KR200380673Y1 - 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호회로 및 자기진단 표시등 - Google Patents

고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호회로 및 자기진단 표시등 Download PDF

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Abstract

본 고안은 고압방전 방전등에 있어서, 방전등을 점등시키기 위해 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부에서 전원인 인가되면 사이리스터의 스위칭 작동으로 트랜스포머에 역기전력을 유기하여 2차 권선에 고압펄스를 발생하는 이그나이터; 안정기와 방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등되는 자기진단 표시부; 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 방전등이 재점등 가능한 온도가 되는 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하는 리얼 타이머형 무부화 감지부; 및 리얼타이형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부에서 공급되는 전압을 차단하고, 무부하 상태가 아닐 경우에는 전압을 공급하는 전원 차단부로 구성되어, 방전등의 미연결 또는 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태 또는 이그나이터가 고장일 경우에는 전원이 자동 차단되어 안전을 확보하고 전력소비를 줄일 수 있으며, 자기진단표시등을 사용함으로써 고장부위가 디스플레이되어 불필요한 작업을 하지 않게 되므로 설치비용을 줄일 수 있고, 비상등이 있어 안정기와 방전등의 고장으로 인한 조명환경을 복구할 수 있다.

Description

고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등{A real timer-type no-load protection circuit and self-diagnosis pilot lamp for magnetic-type ballastof high intensity discharge lamp}
본 고안은 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 발광다이오드와 안정화 회로를 통하여 방전등을 안정하게 동작시킴과 아울러 전원공급여부의 자기진단과 안정기 또는 방전등의 고장 여부를 자기진단할 수 있는 방전등용 안정기의 자기진단회로를 구비하여, 무부하시 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하여 안전성과 안정기 수명을 보장하며, 안정기의 고장 시에는 자기진단표시등을 점등시킴으로써 시각적으로 식별 가능하도록 함과 동시에 조명환경을 복구하기 위한 비상등을 점등하는 고압방전등용 자기식 안정기에 관한 것이다.
일반적으로 가로등 조명이나 고천정 조명 등으로 많이 사용되고 있는 고압방전등을 점등하기 위해서 방전등에 높은 초기 시동전압을 공급 즉, 고압 나트륨방전등은 2500V~3000V, 메탈할라이드방전등은 800V~2000V, HQl방전등은 3500V~4500V 으로 고압펄스 전압을 16.67ms(또는 8.33ms)마다 발생시켜야 하고, 점등 후에는 전류를 제어하기 위한 안정기를 필요로 한다.
만약, 설치된 가로등이 점등되지 않는 등의 고장 난 경우에는 정확한 고장의 개소를 발견할 수가 없어 고가의 가로등의 안정기나 방전등의 전체를 교체하여 버리는 폐단이 있어, 가로등 유지 보수에 많은 인력과 노력이 요구될 뿐만 아니라 유지보수비가 많이 요구되는 비경제적인 결함도 나타나고 있다.
또한, 전원이 온된 상태에서 고압방전등용 안정기의 출력단이 무부하 상태이거나 또는 방전등이 점등되지 않을 때 고압방전등용 안정기의 이그나이터는 계속 동작하여 안정기의 출력단에 높은 펄스의 전압(1KV이상)이 발생되어 감전의 위험이 있고, 이그나이터의 계속적인 동작에 의하여 안정기의 보호회로 및 권선의 수명이 짧아지며, 소등된 상태에서 불필요한 전력이 소모된다.
아울러 방전등을 점등 후 소등하였다가 즉시 재점등되기 위하여 약 3분에서 10분정도의 방전등이 식는 시간이 소요되므로 전원 차단은 약 20분 정도 지연 시간을 둔다. 그러나 전원을 차단할 약 20분 동안 높은 이그나이터 전압이 출력 단에 계속적으로 출력되기 때문에 고전압에 의한 감전의 위험이 있으며 계속적 동작되면 스위칭 소자의 수명 단축 및 안정기 보호회로의 부품 손상과 안정기 트랜스포머의 절연 파괴에 의한 안정기 고장의 원인 등 안정기의 수명을 단축할 우려가 있다.
