KR20030090034A - Protector for Starter of HID Ballast Unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정기에 연결된 고압 방전등의 고장으로 인하여 시동 회로가 파손되는것을 방지하기 위한 고압 방전등 안정기 시동 회로의 보호 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a protection circuit of a high voltage discharge lamp ballast starter, and more particularly, to a protection circuit of a high pressure discharge lamp ballast starter circuit for preventing the starter circuit from being damaged due to a failure of a high pressure discharge light connected to the ballast.
일반적으로, 고압 방전등을 점등하기 위해서 사용되는 안정기는 안정 회로와 시동 회로로 구분된다.In general, a ballast used to light a high-pressure discharge lamp is divided into a stabilizer circuit and a startup circuit.
시동 회로는 고압 방전등의 점등 초기에 고전압을 생성하여 공급하는 것으로, 고압 방전등이 점등되는 즉시 기능을 중지하고, 안정 회로에서 공급되는 스위칭 전력을 공급받아 점등 상태를 유지한다.The starting circuit generates and supplies a high voltage at the initial stage of lighting of the high-voltage discharge lamp. The starting circuit stops the function as soon as the high-voltage discharge lamp is turned on and receives the switching power supplied from the stable circuit to maintain the lighting state.
그리고, 일반적인 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드 램프와 같은 고압 방전등은 부성 저항 특성이 있기 때문에 일정 전류량으로 공급하기 위한 안정 회로를 사용한다.In addition, since a high-pressure discharge lamp such as a mercury lamp, a sodium lamp, and a metal halide lamp has a negative resistance characteristic, a stable circuit for supplying a constant current amount is used.
상기와 같은 특징을 가지는 고압 방전등의 안정 회로로는 기존에 CC형, RC형, TC형 등 3종류의 안정기가 많이 사용되었으나 오늘날에는 전자식 안정기를 많이 사용하고 있으며, 대부분의 안정기는 AC 전원을 공급받아 직류 전압으로 변환시켜 주는 전원 변환부, 상기 전원 변환부로부터 동작 전원을 공급받아 PWM 제어를 수행하는 PWM 제어부, 상기 PWM 제어부의 제어를 받아 상기 전원 변환부에서 공급되는 전압을 스위칭시켜서 고전압을 출력하는 스위칭부로 구성되며, 상기 스위칭부의 출력은 고압 방전등에 공급되어 점등시켜 준다.As the stable circuit of the high-pressure discharge lamp having the above characteristics, three types of ballasts, such as CC type, RC type, and TC type, were previously used, but today, many electronic ballasts are used, and most ballasts supply AC power. A power conversion unit for receiving and converting a DC voltage, a PWM control unit receiving PWM power from the power conversion unit to perform PWM control, and switching the voltage supplied from the power conversion unit under the control of the PWM control unit to output a high voltage It is composed of a switching unit, the output of the switching unit is supplied to the high-pressure discharge lamp to light up.
한편, 고압 방전등을 시동시키기 위해서는 안정기의 출력전압보다 훨씬 높은 고전압을 인가시켜 주어야 하는데, 이러한 역할을 하는 것이 시동부이다.On the other hand, in order to start the high-pressure discharge lamp, a high voltage much higher than the output voltage of the ballast should be applied, which plays a role.
그런데, 상기 시동부는 고압 방전등의 수명 종료나 소켓의 단자와의 접촉 불량 등으로 인하여 점등 장애가 있어서 고압 방전등이 점등되기 불가능한 상태인데도 불구하고, 기존의 고압 방전등 안정기의 시동부는 고압 방전등의 상태와 상관없이 지속적으로 시동을 시도하기 때문에 시동부 자체 회로가 열화되는 문제점이 있으며, 시동부에서 발생되는 수kV의 고압 펄스는 주변 회로의 오동작을 유발하는 요인으로 작용하는 문제점을 안고 있었다.By the way, even though the starter is in a state in which the high voltage discharge lamp cannot be turned on due to a lighting failure due to the end of the life of the high pressure discharge lamp or a poor contact with the terminal of the socket, the starter of the conventional high voltage discharge ballast is irrespective of the state of the high pressure discharge lamp. There is a problem in that the starter circuit itself is deteriorated because it continuously tries to start, and a high voltage pulse of several kV generated at the starter part has a problem of causing a malfunction of the peripheral circuit.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 고압 방전등의 정상 여부에 따라 시동부의 동작을 제어함으로써 시동부가 고전압 펄스로 인하여 손상되는 것을 방지해 주는 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, the purpose of which is to control the operation of the starter in accordance with the normal operation of the high-pressure discharge lamp, the high-pressure discharge ballast starter to prevent the starter from being damaged by high voltage pulse To provide a protection circuit.
