부터 공급되는 전압이 상기 포토커플러(IC10)의 구동전압으로 인가되고, 상기 DC/DC컨버터부(31)로부터 공급되는 전원단(C)(D)의 양단에는 릴레이(RL)의 코일부와 외부스위치(CN)가 직렬 연결되고, 상기 릴레이(RL)의 스위치부에는 램프 밝기 조절용 저항(R40)이 상기 램프세팅용 가변저항(VR1)이 병렬 연결되도록 구성된다.

또한, 상기 외부스위치(CN)는 미도시된 리모트 콘트롤러(remote controller)에 의해 작동되는 원격제어 스위치로 구성할 수 도 있다.

여기서, 미설명부호, R11~R13,R15,R16,R18,R19,R38은 저항, C9~C12,C14~C16은 캐패시터, D5는 다이오드이다.

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 DC/AC인버터부(50)의 상세 회로도로서, 상기 출력제어부(40)의 출력을 인가받는 입력단(G)(H) 양단에는 직렬연결된 제너다이오드(ZD1), 저항(R21)(R22) 및 제너다이오드(ZD2)가 연결되고, 전계효과트랜지스터(FET3~FET6) 및 캐패시터(C17~C19)가 연결되며, 상기 전계효과트랜지스터(FET3)(FET4)의 출력과 전계효과트랜지스터(FET5)(FET6)의 출력을 통해 출력단(J)(K)에는 소정의 구형파가 출력되도록 연결되고, 상기 제너다이오드(ZD2)의 캐소우드단이 TR(트랜지스터)어레이IC(IC3)의 입력포트(P1)에 연결되고, 상기 TR어레이IC(IC3)의 출력포트(P3)가 저항(R29) 및 캐패시터(C27)를 통해 타이머(IC4)의 입력포트(P3)에 연결되고, 상기 타이머(IC4)의 출력포트(P2)가 TR어레이IC(IC5)에 입력단에 연결됨과 동시에 앤드게이트(IC11)의 입력포트(P3)(P4)에 연결된다. 또한, 상기 TR어레이IC(IC5)의 출력포트(P1)가 멀티바이브레이터(IC6)의 입력포트(P1)에 연결되고, 상기 멀티바이브레이터(IC6)의 출력포트(P2)(P3)가 상기 앤드게이트(IC11)의 입력포트(P2)(P3)에 연결되고, 상기 앤드게이트(IC11)의 출력포트(P1)(P6)가 각각 FET구동IC(IC9)(IC8)의 입력포트(P1)(P1)에 연결되며, 상기 FET구동IC(IC8)의 출력포트(P2)(P3)가 저항(R23)(R24)을 거쳐 각각 전계효과트랜지스터(FET4) 및 전계효과트랜지스터(FET3)의 게이트에 연결되고, 상기 FET구동IC(IC9)의 출력포트(P2)(P3)가 저항(R25)(R26)을 거쳐 각각 전계효과트랜지스터(FET6) 및 전계효과트랜지스터(FET5)의 게이트에 연결되고, 상기 출력제어부(40)의 출력단(I)이 상기 각 IC에 구동전원으로 인가되도록 연결되어 있다.

미설명부호, C22~C26,C28,C29는 캐패시터, R27,R28,R30,R31,R32는 저항, D6,D7는 다이오드이다.

도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 이그나이터부(60)의 상세회로도이다.

도시된 바와 같이, 상기 DC/AC인버터부(50)를 통해 출력된 구형파를 입력받는 입력단(J)(K)에는 고압발생용 트랜스(T4), 전류제한용 코일(T5) 및 고압 캐패시터(C30)로 구성된 이그나이터부(60)가 연결되고, 상기 이그나이터부(60)의 출력단에는 방전램프(LP)가 연결되도록 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성시켜서된 본 고안의 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 전원(AC)(220V: 60Hz)을 인가하면 필터부(10)는 인가되는 전원(AC)의 서지전압을 제거하거나 교류성분의 노이즈를 필터링하여 정류부(20)로 인가한다. 상기 정류부(20)는 인가된 교류전압을 직류전원으로 전파 정류하여 120Hz의 맥류파형을 정전압부(30)로 출력한다.