본 고안은, 종래의 고압방전등 자기식 안정기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 방전등의 미연결, 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태인 경우에 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하여 안정기 수명과 안전성을 보장하며, 안정기의 고장 시에는 자기진단표시등을 점등시킴으로써 안정기 고장의 여부를 시각적으로 식별 가능하도록 하고, 방전등이 소등되었을 때의 조명환경을 복구하기 위한 비상등을 점등하는 고압방전등용 자기식 안정기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기술적 수단은 고압방전등에 있어서, 고압방전등을 점등시키기 위해 전원을 공급하는 전원공급부; 전원공급부의 전원단(v)과 연결된 트랜스포머(T);와 트랜스포머의 탭(Tap)전위에 연결된 콘덴서(C12);와 콘덴서의 타측에 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q3);와 사이리스터의 게이트 단과 트랜스포머의 출력단 사이에 연결된 제너다이오드(ZD4), 저항(R22, R23), 다이오드(D10)로 구성되어, 전원공급부에서 전원인 인가되면 사이리스터의 스위칭 작동으로 트랜스포머에 역기전력을 유기하여 2차 권선에 고압펄스를 발생하는 이그나이터; 트랜스포머의 코일 양단에 극히 적은 권수를 감은 3차권선(T3)과 3차권선의 출력단에 연결된 저항(R27), 발광다이오드(LED3), 다이오드(D12)로 구성되어, 안정기와 방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등되는 자기진단 표시부; 타이머 기능을 수행하는 집적회로(U1);와 집적회로의 7번 핀과 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q2);와 사이리스터의 캐소드 단과 연결된 다이오드(D7);와 사이리스터의 게이트 단과 연결된 제너다이오드(ZD2);와 집적회로의 9번 핀과 연결된 포토커플러(PC2);와 포토커플러의 애노드단과 연결된 저항(R18);과 집적회로의 전압제어핀(3번핀, 11번핀)과 트랜스포머(T)의 입력단 사이에 연결된 다이오드(D8), 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11)로 구성되어, 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 방전등이 재점등 가능한 온도가 되는 소정의 차단지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며 소정의 차단지연시간 동안에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하는 리얼 타이머형 무부화 감지부; 및 전기적으로 절연된 상태로 전달받는 포토커플러(PC1);와 게이트 단을 통해 포토커플러의 출력신호가 전송되는 사이리스터(Q1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단에 연결된 릴레이(RL);와 릴레이 양단에 연결된 릴레이스위치(SW1, SW2)로 구성되어, 리얼타이머형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부에서 공급되는 전압을 차단하고 무부하 상태가 아닐 경우에는 전압을 공급하는 전원 차단부로 구성되어 있다.
본 고안에 의하면, 방전등의 미연결, 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태 또는 이그나이터가 고장일 경우, 전원이 자동 차단되어 안전을 확보하고 전력소비를 줄일 수 있으며, 자기진단표시등을 사용함으로써 고장부위를 알게 해주어 불필요한 작업을 하지 않게 되므로 설치비용을 줄일 수 있고, 전원단에 연결된 퓨즈를 통해 회로에 과전류가 인가되면 자동으로 차단되어 화재의 위험에서 벗어날 수 있으며, 비상등이 있어 안정기와 방전등의 고장으로 인한 조명환경을 복구할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 고안에 의한 고압방전등용 자기식 안정기를 나타낸 블록도로, 전원공급부(100), 전원감지표시부(110), 이그나이터부(200), 자기진단표시부(210), 리얼 타이머형 무부하 감지부(300), 전원차단부(400), 전원차단표시부(410), 방전등(500) 및 비상등(600)로 구성되어 있고, 도2는 고압방전등용 자기식 안정기의 내부회로도로, 도 2를 참조하여 각 구성부를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전원공급부(100)는 전원이 공급되는 전원 양단(v, v')으로 구성되어 방전등을 점등시키기 위한 전원을 회로 전체에 공급하되, 발광다이오드(LED1)와 저항(R1)으로 구성된 전원감지표시부(110)에 의해서 정상적으로 전원이 공급되면 발광다이오드(LED1)는 점등되고, 전원이 공급되지 않으면 발광다이오드(LED1)는 소등되어 전원 공급 여부를 시각적으로 식별가능 하도록 하며, 과전류를 차단하는 퓨즈(F)가 더 구비되어, 과전류가 인가되면 퓨즈(F)가 오프되어 회로에 흐르는 과전류를 차단한다.
