KR200394168Y1

KR200394168Y1 - 비상 유도등 회로

Info

Publication number: KR200394168Y1
Application number: KR20-2005-0015106U
Authority: KR
Inventors: 이인형
Original assignee: 이인형
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2005-08-31

Abstract

본 고안은 비상 유도등 회로에 관한 것으로서, 평상시에는 상용전원으로 점등함과 동시에 축전지를 축전시키고, 비상시 또는 정전시에 축전지의 전원에 의하여 점등시키는 회로로서 상용전원과 비상전원을 정류회로로 격리시켜 서로 간섭이나 영향을 받지 않게 한 비상 유도등 회로에 관한 것이며, 비상 유도등 회로에 있어서, 램프점등회로(60)를 상용전원입력부(20) 및 비상점등용전압발생회로(50)와 각각 브릿지 정류회로로 연결하고, 상용전원입력부(20) 및 비상점등용전압발생회로(50)에서 유입되는 전압을 콘덴서(C3)를 통해서 평활하여 발진회로에 공급하며, 발진회로의 발진코일에서 발진된 전압은 인덕터(L1)의 L값에 따라 조절된 전류로 램프(61)에 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

비상 유도등 회로{A circuit of emergency guide lamp}

본 고안은 비상 유도등 회로에 관한 것으로서, 평상시에는 상용전원으로 점등함과 동시에 전원을 축전지에 연결하여 축전시키고, 비상시 또는 정전시에 축전지의 전원에 의하여 점등시키는 회로로서 상용전원과 비상전원을 정류회로로 격리시켜 서로 간섭이나 영향을 받지 않게 한 비상 유도등 회로에 관한 것이다.

일반적으로 비상 유도등 회로는 일반 조명용 형광등회로에 축전지(예비전원)에 의한 점등회로를 구비하고, 축전지의 이상 유무를 확인할 수 있는 형태로 되어 있다. 상기와 같은 유도등 회로는 상시 전원(상용 교류전원)이 입력시에는 일반 형광등 구동회로와 같이 점등 및 소등되고, 정전시에는 축전지에 충전된 예비전원에 의해 미리 예정된 소정시간 동안 형광등이 점등되도록 한 회로를 말한다.

따라서 상기와 같은 유도등 회로는 상전시와 정전시 점등회로의 동작 모드를 절환하는 스위칭 회로가 필요로 하며, 이러한 절환에 유용한 형태는 스위칭 소자를 이용하여 전원을 절환하는 방식이 널리 사용되고 있다.

종래에 교류 릴레이(Relay)를 사용하여 상전시와 정전시에 따른 전원의 절환을 수행도록 구성시킨 예가 있다.

이와 같은 회로의 구성은 제 1, 제 2 의 필라멘트를 가지는 통상의 형광등과, 입력되는 상용 교류전압을 소정레벨의 전압으로 강하시키어 정류출력하는 정류회로와, 상기 정류회로의 출력양단에 접속되어 소정 전압을 충전하고 방전하는 충방전회로와, 상기 정류회로의 출력 양단자에 접속된 상기 충방전회로의 출력단자에 접속되어 상기 충방전회로의 충전전압 상태를 표시하는 예비전원 감시회로(10)와, 상기 충방전회로로부터 출력되는 직류전압을 소정의 주파수를 가지는 교류전압으로 변환하여 출력하는 전압변환회로와, 상기 상용 교류전압의 일측에 접속되어 상기 형광등의 제 1 필라멘트의 일측에 교류전압을 공급하는 안정기와, 상기 형광등의 제 2 필라멘트의 일측에 일측이 접속되어진 점등관과, 상기 정류회로의 출력단자와 상기 전압 변환회로의 사이에 제 1 스위치가 접속되며, 상기 전압변환회로의 출력단자로부터 출력되는 전압과 상기 점등관의 타측와 상기 형광등의 제 1 필라멘트의 타측 사이에 제 2 스위치가 접속되고, 상기 상용 교류전압의 타측과 상기 형광등의 제 2 필라멘트의 타측 사이에 제 3 스위치가 접속되어 있으며 상기 교류전압의 입력에 의해 구동되어 상기 제 1, 제 2, 제 3 스위치를 스위칭하는 릴레이로 구성된다.

상기 제 1 도의 구성중 정류회로는 전원 변압기(T1)과, 정류용 다이오드(D1, D2)와, 전류 제한저항(R1)으로 구성되어 상기 전원 변압기(T1)의 출력을 전파정류 출력한다. 그리고, 충방전회로는 축전지(BA)와 휴우즈(F2)로 구성되어 있으며, 전압변환회로(14)는 쵸우크 코일(CH1)과 저항(R5)과 두개의 트랜지스터(Q1, Q2)와 펄스 변압기(T2)와 두개의 캐패시터(C1, C2)로 구성되어 입력 직류전압을 소정의 주파수를 가지는 소정레벨의 교류전압으로 변환하여 출력한다.

그리고 비상 유도등회로에서 상용전원 또는 비상전원에서 전압이 유입되어 발진회로에 공급되는데 발진회로는 주기적으로 전압이나 전류가 변하는 신호를 만들어 내는 회로이다. 일반적으로 발진회로는 특정한 주파수의 전류만이 회로에 흐르게 한 것이므로, 특정한 주파수의 전류에 공진(共振)하는 회로와 공진전류를 지속적으로 공급하는 증폭회로로 이루어지는 것이 보통이다. 공진하는 회로에는 전기회로소자의 인덕턴스(코일)와 커패시턴스(콘덴서)를 조합한 회로나, 커패시턴스와 저항을 조합한 회로가 있다.

