KR200339198Y1

KR200339198Y1 - 고압방전등의 안정기 보호회로

Info

Publication number: KR200339198Y1
Application number: KR20-2003-0031719U
Authority: KR
Inventors: 김계영
Original assignee: 김계영
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2004-01-24

Abstract

본 고안은 고압방전등의 램프 단락에 따른 안정기 보호회로에 관한 것이다.

이같은 본 고안은, 역률 개선용 콘덴서가 설치된 안정기에 있어 램프의 단락이 이루어질 때 그 단락상태를 전류검출변환기로 부터 검출된 램프 및 콘덴서 부하 중 콘덴서의 부하 제거를 통해 안정기의 입력단에서 검출하므로서, 램프의 단락이 이루어질 때 고압발생회로에서의 고압 발생을 차단하여 그 고압발생으로 인한 안정기의 파손을 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압방전등의 안정기 보호회로를 제공한다.

Description

고압방전등의 안정기 보호회로{Stabilizer protection circuit of high voltage a discharge lamp}

본 고안은 고압방전등의 램프 단락에 따른 안정기 보호회로에 관한 것으로서, 특히 전류검출변환기로 부터 검출된 램프 및 콘덴서 부하 중 콘덴서 부하를 제거하여 램프의 단락이 이루어질 때 고압발생회로에서의 고압 발생으로 인한 안정기의 파손을 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압방전등의 안정기 보호회로에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 가로등 조명이나 고천정 조명 등으로 많이 사용되고 있는 고압방전등(예; 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등)을 점등하기 위해서는 램프에 높은 초기 시동전압을 공급하고 그 점등 후에 전류를 제어하기 위하여 역률 개선용 콘덴서가 설치된 안정기가 필요하다.

이때, 램프의 수명을 불안정하게 하는 요소로는 진동에 의한 소켓 이탈로 접촉 불량을 유발하거나, 출력단 선로의 접촉불량, 단자류의 이완이나 이탈 및 절연불량 등의 원인이 있을 수 있는데, 이러한 요소들은 점화장치를 불필요하게 동작시켜 구동부의 피로 누적과 그로 인한 발열현상은 물론, 램프의 점등이 없을 때에도 1500V 이상의 고압 발진을 계속 진행하므로서 안정기 자체의 점등회로 중 반도체 소자에 서지 요소로 작용하여 절연을 파괴하면서 안정기의 수명을 현저하게 단축시키는 문제점을 가지게 되었다.

이에따라 종래에는 단락감지수단에 의해 안정기의 출력양단이 단락상태인지를 감지한 후, 상기의 감지신호에 따라 입력단속수단이 전원입력부에 입력되는 전압을 차단하거나 또는 입력전원을 인가하는 방식으로 그 구동이 이루어지는 안정기보호회로를 개발하기에 이르렀다.

그러나, 상기 종래의 안정기 보호회로는 안전기의 단락상태를 입력단에서 감지하지 못하므로서, 램프가 단락되었을 때 안정기의 입력양단에 연결된 역률 개선용 콘덴서로 전류가 흐르면서 안정기내의 고압발생회로에서는 1500V 이상의 고압이 발생할 수밖에 없었으며, 이러한 고압 발생을 장기간 방치할 경우 안정기의 파손이 유발되는 문제점을 초래하게 되었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 고안은, 역률 개선용 콘덴서가 설치된 안정기에 있어 램프의 단락이 이루어질 때 그 단락상태를 전류검출변환기로 부터 검출된 램프 및 콘덴서 부하 중 콘덴서의 부하 제거를 통해 안정기의 입력단에서 검출하므로서, 램프의 단락이 이루어질 때 고압발생회로에서의 고압 발생을 차단하여 그 고압발생으로 인한 안정기의 파손을 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압방전등의 안정기 보호회로를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 고압방전등의 안정기 보호회로도.

도 2의 a∼e는 본 고안의 일실시예로 시스템 각부의 출력파형도.

도 3은 본 고안의 다른실시예에 따른 고압방전등의 안정기 보호회로도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1,2; 선로 3 ; 램프

4 ; 고압발생부 5 ; 쵸크코일

10; 전원공급부 11; 전압강화소자

20; 전류검출 변환부 30; 위상제어부

31; 다이액 32; 트라이액

33; 포토트랜지스터 40; 램프단락 검출부

50; 릴레이 60; 단락표시부

70; 제어수단

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 고압방전등의 안정기 보호회로도 이다.