도 1은 본 발명에 따른 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로를 설명하기 위한 회로도.1 is a circuit diagram for explaining a protection circuit of a high-pressure discharge ballast starter according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도.Figure 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the protective circuit of the high-pressure discharge ballast starter according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 안정기12 : PWM 제어부10: ballast 12: PWM control unit
14 : 전력 제어부16 : 스위칭부14 power control unit 16 switching unit
20 : 시동부22 : 타이머20: starter 22: timer
24 : 차단부26 : 트랜스24: blocking part 26: trance
30 : HID 램프30: HID Lamp
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 AC 전원을 공급받아 노이즈 제거 및 직류 전압으로 변환 기능을 가지는 전원 변환부, 상기 전원 변환부로부터 동작 전원을 공급받아 PWM 제어를 수행하는 PWM 제어부, 상기 PWM 제어부의 제어를 받아 상기 전원 변환부에서 공급되는 전압을 스위칭시켜서 고전압을 출력하는 스위칭부로 된 안정 회로부에 연결되어 상기 안정 회로부에서 출력되는 전압을 고압 방전등의 점등 개시에 필요한 고전압을 생성하여 고압 방전등을 점등 개시하기 위한 시동부에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a power conversion unit having a function of removing noise and converting into a DC voltage by receiving AC power, a PWM control unit receiving the operating power from the power conversion unit to perform PWM control, the PWM Under the control of the control unit, the voltage supplied from the power conversion unit is switched to a stable circuit unit which is a switching unit for outputting a high voltage. The voltage output from the stable circuit unit generates a high voltage required to start lighting the high-voltage discharge lamp to generate a high-voltage discharge lamp. In the starting section for starting to turn on,
상기 안정 회로와 상기 시동부 사이에 연결되어 일정 시간이 경과하면 출력 전압이 미리 설정된 전압으로 상승하는 타이머와;A timer connected between the stabilization circuit and the starter and outputting the output voltage to a predetermined voltage after a predetermined time elapses;
상기 타이머의 출력 전압이 미리 설정된 전압으로 상승하면 상기 시동부에공급되는 전압을 강하시켜서 시동부의 동작을 중지시켜 주는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로를 제공한다.When the output voltage of the timer rises to a predetermined voltage provides a protection circuit for the high-voltage discharge ballast starter, characterized in that it comprises a cut-off unit for stopping the operation of the starter by dropping the voltage supplied to the starter.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 고전압 방전등을 점등 개시해 주는 시동부를 미리 설정된 일정 시간 동안만 동작하도록 함으로써 고전압 방전등이 비정상 상태일 경우에 발생하는 시동부의 고전압 펄스 발생을 방지해 주는 것이다.As described above, in the present invention, the starter that starts to turn on the high voltage discharge lamp is operated only for a predetermined time, thereby preventing the high voltage pulse generated at the start unit generated when the high voltage discharge lamp is in an abnormal state.
(실시예)(Example)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention described above in more detail.
첨부한 도면, 도 1은 본 발명에 따른 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로를 설명하기 위한 회로도, 도 2는 본 발명에 따른 고압 방전등 안정기 시동부의 보호 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.1 is a circuit diagram for explaining a protection circuit of the high-pressure discharge ballast starter according to the present invention, Figure 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the protection circuit of the high-pressure discharge ballast starter according to the present invention.
본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이, 고전압 방전등(30)을 점등시키기 위해서는 AC 전원을 공급받아 노이즈 제거 및 직류 전압으로 변환 기능을 가지는 전원 변환부(14), 상기 전원 변환부(14)로부터 동작 전원을 공급받아 PWM 제어를 수행하는 PWM 제어부(12), 상기 PWM 제어부의 제어를 받아 상기 전원 변환부에서 공급되는 전압을 스위칭시켜서 고전압을 출력하는 스위칭부로 된 안정 회로부(10)에 연결되어 상기 안정 회로부(10)가 필요하다.As shown in FIG. 1, in order to turn on the high voltage discharge lamp 30, an AC power source is supplied to operate the power converter 14 and the power converter 14 having a function of removing noise and converting to a DC voltage. The PWM control unit 12 receives power and performs PWM control, and is connected to a stable circuit unit 10 which is a switching unit outputting a high voltage by switching the voltage supplied from the power conversion unit under the control of the PWM control unit. The circuit part 10 is needed.