이그나이터부(200)는 전원공급부(100)의 전원단(v)에 연결된 트랜스포머(T)와 트랜스포머의 탭(Tap)전위에 연결된 콘덴서(C12)와 콘덴서(C12)의 타측에 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q3)와 사이리스터(Q3)의 게이트 단과 트랜스포머(T)의 출력단 사이에 연결된 제너다이오드(ZD4), 저항(R22, R23), 다이오드(D10)와 사이리스터의 애노드 단과 캐소드 단 사이에 연결된 다이오드(D9), 제너다이오드(ZD4)의 애노드 단과 사이리스터(Q3)의 게이트 단 사이에 연결된 저항(R19) 제너다이오드(ZD4)의 애노드 단과 사이리스터(Q3)의 캐소드 단 사이에 연결된 저항(R20), 제너다이오드(ZD4)의 캐소드 단과 사이리스터(Q3)의 캐소드 단 사이에 연결된 저항(R21)으로 구성되어, 전원공급부(100)에서 전원인 인가되면 사이리스터(Q3)의 스위칭 작동으로 1차권선(T1)과 콘덴서(C12)의 공진에 의해 단권변압기가 된 트랜스포머(T)에 역기전력이 유기되어 2차권선(T2)에 고압펄스가 발생된다.
자기진단표시부(210)는 트랜스포머(T)의 양단에 극히 적은 권수를 감은 3차권선(T3)과 3차권선(T3)의 출력단에 연결된 저항(R27), 발광다이오드(LED3), 다이오드(D12)로 구성되어, 안정기와 방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등 된다.
즉, 방전등이 점등되고 발광다이오드(LED3)가 소등되면 안정기는 정상이고, 방전등과 발광다이오드가 모두 소등되면 안정기의 이그나이터가 불량이며, 방전등이 소등이고 발광다이오드(LED3)가 소등되거나 반불 또는 점멸할 때는 트랜스포머(T)가 불량이고, 방전등이 소등되고 발광다이오드(LED3)가 점등되면 방전등이 불량이다.
리얼 타이머형 무부하 감지부(300)는 타이머 기능을 수행하는 집적회로(U1)(예컨대, LM556);와 집적회로의 7번 핀과 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q2);와 사이리스터(Q2)의 캐소드 단과 연결된 다이오드(D7);와 사이리스터(Q2)의 게이트 단과 연결된 제너다이오드(ZD2);와 집적회로의 9번 핀과 연결된 포토커플러(PC2);와 포토커플러(PC2)의 애노드단과 연결된 저항(R18);과 집적회로의 전압 제어핀(3번핀, 11번핀)과 트랜스포머(T)의 입력단 사이에 연결된 다이오드(D8), 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11);와 사이리스터(Q2)의 게이트 단과 제너다이오드(ZD2)사이에 연결된 저항(R13);과 제너다이오드(ZD2)의 애노드단과 사이리스터(Q2)의 캐소드 단 사이에 연결된 저항(R14);과 제너다이오드(ZD2)의 캐소드단과 사이리스터(Q2)의 캐소드단 사이에 연결된 콘덴서(C9);와 집적회로(U1)의 11번 핀에 연결되니 콘덴서(C8), 3번핀에 연결된 콘덴서(C7), 1번핀에 연결된 저항(R12), 13번핀에 연결된 저항(R15); 전원단(v)에 연결된 저항(R16), 콘덴서(C9); 집적회로(U1)의 입력전원(14번핀)에 연결된 저항(R10), 가변저항(R11), 콘덴서(C6);와 집적회로의 14번 핀과 포토커플러(PC1)의 애노드 단 사이에 연결된 저항(R9)으로 구성되어, 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 가열된 방전등이 재점등 가능한 온도로 냉각되는 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하되, 전원이 공급되는 소정의 차단 지연 시간은 외부환경에 따른 방전등이 냉각되는 속도에 따라 계속적으로 변화하고, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복한다.