도 1에 도시된 바와같이, 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)을 가지는 전원측 선로(1)(2)로 부터 교류전원(AC 220V)이 공급될 때 그 공급되는 교류전원에 따라 고전압의 펄스전압을 출력하여 램프(3)를 점등시키도록 역률개선용 콘덴서(C1)와 고압발생부(4) 및 쵸크코일(5)을 포함하는 통상적인 안정기(100)에 있어서,

상기 전원측 선로(1)(2)를 통해 교류전원이 공급될 때 그 교류전원을 정류하고 전압 강하하여 동작전원으로 공급하는 전원공급부(10),

상기 안정기(100)의 펄스전압에 따라 램프(3)의 정상 점등이 이루어질 때 전원측 선로(1)(2)에서의 전류차에 따른 램프(3) 및 콘덴서(C1)의 부하신호(전압값)를 검출하는 전류검출 변환기(20),

상기 전류검출 변환기(20)에서 검출된 콘덴서(C1)의 부하신호를 제거하도록 전원측 선로(1)(2)로 부터 안정기(100)로 공급되는 교류전원의 위상을 제어하는 위상제어부(30),

상기 위상제어부(30)에 의해 콘덴서(C1)의 부하신호가 제거된 상태에서 램프(3)의 소등이나 소손에 의한 단락상태를 안정기(100)의 입력단에서 검출하는 램프단락 검출부(40),

상기 램프단락 검출부(40)로 부터 검출된 램프(3)의 소등이나 소손에 의한 단락상태에 따라 구동하여 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)을 오프시켜 안정기(100)로의 전원공급을 차단하는 릴레이(50) 및,

상기 램프단락 검출부(40)로 부터 검출된 램프(3)의 소등이나 단락상태를 외부에 알려주는 단락표시부(60)로 구성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 위상제어부(30)는,

전원측 선로(1)(2)를 통해 안정기(100)로 교류전원이 공급될 때 그 공급되는교류전원으로 부터 충전되는 콘덴서(C2),

상기 콘덴서(C2)의 양단전압이 브레이크 오버(break over) 전압에 도달할 때 그 방전이 이루어지도록 스위칭 동작하여 후술하는 트라이액(32)의 게이트단에 신호전류를 인가하는 다이액(DIAC)(31),

상기 다이액(31)으로 부터 게이트단에 인가되는 신호전류에 따라 트리거되어 위상제어신호를 출력하는 트라이액(TRIAC)(32),

상기 트라이액(32)으로 부터 출력된 위상제어신호에 따라 전류검출 변환기(20)로 부터 검출된 콘덴서(C1)의 부하신호 제거용 제어신호를 출력하는 포토트랜지스터(Photo TR)(33)로 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 램프단락 검출부(40)는,

위상제어부(30)에 의해 콘덴서(C1)의 부하신호가 제거된 후 위상제어된 램프(3)의 부하신호가 인가될 경우 온되고 램프(3)의 소등이나 단락으로 위상 제어된 램프(3)의 부하신호가 인가되지 않을 경우 오프되는 트랜지스터(Q1),

상기 트랜지스터(Q1)의 온시에는 게이트단으로의 트리거 전압 공급으로 부터 온되고 트랜지스터(Q1)의 오프시에는 게이트단으로의 트리거 전압 차단으로 부터 오프되는 사이리스터(SCR1),

상기 사이리스터(SCR1)의 온시에는 릴레이(50)의 구동을 통해 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)를 온시켜 안정기(100)로 전원을 공급하고 사이리스터(SCR1)의 오프시에는 릴레이(50)의 구동 정지를 통해 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)을 오프시켜 안정기(100)로의 전원 공급을 차단하도록 온/오프의 스위칭동작이 이루어지는 트랜지스터(Q2)로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 미설명된 도면부호 R1∼R15는 저항, D1∼D11은 다이오드, C3∼C5는 콘덴서이고, 미설명된 도면부호 11은 전압공급부(10)내에 포함된 전압강하소자이고, ZCT는 전류검출 변환기(20)에 포함된 변류기이며, SCR2는 고압발생부(4)에 포함된 사이리스터이고, LED는 단락표시부(60)에 포함된 발광다이오드를 도시하고 있다.