상기 맥류파형의 정류신호를 인가받은 정전압부(30)는 저항(R3) 및 저항(R4)을 통해 분압된 입력전압을 역률제어용IC(IC1)의 입력포트(P2)로 입력한다. 상기 역률제어용IC(IC1)는 입력포트(P2)로 입력되는 파형에 따라 출력포트(P3)로 소정의 펄스신호를 출력하는데, 이때 하이레벨신호를 출력하면 상기 전계효과트랜지스터(FET1)는 온(ON)되고, 로우레벨신호를 출력하면 상기 전계효과트랜지스터(FET1)는 오프(OFF)된다. 따라서 상기 전계효과트랜지스터(FET1)의 온, 오프 구동에 따라 축적된 에너지의 합이 캐패시터(C2)에 충전되고 상기 캐패시터(C2)에 충전된 전압이 분압저항(R5)(R6)을 통해 역률제어용IC(IC1)의 입력포트(P1)에 입력된다. 상기 역률제어용IC(IC1)는 입력포트(P1)로 입력되는 전압, 즉 캐패시터(C2)의 전압을 검출하여 정전압부(30)의 출력전압(A-B간)이 낮으면 출력포트(P3)로 출력되는 펄스의 하이레벨신호를 늘려주고, 반대로 정전압부(30)의 출력전압(A-B간)이 높으면 출력포트(P3)로 출력되는 펄스의 하이레벨신호를 줄여주어 전계효과트랜지스터(FET1)를 스위칭 하여주되, 이를 매우 높은 주파수(약 50KHz)로 실행함으로써 입력전압이 220V에서 ±15% 변동하여도 상기 캐패시터(C2)에는 항상 일정한 직류전압(400V)을 유지시켜주면서 항상 고역률을 유지한다.

또한, 상기 출력단(A)(B)의 전압은 DC/DC컨버터부(31)의 트랜스(T6)의 일차측에 인가된다. 따라서 상기 출력단(A)을 통해 인가된 전압은 저항(R33)에 의해 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 일차측 권선에 전류가 흐르면서 트랜스(T6)의 이차측에는 전압이 유기되며, 이차측에 유기된 전압은 다이오드(D11) 및 캐패시터(C34)(C35)를 통해 출력단(C)(D)으로 본 고안에 따른 안정기회로의 구동전압(DC 13.5V)을 출력하고, 다이오드(D12) 및 캐패시터(C36)(C37)를 통해 출력단(E)(F)으로 포토커플러(IC10)의 구동전압을 출력한다.

상기 정전압부(30)의 출력전압(A)(B)을 인가 받은 출력제어부(40)는 그 출력단(H)의 저항(R41)에 인가되는 출력신호에 따라 그 출력을 제어하는데, 방전램프(LP)가 점등이 되지 않았을 때에는 200V정도, 점등이 되었을 때는 최소 20V에서 최대 130V(방전램프의 정격최대전압)까지 출력을 제어한다.

또한, 상기 저항(R41)과 연결되는 가변저항(VR1)은 램프점등에 따른 출력을 세팅하기 위한 소자로, 제품 출하시 램프(LP)의 밝기를 100%로 세팅한다.

따라서, 상기 가변저항(VR1) 및 저항(R14)을 통해 소정의 검출전압(DC: 0~5V)이 펄스폭변조IC(IC2)의 입력포트(P1)로 입력되면, 상기 펄스폭변조IC(IC2)는 이때의 신호를 검출하여 이미 설정된 기준전압과 비교하여 상기 검출전압이 기준전압보다 낮으면 출력포트(P2)(P3)로 하이레벨신호의 듀티를 크게하여 출력하고, 상기 전압(K)이 기준전압보다 높으면 출력포트(P2)(P3)로 하이레벨신호의 듀티를 작게하여 출력한다. 상기 펄스폭변조IC(IC2)의 출력포트(P2)(P3)로부터 출력된 하이레벨신호는 저항(R39)을 통해 포토커플러(IC10)의 입력포트(P1)에 인가되어 상기 포토커플러(IC10)는 턴온되어 출력포트(P2)로 하이레벨신호를 출력하고, 이때의 하이레벨신호는 저항(R37)을 통해 전계효과트랜지스터(FET2)의 게이트에 인가된다. 따라서 상기 전계효과트랜지스터(FET2)가 도통되어, 입력전압(A-B간)이 쵸크코일(T2) 및 캐패시터(C8)를 통해 출력되되, 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 온타임 듀티를 제어함으로써 안정된 출력전압을 유지하게 된다.