전원차단부(400)는 전기적으로 절연된 상태로 전달받는 포토커플러(PC1);와 게이트 단을 통해 포토커플러의 출력신호가 전송되는 사이리스터(Q1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단에 연결된 릴레이(RL);와 릴레이 양단에 연결된 릴레이스위치(SW1, SW2);와 릴레이의 온/오프에 의한 역기전력을 흡수하는 회로 보호용 콘덴서(C2);와 릴레이(RL)와 사이리스터(Q1)의 애노드 단 사이에 연결된 다이오드(D4);와 전원단(v)과 사이리스터(Q1)의 캐소드 단에 사이에 연결된 다이오드(D1);와 사이리스터(Q1)의 게이트 단과 다이오드(D1)의 애노드 단 사이에 연결된 콘덴서(C1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단과 전원단(v) 사이에 연결된 다이오드(D2);와 포토커플러의 이미터 단과 연결된 저항(R3);과 저항(R3)의 타측과 사이리스터(Q1)의 캐소드 단 사이에 연결된 콘덴서(C3);와 사이리스터(Q1)의 캐소드 단과 릴레이스위치(SW2)의 b'접점 사이에 연결된 저항(R4, R5, R6)과 다이오드(D5)로 구성되어, 리얼타이머형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부(100)에서 공급되는 전원이 차단되고 무부하 상태가 아닐 경우에는 전원이 공급된다.
전원차단표시부(410)는 릴레이(RL)와 전원공급부(100)의 전원단(v') 사이에 연결된 리셋(Reset)스위치와 릴레이스위치(SW1)의 c접점과 릴레이스위치(SW2)의 c'접점 사이에 연결된 비상등(600);과 릴레이스위치(SW1)의 a접점과 스위치(SW2)의 c'접점 사이에 연결된 발광다이오드(LED2), 저항(R2), 다이오드(D3);를 더 구비하여, 방전등이 무부하 상태일 경우 포토커플러(PC1)가 동작되면 사이리스터(Q1)가 턴온되어 릴레이에 전류가 흘러 두 릴레이스위치(SW1,SW2)가 c접점과 c'접점으로 이동하여 발광다이오드(LED2)와 비상등(600)을 점등한다.
방전등(500)은 전원공급부(100)에서 이그나이터로 전원이 공급되면 이그나이터에서 발생한 고전압펄스에 의해 점등된다.
비상등(600)은 안정기 또는 방전등의 고장 시에 조명환경을 복구하기 위해 자동으로 점등된다. 여기에서 비상등은 백열등 또는 할로겐등을 사용한다.
도2는 고압방전등용 자기식 안정기의 내부회로도로, 도 2의 동작구성을 도1 을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전원이 공급되면 퓨즈(F)를 통하여 릴레이 스위치(SW1)를 통과하고 트랜스포머(T)를 통하여 방전등(500)에 전원을 인가한다. 아울러 전원이 정상적으로 공급되면 항상 저항(R1)을 통하여 발광다이오드(LED1)에 전류가 흐름으로써 발광다이오드(LED1)를 점등시킨다. 만약 과전류가 흐를 경우에는 퓨즈(F)를 오프 시킴으로써 회로로 공급되는 과전류를 차단한다. 방전등 양단에 전원이 인가되면 저항(R22), 다이오드(D10), 저항(R22)을 통하여 저항(R21)에 전압이 걸리게 되고 이 전압이 제너다이오드(ZD4)의 항복전압 이상이 되어 제너다이오드는 도통되므로 사이리스터(Q3)를 턴온시키고 이때 1차권선(T1)과 콘덴서(C12)의 공진에 의해 트랜스포머(T)는 단권변압기가 되어 방전등 양단에 고압펄스를 공급하여 방전등을 점등시킨다.
방전등이 점등되고 나면 방전등 양단에는 방전등이 점등 전보다 낮은 방전등 전압이 걸리게 되어 저항(R21)에 걸리는 전압이 낮아져 제너다이오드(ZD4)가 도통되지 않고 사이리스터(Q3)는 턴오프되어 이그타이터를 멈추게 된다.
전원이 공급된 후 안정기 출력단이 무부하일 때 트랜스포머의 출력단의 저항(R24), 다이오드(D11), 저항(R25)을 통하여 저항(R26)에 걸리는 전압이 제너다이오드(ZD2)의 항복전압 이상이 되어 사이리스터(Q2)가 턴온되면 다이오드(D7)와 함께 타이머(U1)에 그라운드가 형성된다.