이와같이 구성된 본 고안의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에서와 같이 전원측 선로(1)(2)를 통해 안정기(10)로 AC 220V의 교류전원이 인가되는 경우, 상기 안정기(10)에서는 고전압의 펄스전압을 출력하여 램프(3)의 정상적인 점등이 이루어지도록 하였다.

즉, 상기 안정기(10)에는 역률개선용 콘덴서(C1), 저항(R13), 쵸크코일(5)은 물론, 사이리스터(SCR2), 저항(R14)(R15), 콘덴서(C5), 다이오드(D10)(D11)를 포함하는 고압발생부(4)가 상호 연결되어 있는 바,

상기 고압발생부(4)에서는 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)의 온 스위칭으로 부터 전원측 선로(1)(2)를 통해 AC 220V의 교류전원이 공급될 때 그 공급되는 교류전원에 따라 고전압의 펄스전압을 출력하여 램프(3)를 점등시키게 되는 것이다.

여기서, 상기의 전원측 선로(1)(2)를 통해 교류전원이 공급될 때 그 교류전원은 전원공급부(10)에 의해 정류되고 전압 강하되면서 전류검출 변환기(20)는 물론 위상제어부(30), 램프단락 검출부(40), 릴레이(50), 단락표시부(60)의 동작전원으로 공급된다.

즉, 전원측 선로(1)(2)를 통한 AC 220V의 교류전원을 저항(R1)을 통해 공급받는 전원공급부(10)에서는 다이오드(D1)(D2)(D3)(D4)에서 정류된 후 전압강하소자(11)를 통해 전압 강하가 이루어진 후 시스템 각부의 동작전원으로 그 공급이 이루어지는 것이다.

그리고, 상기 안정기(100)의 펄스전압에 따라 램프(3)의 정상 점등이 이루어질 때 전원측 선로(1)(2)에서의 전류차에 따른 램프(3) 및 콘덴서(C1)의 부하신호(전압값)는 변류기(ZCT)와 다이오드(D6)(D7)(D8)(D9) 및 저항(R3)를 포함하는 전류검출 변환기(20)에 의해 검출된다.

이때, 상기 램프(3)가 소등되거나 또는 소손에 의해 단락되는 경우, 상기 안정기(100)내의 역률개선용 콘덴서(C1)에는 지속적으로 전류가 흐르기 때문에 상기 램프(3)의 소등이나 소손에 의한 단락상태를 제대로 감지하지 못하게 되고, 이는 곧 고압발생부(4)의 고압(1500V) 발생이 지속적으로 이루어지면서 안정기(100)의 파손을 유발시키는 요인으로 작용하게 되었다.

이에 본 고안에서는 전원측 선로(1)(2)에 안정기(100)로 공급되는 교류전원의 위상을 제어하는 위상제어부(30)를 연결하여 두므로서, 상기 전류검출 변환기(20)에서 검출된 콘덴서(C1)의 부하신호를 제거할 수 있도록 하였다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 전원측 선로(1)(3)에서 안정기(100)로 공급되는 AC 220V의 교류전원은 도 2a의 교류파형을 이룬다.

그리고, 상기 전류검출 변환기(20)로 부터 전원측 선로(1)(2)에서의 전류차에 따른 램프(3) 및 콘덴서(C1)의 부하신호(전압값)가 검출될 때, 상기 위상제어부(30)내의 다이액(31)은 전원측 선로(1)(2)를 통해 안정기(100)로 교류전원이 공급될 때 그 공급되는 교류전원으로 부터 충전되는 콘덴서(C2)의 양단전압이 브레이크 오버 전압에 도달할 때 그 방전이 이루어지도록 스위칭 동작을 한 후 트라이액(32)의 게이트단에 신호전류를 인가하게 된다.

이때, 상기 트라이액(32)은 다이액(31)으로 부터 게이트단에 인가되는 신호전류에 따라 트리거된 후 도 2b와 같은 위상제어신호를 포토트랜지스터(33)로 출력하게 되는 바,

상기 포토트랜지스터(33)는 트라이액(32)으로 부터 출력된 위상제어신호에 따라 도 2c와 같이 전류검출 변환기(20)로 부터 검출된 콘덴서(C1)의 부하신호 제거용 제어신호를 출력하게 된다.