이와 같은 상기 출력제어부(40)를 통해 출력되는 전압이 먼저, 방전램프(LP)가 개방(OPEN)된 상태(초기 시동시, 또는 불량이나 수명이 다된 경우)로 가변저항(VR1) 및 저항(R14)을 거쳐 상기 펄스폭변조IC(IC2)의 입력포트(P1)로 입력되는 검출전압이 0V인 경우 G-H간 출력전압은 최대전압인 200V가 되는데, 이때 이러한 전압을 입력받은 DC/AC인버터부(50)는 제너다이오드(ZD1)(ZD2)가 도통되어 제너다이오드(ZD2)의 캐소우드단에 걸린 전압(DC 12V)이 TR어레이IC(IC3)의 입력포트(P1)로 입력되어 상기 TR어레이IC(IC3)는 출력포트(P3)로 하이레벨신호를 출력하여 저항(R29) 및 캐패시터(C27)로 이루어진 시정수에 의하여 타이머(IC4)의 입력포트(P3)에 일정시간(예: 20분)동안 소정의 신호를 입력하면, 상기 일정시간후에 상기 타이머(IC4)는 출력포트(P2)로 로우레벨신호를 출력한다. 상기 타이머(IC4)의 로우레벨 출력신호에 의해 TR에레이IC(IC5)는 출력포트(P1)로 하이레벨신호를 출력하여 멀티바이브레이터(IC6)의 입력포트(P1) 및 앤드게이트(IC11)의 입력포트(P3)(P4)로는 하이레벨신호가 입력되고, 상기 멀티바이브레이터(IC6)는 출력포트(P2)(P3)로 로우레벨신호를 출력하여, 상기 앤드게이트(IC11)의입력포트(P2)(P5)로는 로우레벨신호가 입력된다.

따라서, 상기 앤드게이트(IC11)는 출력포트(P1)(P6)로 로우레벨신호를 출력하고, 이때 출력된 로우레벨신호는 각각 FET구동IC(IC9) 및 FET구동IC(IC8)의 입력포트(P1)(P1)에 입력되어, 상기 FET구동IC(IC8)(IC9)는 출력포트(P3)(P3)로는 로우레벨신호를 출력하고, 출력포트(P2)(P2)로는 하이레벨신호를 출력하여 전계효과트랜지스터(FET4) 및 전계효과트랜지스터(FET6)만 구동됨으로써 출력단(J-K)에는 출력이 발생되지 않는다.

따라서, 상기 DC/AC인버터부(50)에서는 방전램프(LP)의 초기 시동시나 고장으로 인한 개방시 G-H간 200V 입력신호가 소정시간(20분) 이상 지속되면 이를 자동으로 차단하여 안정기를 보호하게 된다.

그러나, 방전램프(LP)가 정상적으로 점등되어 출력제어부(40)의 출력이 20V~130V로 공급되면, 이를 인가받은 DC/AC인버터부(50)에서는 제너다이오드(ZD2)가 차단되어 TR어레이IC(IC3)의 입력포트(P1)에는 로우레벨신호가 입력된다. 따라서, 상기 TR어레이IC(IC3)는 출력포트(P3)로 로우레벨신호를 출력하여 캐패시터(C27)에 충전된 전하가 저항(R28)(R29)을 통해 방전되어 타이머(IC4)의 입력포트(P3)에는 로우레벨신호가 입력되고 타이머(IC3)는 동작되지 않는다.