타이머(U1)에 그라운드가 형성되면 다이오드(D8)로 정류하고 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11)로 전원전압을 만들고, 전원전압이 타이머(U1)에 입력되면 출력핀인 9번 핀과 5번 핀에 출력전압이 하이가 되어 전압과 출력전압이 같은 전위가 되므로 포토커플러(PC1, PC2)에 전류가 흐르지 않아 사이리스터(Q1, Q4)는 턴온되지 않고, 사이리스터(Q3)는 턴온되어 이그나이터를 동작 시켜 일정 시간 후에 타이머의 9번 핀의 출력전압이 로우가 되면 전압이 저항(R18)을 통하여 포토커플러(PC2)에 흐르고, 다이오드(D6), 저항(R7)을 통하여 저항(R8)에 걸리는 전압이 사이리스터(Q4)의 게이트 단에 흘러 사이리스터(Q4)가 턴온되어 저항(R21)에 걸리는 전압이 제너다이오드(ZD4)의 항복전압 이하가 되어 사이리스터(Q3)를 턴오프시키고 이그나이터를 멈추게 된다.
이그나이터를 멈춘 후 일정시간 후에 타이머의 9번핀 전압이 하이가 되어 포토커플러(PC2)에 전류가 흐르지 않으면 사이리스터(Q4)는 턴 오프되고, 다시 사이리스터(Q3)는 턴온되어 이그나이터를 동작시킨다. 이러한 사이리스터(Q4)의 온 오프 동작은 타이머의 집적회로(U1)의 입력전원에 연결된 저항(R16)을 통하여 콘덴서(C9)에 충전되는 시간동안 9번핀 출력이 하이가 되고 콘덴서(C9)에 충전된 전압이 방전핀인 13번 핀과 연결된 저항(R15)을 통하여 방전 될 때 9번핀 출력은 로우가 되며 회로가 완전 차단될 때까지 반복하여 동작한다.
즉, 리얼타이머형 무부하 감지부를 사용함으로써 무부하시 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며 또한 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복한다.
회로의 완전 차단은 집적회로(U1)의 입력전원에 연결된 저항(R10) 및 가변저항(R11)을 통하여 콘덴서(C6)에 충전되고 콘덴서(C6)에 충전될 동안 5번 핀은 하이가 되어 포토커플러(PC1)는 동작하지 않고, 콘덴서(C6)에 충전된 전압이 방전핀인 1번 핀과 연결된 저항(R12)을 통하여 방전할 때 5번 핀은 로우가 되어 집적회로(U1)의 전원전압이 저항(R9)을 통하여 포토커플러(PC1)에 흘러 사이리스터(Q1)가 턴온되어 릴레이(RL)를 동작시킨다.
또한, 안정기 출력양단에 발생되는 이그나이터 전압은 고압펄스가 발생되고, 발생된 고압펄스는 3차권선(T3)으로 흐르게 되어 3차권선 양단에는 약간의 전압이 발생하게 된다. 발생된 전압은 가변저항(R11)과 발광다이오드(LED3), 다이오드(D12)를 통함으로써 발광다이오드(LED3)를 점등시킨다.
즉, 3차권선의 양단에 극히 적은 턴수의 권수를 감음으로써 안정기의 이그나이터가 정상 동작할 때 3차권선(T3) 양단에는 약간의 전압이 발생하면, 발생된 전압은 발광다이오드(LED3)를 점등(안정기정상)시키고, 이그나이터가 불량일 때는 3차권선 양단에 전압은 거의 0V가 되어 발광다이오드(LED3)는 소등(안정기불량)되며, 트랜스포머가 쇼트 불량일 때는 트랜스포머의 권수비에 의해서 발생된 이그나이터 전압이 감소하게 되므로 발광다이오드(LED3)는 소등되거나 반불현상이 나타나거나 점멸(안정기 불량)한다.