그러면, 상기 전류검출 변환기(20)에 의해 검출된 램프(3) 및 콘덴서(C1)의 부하신호(도 2d)에 있어, 도 2e와 같이 위상제어를 통해 콘덴서(C1)의 부하신호가 제거된 상태에서 램프(3)의 부하신호만이 출력된다.

이때, 상기 램프(3)의 부하신호가 출력되는 경우, 상기 램프(3)의 부하신호로 부터 램프단락 검출부(40)에서는 램프(3)의 소등이나 소손에 의한 단락상태를 안정기(100)의 입력단에서 검출할 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 램프단락 검출부(40)에 포함된 트랜지스터(Q1)는 위상제어부(30)에 의해 콘덴서(C1)의 부하신호가 제거된 후 정상적인 램프(3)의 부하신호가 인가될 경우 온되고, 램프(3)의 소등이나 단락시에는 오프의 스위칭동작을 하게 되는 바,

램프(3)의 정상적인 점등으로 부터 상기 트랜지스터(Q1)가 온의 스위칭동작을 하면, 사이리스터(SCR1)의 게이트단으로는 트리거 전압이 공급되면서 상기 사이리스터(SCR1)가 온된다.

이때, 상기 사이리스터(SCR1)의 온 동작으로 부터 트랜지스터(Q2)가 온 스위칭동작을 하게 되는 바,

상기 트랜지스터(Q2)의 온 스위칭으로 부터 릴레이(50)가 구동하면서 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)을 온시켜 안정기(100)로 교류전원을 정상적으로 공급하게 되는 것이다.

한편, 상기 램프단락 검출부(40)에 포함된 트랜지스터(Q1)는 위상제어부(30)에 의해 콘덴서(C1)의 부하신호가 제거된 후 램프(3)의 소등이나 소손에 의한 단락이 발생되어 램프(3)의 부하신호가 인가되지 않을 경우 오프의 스위칭동작을 한다.

그리고, 상기 트랜지스터(Q1)가 오프 스위칭동작을 하면, 사이리스터(SCR1)의 게이트단으로는 트리거 전압이 차단되면서 상기 사이리스터(SCR1)는 오프된다.

이때, 상기 사이리스터(SCR1)의 오프동작으로 부터 트랜지스터(Q2)가 오프의 스위칭동작을 하게 되는 바,

상기 트랜지스터(Q2)의 오프 스위칭으로 부터 릴레이(50)의 구동이 정지되면서 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)가 오프되어 안정기(100)로의 교류전원 공급을 차단하게 되고, 이에따라 안정기(100)는 보호될 수 있는 것이다.

이때, 발광다이오드(LED)를 포함하는 단락표시부(60)는 상기 트랜지스터(Q2)의 오프 스위칭동작이 이루어질 때 전원공급부(10)로 부터 동작전원을 공급받아 램프(3)의 소등이나 단락상태를 외부에 알려주도록 그 점등이 이루어진다.

한편, 도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 것으로, 이는 제어수단(예; CPU)(70)의 제어 알고리즘을 통해 안정기(100)의 입력단에서 램프(3)의 소등이나 소손에 따른 단락상태를 검출할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 고안의 다른실시예에서는 전류검출 변환기(20)로 부터 콘덴서(C1) 및 램프(3)의 부하신호 검출신호가 입력되었는가를 제어수단(70)이 판단한다.

이때, 상기 제어수단(70)으로 램프(3)의 부하신호 검출신호가 입력되지 않을 경우, 상기 제어수단(70)에서는 트랜지스터(Q2)를 온 시키게 되고, 상기 트랜지스터(Q2)의 온 스위칭으로 부터 릴레이(50)가 제 1 및 제 2 릴레이접점(RL1)(RL2)을 오프시켜 안정기(100)로의 교류전원 공급을 차단하도록 설계된 것이다.