따라서 상기 타이머(IC4)는 출력포트(P2)로 하이레벨신호를 출력하여 TR어레이IC(IC5)는 출력포트(P1)로 로우레벨신호를 출력하고, 입력포트(P1)로 로우레벨신호를 입력받은 멀티바이브레이터(IC6)는 동작을 개시한다. 이때 멀티바이브레이터(IC6)는 저항(R32)과 캐패시터(C28)로 이루어진 시정수에 의해120Hz의 주파수를 가진 구형파를 생성하여 출력포트(P2)(P3)로 출력하여 앤드게이트(IC11)의 입력포트(P2)(P5)에 입력한다. 상기 멀티바이브레이터(IC6)로부터 구형파를 입력받은 앤드게이트(IC11)는 그 출력포트(P1)(P6)를 통해 구형파를 FET구동IC(IC8)과 FET구동IC(IC9)의 입력포트(P1)(P1)로 인가한다.

상기 구형파를 인가받은 FET구동IC(IC8)(IC9)는 출력포트(P2)(P3)로 각각 스위칭펄스를 출력하는 상기 구형파(120Hz)의 반주기 동안은 전계효과트랜지스터(FET3)과 전계효과트랜지스터(FET6)가 도통되고, 다른 반주기때에는 전계효과트랜지스터(FET4)와 전계효과트랜지스터(FET5)가 도통되도록 하여, 결국 전계효과트랜지스터(FET3)(FET6) 및 전계효과트랜지스터(FET4)(FET5)가 교번하여 스위칭됨으로써 그 출력단인 J-K간에는 120Hz의 구형파가 130V의 전압으로 출력된다.

상기 DC/AC인버터부(50)를 통해 출력되는 구형파는 이그나이터부(60)의 고압트랜스(T4)에 인가되고 동시에 전류제한용 코일(T5)을 통하고 고압 캐패시터(C30)의 충방전에 의해 방전램프(LP)에는 먼저 고압이 인가된다. 차후 상기 고압에 의해 상기 방전램프(LP)가 점등되면 상기 방전램프(LP)의 내부는 상당히 낮은 임피던스를 가지게 되어 상기 캐패시터(C30)에 충전된 전하는 상기 방전램프(LP)의 내부 임피던스에 의해 무시된다.

또한 J-K간의 전압이 200V에서 130V로 낮아지는 관계로 캐패시터(C30)에는 매우 낮은 전압이 충전되며 더 이상의 고압이 발생되지 않는다.

따라서, 상기 출력제어부(40)의 펄스폭변조IC(IC2)의 입력포트(P1)로 입력되는 검출전압은 상기 방전램프(LP)가 점등되기 이전의 시동시 또는 램프가 개방된 상태에서는 OV이고, 상기 방전램프(LP)가 점등되는 시점에서는 0V초과~5V의 값을 가지게 되는 것이다.

한편, 상기 출력제어부(40)에는 릴레이(RL)와, 외부스위치(CN)가 구비되어 있는데, 상기 릴레이(RL)의 스위치단에 연결된 저항(R40) 값을 변경하여 줌으로써 방전램프(LP)의 밝기를 0~100%로 조절할 수 있다.

예를 들어, 상기 저항(R40)이 방전램프(LP)의 밝기를 50%로 감소시키는 값을 가지도록 세팅한 경우, 안정기의 외부에 마련된 외부스위치(CN)를 온하여 주면 릴레이(RL)가 동작하여 스위치부는 온된다. 따라서 저항(R14)과 가변저항(VR1)이 병렬 접속되어 그 저항값이 달라지며, 이 신호는 저항(R14)을 통해 펄스폭변조IC(IC2)에 입력됨으로써 결국, 출력제어부(40)의 출력(G-H간)을 50%로 제한하게 되는 것이다.

또한, 본 고안에 따르자면 상기 외부스위치(CN)는 리모트 콘트롤러에 의해 동작되는 원격스위치로 구성할 수도 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 입력 역률이 높고, 입력전압 변동(±15%)에 대하여 램프 전력 변동율이 거의 없으며, 이는 입력전압이 ±15% 변동하여도 램프밝기는 항상 일정하다. 결국, 본 고안은 입력전압 대비 출력 안정성이 매우 뛰어나다.