무부하시에 포토커플러(PC1)가 동작하며 사이리스터(Q1)에 게이트 전류가 흘러 사이리스터(Q1)는 턴온되고 입력전원이 리셋스위치(Reset)를 통하여 릴레이(RL)가 동작되어 릴레이스위치(SW1,SW2)가 b, b'접점에서 c, c'접점으로 이동되면 안정기에 흐르는 전류는 차단되고 입력전원은 릴레이(RL)에 의해서 소모되며, 릴레이스위치(SW2)의 c접점에서 발광다이오드(LED2)와 저항(R2)을 통하여 릴레이스위치(SW1)의 c접점에 전류가 흘러 발광다이오드(LED2)를 점등시키고 또한 릴레이스위치(SW2)의 c'접점에 전류가 흘러 비상등을 점등시킨다.
아울러, 리셋스위치(Reset)는 무부하시 전원차단 상태에서 리셋을 누른 후 안정기의 회로가 정상모드로 변환 되었을 때 자기진단표시부의 발광다이오드(LED3)의 점/소등을 판별하여 어떤 부위가 고장인지 확인할 수 있다. 또한 방전등을 교체한 후 정상 점등하는지 리셋스위치를 누르면 안정기가 정상모드로 돌아가기 때문에 확인 및 점등이 용이하다.
그밖에, 가변저항(R11)은 제품의 전수 검사 시에 차단시간을 줄여 검수 시간을 단축시켜주고, 다이오드(D5), 저항(R6, R5)을 통하여 저항(R4)에 걸리는 전압이 콘덴서(C3)에 충전되고 충전된 전압은 포토커플러(PC1)로 공급되며, 다이오드(D1, D2, D3, D4)는 사이리스터(Q1)를 보호하고, 콘덴서(C2)는 릴레이 코일의 온오프에 의한 역기전력을 흡수하여 회로를 보호하고, 콘덴서(C1), 다이오드(D9), 제너다이오드(ZD1)가 회로의 안정된 동작을 위하여 부가되었고, 전원단의 다른 하나의 라인을 단속하는 스위치(SW2)를 전원공급 측에 추가하고 릴레이(RL)로 스위치(SW1)와 함께 연동되도록 하였다.
또한, 전원공급부의 전원 양단에 역률개선용 콘덴서(C4)를 연결하여 공급전압이 정정치 보다 내려갔을 때에 콘덴서를 연결하고 정정치 이상이 되면 차단함으로써 회로에 흐르는 고역률을 개선해 주기 때문에 부하 측에서는 같은 용량의 전기기기를 최대한 유효하게 할 수 있고, 전원 측에서는 같은 부하에 대하여 적은 전류를 흘려보내도 되므로 전압강하가 적어지고 전원설비의 이용효과가 커지는 이점이 있다.
본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 방전등이 점등 안되거나 무부하 상태일 경우 계속적으로 이그나이터 전압이 출력되면 등기구에 누전되어 감전의 위험성이 높지만 본 고안은 리얼타이머형 무부하 감지회로가 내장되어 무부하시 전원 차단 후 뿐만 아니라 차단 대기 시간까지도 안전을 확보함으로써 이그나이터 스위칭 소자의 수명 연장 및 고전압에 의한 보호회로 소자의 수명을 연장할 수 있고, 안정기 권선에 계속적인 고전압 인가로 인한 절연 파괴를 막을 수 있어 안정기의 수명을 연장 할 수 있다.
또한, 방전등의 미연결이나 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태 또는 이그나이터가 고장일 경우, 전원이 자동 차단되어 안전을 확보하고 전력소비를 줄일 수 있으며, 자기진단표시등을 사용함으로써 고장부위를 알게 해주어 불필요한 작업을 하지 않게 되므로 설치비용을 줄일 수 있고, 전원단에 연결된 퓨즈를 통해 회로에 과전압전류가 인가되면 자동으로 차단되어 화재의 위험에서 벗어날 수 있으며, 비상등이 있어 안정기와 방전등의 고장으로 인한 조명환경을 복구할 수 있다.
또한, 리셋스위치를 구비하여 무부하시 전원차단 상태에서 리셋스위치를 누른 후 안정기의 회로가 정상모드로 변환 되었을 때 자기진단표시부의 발광다이오드(LED3)의 점/소등을 판별하여 어떤 부위가 고장인지 확인할 수 있고, 방전등을 교체한 후 정상 점등하는지 리셋스위치를 누르면 안정기가 정상모드로 돌아가기 때문에 확인 및 점등이 용이하다.