그리고, 고전압 방전등(30)은 상기 안정 회로부(10)에서 출력되는 전압으로는 점등 개시가 되지 않기 때문에 수kV의 고전압 펄스를 공급해 주는 시동부(20)가 필요하다.Since the high voltage discharge lamp 30 does not start lighting with the voltage output from the stable circuit unit 10, a starter 20 for supplying a high voltage pulse of several kV is required.
상기 시동부(20)는 상기 안정 회로부(10)의 출력 전압을 분압시켜 주는 저항 R3와 저항 R2, 상기 저항 R2에 인가되는 전압을 트리거시켜 주는 다이악(DIAC) DI1, 상기 다이악 DI1을 통하여 전달되는 트리거 신호를 입력받아 상기 안정 회로부(10)에서 전달되는 전압을 스위칭시켜 고전압 펄스로 변환하여 트랜스(26)로 출력하는 스위칭 소자 Q1을 중심으로 하여 저항 R6, 캐패시터 C1, C2, C4를 포함하여 구성된다.The starter 20 is a diac (DIAC) DI 1 for triggering a voltage applied to the resistor R 3 and the resistor R 2 and the resistor R 2 to divide the output voltage of the stable circuit unit 10, the die Resistor R 6 , a capacitor based on switching element Q 1 that receives the trigger signal transmitted through the evil DI 1 , switches the voltage transmitted from the stable circuit unit 10, converts the high voltage pulse, and outputs the high voltage pulse to the transformer 26. It is configured to include C 1, C 2, C 4 .
그리고, 상기 안정 회로부(10)와 상기 시동부(20) 사이에는 일정 시간이 지나면 미리 설정된 일정 전압을 출력하는 타이머(22)가 연결되며, 상기 타이머(22)는 다이오드 D1, 저항 R5, R6, 캐패시터 C5로 구성된다.In addition, a timer 22 for outputting a predetermined voltage after a predetermined time is connected between the stable circuit unit 10 and the starter unit 20. The timer 22 includes a diode D 1 , a resistor R 5 , R 6 , capacitor C 5 .
상기 타이머(22)와 시동부(20) 사이에는 상기 타이머(22)가 일정 시간이 경과하여 상기 저항 R5의 양단에서 일정 전압이 출력되면 상기 스위칭 소자 Q1에 인가되는 게이트 전압을 강하시켜서 상기 시동부(20)의 동작을 중지시켜 주는 차단부(24)가 연결된다.If the timer 22 is output between the timer 22 and the starter 20 after a predetermined time has elapsed and a constant voltage is output from both ends of the resistor R 5 , the gate voltage applied to the switching element Q 1 is lowered. The blocking unit 24 for stopping the operation of the starting unit 20 is connected.
상기 차단부(24)는 스위칭 소자 Q2를 중심으로, 저항 R4, 캐패시터 C3, 다이오드 D2로 구성된다.The blocking unit 24 is composed of a resistor R 4 , a capacitor C 3 , and a diode D 2 around the switching element Q 2 .
상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같이 동작한다.The present invention configured as described above operates as follows.
상기 안정 회로부(10)의 전원 변환부(14)에 전원이 인가되면 즉, 상기 고전압 방전등(30)을 점등시키기 위하여 전원 스위치를 온시키면, 저항 R2및 R3이 저항비에 의하여 저항 R2의 양단 전압이 다이악 DI1의 트리거 전압인 45V 이상 걸리면 스위칭 소자 Q1의 게이트에 상기 다이악 DI1의 트리거 신호가 전달된다.When the power to the power converter 14 of the stabilizing circuit 10 is applied that is, when turning on the power switch in order to light up the high-voltage discharge lamp 30, the resistance R 2 and R 3 the resistance R 2 by the resistance ratio When the voltage at both ends of Dak DI 1 exceeds 45V, which is the trigger voltage of the DIAC DI 1, the trigger signal of the DIAC DI 1 is transferred to the gate of the switching element Q 1 .
스위칭 소자 Q1이 다이악 DI1의 트리거 신호에 의해 온/오프 작동을 반복함에 따라 트랜스(26)의 1차와 2차의 권선비에 따른 고전압이 생성되어 고전압 방전등(30)에 전달되므로 방전이 개시된다.As the switching element Q1 repeats the on / off operation by the trigger signal of the DIAC DI1, a high voltage is generated according to the turns ratio of the primary and the secondary of the transformer 26 and transmitted to the high voltage discharge lamp 30, so that discharge starts. .