이하, 본 고안의 일실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명을 생략하였다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 역률 개선용 콘덴서가 설치된 안정기에 있어 램프의 단락이 이루어질 때 그 단락상태를 전류검출변환기로 부터 검출된 램프 및 콘덴서 부하 중 콘덴서의 부하 제거를 통해 안정기의 입력단에서 검출하므로서, 램프의 단락이 이루어질 때 고압발생회로에서의 고압 발생을 차단하여 그 고압발생으로 인한 안정기의 파손을 미연에 방지하는 효과를 제공한다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

제 1,2 릴레이접점을 가지는 전원측 선로로 부터 교류전원이 공급될 때 그 공급되는 교류전원에 따라 고전압의 펄스전압을 출력하여 램프를 점등시키도록 역률개선용 콘덴서와 고압발생부 및 쵸크코일을 포함하는 통상적인 안정기에 있어서,

상기 전원측 선로를 통해 교류전원이 공급될 때 그 교류전원을 정류하고 전압 강하하여 동작전원으로 공급하는 전원공급부,

상기 안정기의 펄스전압에 따라 램프의 정상 점등이 이루어질 때 전원측 선로에서의 전류차에 따른 램프 및 콘덴서의 부하신호(전압값)를 검출하는 전류검출 변환기,

상기 전류검출 변환기에서 검출된 콘덴서의 부하신호를 제거하도록 전원측 선로로 부터 안정기로 공급되는 교류전원의 위상을 제어하는 위상제어부,

상기 위상제어부에 의해 콘덴서의 부하신호가 제거된 상태에서 램프의 소등이나 소손에 의한 단락상태를 안정기의 입력단에서 검출하는 램프단락 검출부,

상기 램프단락 검출부로 부터 검출된 램프의 소등이나 소손에 의한 단락상태에 따라 구동하여 제 1,2 릴레이접점을 오프시켜 안정기로의 전원공급을 차단하는 릴레이 및,

상기 램프단락 검출부로 부터 검출된 램프의 소등이나 단락상태를 외부에 알려주는 단락표시부로 구성함을 특징으로 하는 고압방전등의 안정기 보호회로.
제 1 항에 있어서, 상기 위상제어부는,

전원측 선로를 통해 안정기로 교류전원이 공급될 때 그 공급되는 교류전원으로 부터 충전되는 콘덴서, 상기 콘덴서의 양단전압이 브레이크 오버 전압에 도달할 때 그 방전이 이루어지도록 스위칭 동작하여 후술하는 트라이액의 게이트단에 신호전류를 인가하는 다이액, 상기 다이액으로 부터 게이트단에 인가되는 신호전류에 따라 트리거되어 위상제어신호를 출력하는 트라이액, 상기 트라이액으로 부터 출력된 위상제어신호에 따라 전류검출 변환기로 부터 검출된 콘덴서의 부하신호 제거용 제어신호를 출력하는 포토트랜지스터로 구성함을 특징으로 하는 고압방전등의 안정기 보호회로.
제 1 항에 있어서, 상기 램프단락 검출부는,

위상제어부에 의해 콘덴서의 부하신호가 제거된 후 위상제어된 램프의 부하신호가 인가될 경우 온되고 램프의 소등이나 단락으로 위상 제어된 램프의 부하신호가 인가되지 않을 경우 오프되는 트랜지스터, 상기 트랜지스터의 온시에는 게이트단으로의 트리거 전압 공급으로 부터 온되고 트랜지스터의 오프시에는 게이트단으로의 트리거 전압 차단으로 부터 오프되는 사이리스터, 상기 사이리스터의 온시에는 릴레이의 구동을 통해 제 1 및 제 2 릴레이접점를 온시켜 안정기로 전원을 공급하고 사이리스터의 오프시에는 릴레이의 구동 정지를 통해 제 1,2 릴레이접점을 오프시켜 안정기로의 전원 공급을 차단하도록 온/오프의 스위칭동작이 이루어지는 트랜지스터로 구성함을 특징으로 하는 고압방전등의 안정기 보호회로.
제 1 항에 있어서, 상기 안정기 입력단에서의 램프 단락에 따른 안정기로의 전원 차단은, 안정기 보호 프로그램을 탑재하면서 전류검출 변환기로 부터 콘덴서 및 램프의 부하신호가 검출되었는가를 판단한 후 그 판단결과로 부터 트랜지스터의 온/오프 스위칭을 제어하는 제어수단에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 고압방전등의 안정기 보호회로.