도 1은 본 고안에 의한 고압방전등용 자기식 안정기를 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 고안에 의한 고압방전등용 자기식 안정기의 내부회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 전원공급부 110: 전원감지표시부
200: 이그나이터부 210: 자기진단표시부
300: 리얼타이머형 무부하 감지부 400: 전원차단부
410: 전원차단표시부 500: 방전등
600: 비상등 R1~R27: 저항
D1~D12: 다이오드 C1~C12: 콘덴서
ZD1~ZD4: 제너다이오드 LED1~LED3: 발광다이오드
SW1~SW2: 릴레이스위치 Reset: 리셋스위치
T: 트랜스포머 U1: 집적회로
PC1~PC2: 포토커플러 Q1~Q4: 사이리스터
RL: 릴레이 F: 퓨즈
v, v': 전원단

Claims (5)

  1. 고압방전 방전등에 있어서,
    상기 고압방전 방전등을 점등시키기 위해 전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전압공급부의 전원단(v)과 연결된 트랜스포머(T);와 트랜스포머의 탭(Tap)전위에 연결된 콘덴서(C12);와 콘덴서의 타측에 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q3);와 사이리스터의 게이트 단과 트랜스포머의 출력단 사이에 연결된 제너다이오드(ZD4), 저항(R22, R23), 다이오드(D10)로 구성되어, 상기 전원공급부에서 전원인 인가되면 사이리스터의 스위칭 작동으로 트랜스포머의 역기전력을 유기하여 2차 권선에 고압펄스를 발생하는 이그나이터;
    상기 트랜스포머의 코일 양단에 극히 적은 권수를 감은 3차권선(T3)과 3차권선의 출력단에 연결된 저항(R27), 발광다이오드(LED3), 다이오드(D12)로 구성되어, 안정기와 방전방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등되는 자기진단 표시부;
    타이머 기능을 수행하는 집적회로(U1);와 집적회로의 7번 핀과 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q2);와 사이리스터의 캐소드 단과 연결된 다이오드(D7);와 사이리스터의 게이트 단과 연결된 제너다이오드(ZD2);와 집적회로의 9번 핀과 연결된 포토커플러(PC2);와 포토커플러의 애노드단과 연결된 저항(R18);과 집적회로의 전압제어핀(3번핀, 11번핀)과 트랜스포머(T)의 입력단 사이에 연결된 다이오드(D8), 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11)로 구성되어, 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 방전등이 재점등 가능한 온도가 되는 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하는 리얼 타이머형 무부화 감지부; 및
    전기적으로 절연된 상태로 전달받는 포토커플러(PC1);와 게이트 단을 통해 포토커플러의 출력신호가 전송되는 사이리스터(Q1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단에 연결된 릴레이(RL);와 릴레이 양단에 연결된 릴레이스위치(SW1, SW2)로 구성되어, 상기 리얼타이머형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부에서 공급되는 전압을 차단하고 무부하 상태가 아닐 경우에는 전압을 공급하는 전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원공급부는
    과전류를 차단하는 퓨즈(F)와; 전원 공급 여부가 식별가능 하도록 점/소등되는 저항(R1)과 발광다이오드(LED1)로 구성된 전원감지표시부;를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등.
  3. 제 1항에 있어서, 전원차단부는
    릴레이와 전원단(v') 사이에 연결된 리셋과 두 스위치(SW1, SW2)의 c접점과 c'접점 사이에 연결된 비상등과 릴레이스위치(SW1)의 a접점과 릴레이스위치(SW2)의 c'접점 사이에 연결된 발광다이오드(LED2)를 더 구비하여, 상기 방전등이 무부하 상태일 경우 포토커플러(PC1)가 동작되면 사이리스터(Q1)가 턴온되어 릴레이에 전류가 흘러 릴레이스위치(SW1)는 c접점으로 이동하고, 동시에 릴레이스위치(SW2)는 c'접점으로 이동하여 발광다이오드(LED2)와 비상등을 점등시키는 전원차단표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등.
  4. 제 3항에 있어서, 비상등은
    백열등 또는 할로겐등을 사용하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등.
  5. 제1항에 있어서, 전원차단부는
    릴레이(RL)의 온/오프에 의한 역기전력을 흡수하는 회로 보호용 콘덴서(C2)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등.
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