상기 고전압 방전등(30)이 방전되기 시작하면 고전압 방전등(30)의 양단 전압이 강하하므로 저항 R2의 전압도 동시에 저하되어 다이악 DI1의 트리거 전압인 45V 이하로 유지되므로 다이악 DI1의 트리거 동작이 멈추어져 스위칭 소자 Q1의 동작 또한 중지된다.When the high-voltage discharge lamp 30 starts to discharge, so also is lowered at the same time, remain below the die evil the trigger voltage of the DI 1 45V voltage of the resistor R 2, so a drop in the voltage across the high voltage discharge lamp (30) die Ill triggers the DI 1 The operation is stopped and the operation of the switching element Q 1 is also stopped.
상기와 같이 정상 상태 동작에서 고전압 방전등(30)의 수명이 다 되었거나 회로에서 고전압 방전등(30)이 제거되어 있다면 고전압 방전등(30) 방전에 따른 전압 강하가 일어나지 않으므로 스위칭 소자 Q1은 계속해서 온/오프 동작을 하고, 이에 따라 고전압 펄스가 지속적으로 발생되어 시동부(20)의 수명 단축을 초래한다.If the lifetime of the high-voltage discharge lamp 30 in the steady state operation as described above is or high-voltage discharge lamp 30 is removed from the circuit does not occur, the voltage drop of the high voltage discharge lamp (30) and discharging switching element Q 1 is continually on / The off operation is performed, whereby a high voltage pulse is continuously generated, resulting in a shortened life of the starter 20.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 상기 스위칭 소자 Q1의 동작 시간을 일정 시간으로 설정하고, 일정 시간이 경과하면 상기 스위칭 소자 Q1의 동작을 중지시켜 주는 타이머(22)가 부가되어 있는 것이다.In order to solve such a problem, in the present invention, a timer 22 is added to set the operation time of the switching element Q 1 to a predetermined time and to stop the operation of the switching element Q 1 when a predetermined time elapses.
상기 타이머(22)는 전원 스위치가 온되면 다이오드 D1, 저항 R6를 통하여 캐패시터 C5에 충전이 이루어져서 캐패시터 C5의 양단 전압이 서서히 상승한다.When the power switch is turned on, the timer 22 is charged to the capacitor C 5 through the diode D 1 and the resistor R 6 to gradually increase the voltage across the capacitor C 5 .
캐패시터 C5의 충전 전압이 차단부(24)인 스위칭 소자 Q2의 게이트에 전달되어 스위칭 소자 Q2가 온 상태를 유지할 수 있는 전압까지 도달하면 스위칭 소자 Q2의 애노드와 캐소드가 도통 상태를 유지하므로, 저항 R2의 전압이 45V 이하로 강하되어 스위칭 소자 Q1이 동작하지 않는다.When the charging voltage of the capacitor C 5 is transferred to the gate of the switching element Q 2 , which is the interruption unit 24, and the switching element Q 2 reaches a voltage capable of maintaining the on state, the anode and the cathode of the switching element Q 2 remain in a conductive state Therefore, the voltage of the resistor R 2 drops to 45 V or less, so that the switching element Q 1 does not operate.
이 상태는 전원을 차단하기 전까지 계속 유지되므로 시동부(20)가 고전압 펄스로 인하여 유발되는 손상을 방지할 수 있다.This state is maintained until the power is cut off, thereby preventing the starter 20 from damage caused by the high voltage pulse.
상기와 같은 동작을 고전압 방전등(30)의 정상 또는 비정상 상태로 구분하고, 입력 전압(A), 저항 R2의 양단 전압(B), 스위칭 소자 Q1의 양단 전압(C), 캐패시터 C5의 양단 전압(D), 스위칭 소자 Q2의 양단 전압(E), 고전압 방전등(30)의 양단 전압(F)을 그래프로 나타내면 도 2와 같다.The above operation is classified into a normal or abnormal state of the high voltage discharge lamp 30, and the input voltage A, the voltage between both ends of the resistor R 2, the voltage between both ends of the switching element Q 1 , and the capacitor C 5 The voltage between both ends of the voltage D, the voltage between both ends of the switching element Q 2 , and the voltage between both ends F of the high voltage discharge lamp 30 are shown in FIG. 2.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 고전압 방전등을 점등 개시해 주는 시동부를 미리 설정된 일정 시간 동안만 동작하도록 함으로써 고전압 방전등이 비정상 상태일 경우에 발생하는 시동부의 고전압 펄스 발생을 방지하여 시동부를 보호해 주는 효과를 제공한다.The present invention made as described above has the effect of protecting the starter by preventing the high voltage pulse generated in the starter part generated when the high voltage discharge light is abnormal by operating the starter for starting the high voltage discharge light only for a predetermined time. To provide.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains does not fall within the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be made by those who possess.
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- 2002-05-21 KR KR1020020028008A patent/KR20030090034A/en not_active Application Discontinuation
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