또한, 본 고안은 램프의 밝기를 0~100%로 조절할 수 있어, 필요에 따라 램프의 조도를 설정할 수 있으며, 종래의 회로에 구성되던 궤환부의 구성이 없게되어안정기의 부피와 무게를 크게 줄여 비용을 절감시키고, 응답속도를 개선한 장점이 있다.

또한, 본 고안은 램프의 밝기조절이 외부로부터 원격조정 가능한 유용한 고안이다.

Claims (3)

1. 필터부(10) 및 정류부(20)의 입력단에 연결된 트랜스(T1), 전계효과트랜지스터(FET1), 다이오드(D2) 및 캐패시터(C2)와, 상기 필터부(10) 및 정류부(20)를 통해 입력되는 전압을 분압하여 역률제어용IC(IC1)에 입력하는 분압저항(R3)(R4)과, 상기 캐패시터(C2)에 걸린 출력전압을 분압하여 상기 역률제어용IC(IC1)에 입력하는 분압저항(R5)(R6)과, 상기 입력전압과 출력전압을 검출 비교하여 상기 전계효과트랜지스터(FET1)를 스위칭제어하는 역률제어용IC(IC1)와, 출력단(A)(B)에 트랜스(T6)의 일차측이 연결되어 이차측으로 안정기 제어회로의 구동전압 및 포토커플러(IC10)의 구동전압을 생성하는 DC/DC컨버터부(31)를 포함하는 정전압부(30);

   상기 정전압부(30)에 연결되고, 그 입력단에 연결된 전계효과트랜지스터(FET2), 저항(R10), 다이오드(D4), 필터용 쵸크코일(T2), 캐패시터(C8) 및 저항(R41)과, 상기 저항(R41)에 걸리는 전압을 가변저항(VR1)을 통해 인가받아 기준신호와 비교하여 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 스위칭신호를 출력하는 펄스폭변조IC(IC2)와, 상기 펄스폭변조IC(IC2)의 출력신호를 인가받아 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 게이트에 인가하는 포토커플러(IC10)를 포함하는 출력제어부(40);

   상기 출력제어부(40)의 출력단에 직렬연결된 제너다이오드(ZD1), 저항(R21)(R22) 및 제너다이오드(D2)와, 소정의 구형파를 출력하도록 연결된 전계효과트랜지스터(FET3)(FET4) 및 전계효과트랜지스터(FET5)(FET6)와, 상기 제너다이오드(ZD2)의 캐소우드단의 전압을 인가받아 이에 따른 신호를 타이머(IC4)로 입력하는 TR어레이IC(IC3)와, 상기 TR어레이IC(IC3)의 출력에 의해 소정시간 동작되는 타이머(IC4)와, 상기 타이머(IC4)의 출력단에 연결된 TR어레이IC(IC5)와, 상기 TR어레이IC(IC5)의 출력단에 연결된 멀티바이브레이터(IC6) 및 앤드게이트(IC11)와, 상기 앤드게이트(IC11)의 출력에 따라 상기 전계효과트랜지스터(FET3~FET6)를 교번하여 스위칭 구동하는 FET구동IC(IC8) 및 EFT구동IC(IC9)를 포함하는 DC/AC인버터부(50); 및

   상기 DC/AC인버터부(50)의 출력단에 연결되고 고압발생용 트랜스(T4), 전류제한용 코일(T5) 및 고압 캐패시터(C30)로 구성되어 고압을 출력하여 방전램프(LP)를 점등시키는 이그나이터부(60);로 구성된 것을 특징으로 하는 메탈 할라이트용 안정기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 출력제어부(40)는 릴레이(RL)의 코일부와 외부스위치(CN)가 직렬 연결되고, 상기 릴레이(RL)의 스위치부에는 램프 밝기 조절용 저항(R40)이 램프세팅용 가변저항(VR1)에 병렬 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 메탈 할라이트용 안정기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 외부스위치(CN)는 리모트 콘트롤러(remote controller)에 의해 작동되는 원격제어 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 메탈 할라이트용 안정기.