이 회로는 주기적으로 전압이나 전류가 변하는 신호를 만들어 내기 위한 것으로 증폭회로의 출력을 입력측으로 되먹임하여 외부의 입력 없이 전기진동을 발생시켜서 교류파형을 얻을 수 있다.

이와 같은 구조의 기존 유도등의 발진회로에서 고압 고전류 점등에 의한 램프 수명이 저하되고, 발진코일에 적정한 전압과 전류가 입력되지 않아 회로의 수명이 저하되는 문제가 있고 상용전원과 비상전원의 회로를 별도로 구성하여 상용전원이 유입되는 동안에도 비상전원이 유입되어 전원이 중복되는 문제가 발생한다.

본 고안은 전술한 문제를 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 사용전원시의 점등과 비상전원으로의 점등에 동일한 회로를 사용하고, 상용전원이 유입되는 중에는 비상전원의 인버터가 작동하지 않아 전원이 중복되지 않게 하며, 상용전원입력부와 비상점등용 전압발생회로 상호간의 전원쪽으로 상호간 간섭이나 영향을 주지 않도록 설계한 비상 유도등 회로를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 비상 유도등 회로에 있어서, 램프점등회로를 상용전원입력부 및 비상점등용전압발생회로와 각각 브릿지 정류회로로 연결하고, 상용전원입력부 및 비상점등용전압발생회로에서 유입되는 전압을 콘덴서를 통해서 평활하여 발진회로에 공급하며, 발진회로의 발진코일에서 발진된 전압은 인덕터의 L값에 따라 조절된 전류로 램프에 공급하고, 발진회로의 발진은 저항(R1)과 콘덴서(C7)의 충방전 시정수와 다이오드(D10)에 의해 발생하는 톱니파에 의해 시작되고, 발진코일(T1)의 출력이 트랜지스터(Q1)(Q2)의 베이스와 교번하여 바이어스를 공급해 파동전압을 만들며, 파동전압은 다시 발진코일에 공급되고, 발진코일의 출력전압이 램프(61)의 필라멘트와 콘덴서(C5)와콘덴서(C4)를 통해 흐르고, 램프의 방전시 주파수 변화에 의하여 콘덴서(C4)는 차단되고, 콘덴서(C5)를 통해 전류가 램프로 흘러 점등을 유지하며, 인덕터(L1) 반대편에 램프(61)와 직렬로 연결된 콘덴서(C5)는 램프의 관전류를 조절하는 안정기의 기능을 하고, 램프(61)와 병렬로 연결되는 콘덴서(C4)는 스타터 역할을 하는 것을 특징으로 하는 비상 유도등 회로를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

비상 유도등 회로(10)는 크게 상용전원입력부(20), 충전회로(30), 축전지감시회로(40), 비상점등용전압발생회로(50), 램프점등회로(60)로 구성된다.

상용전원입력부(20)는 도 1에 도시되어 있듯이, 백색 인출선(1)과 적색 인출선(2)으로 유입되는 전압이 상용전원의 점등용 전압으로 다이오드(D1∼D5)로 정류하고 C3로 평활하여 점등회로에 공급하여 점등시킨다.

백색 인출선(1)과 흑색 인출선(2)으로 유입되는 전압은 예비전원 충전용 전원으로 강압트랜스(T2)에 의해 12.5V로 강압하여 다이오드(D8,D9)로 양파정류하여 생성된 맥류로 축전지를 충전하게 된다.

백색 인출선(1)에 설치되는 휴즈(F1)는 점등전원과 충전전원의 공통선에 위치하여 회로의 과전류시 차단하는 보호용 휴즈이고, TNR1은 낙뢰 등 기타의 원인에 의해 발생하여 외부로부터 유입되는 임펄스로부터 회로를 보호한다.

램프의 점등중에 발생할 수 있는 고주파의 노이즈가 유도등의 외부로 유출되는 것을 차단하기 위하여 라인필터(LF1)와 노이즈패스용 콘덴서(C2)를 연결하였다.

그리고 점검용 스위치(SW1)를 공통선에 설치하여 충전전원과 점등전원을 동시에 차단할 수 있게 하고, 작동시 발생할 수 있는 잡음의 유출을 막기 위해 라인필터의 뒤에 설치한다.

강압트랜스(T2)의 2번핀에 유기된 20V AC전압은 TRIAC Q5의 게이트에 인가되어 트랜지스터(Q5)를 턴온 시키므로 상용전원으로의 점등이 이루어지고, 흑색 인출선(2)이 차단되면 트랜지스터(Q5)의 게이트 전압이 0 볼트(V)가 되어 사용전원이 차단되므로 비상전원으로 점등이 된다.

충전회로(30)를 설명하면, 백색인출선(1)과 흑색인출선(2)에 상용전원(220VAC)이 유입 되면 강압트랜스(T2)의 2차측에 12.5V로 낮아진 교류전압이 정류다이오드(D8, D9)에 의해 양파정류가 되어 교류전원등(D18)이 점등 되고 다이오드(D11)을 통한 전압은 저항(R9)에 의해 조절된 전류로 축전지(BT1)에 공급되어 충전이 이루어진다.

또한 저항(R9)으로 인하여 축전지의 전류는 약45mA정도의 맥류로 완속충전을 하므로 과충전 되는 것을 방지한다.

여기서 다이오드(D13)는 콘덴서(C6)에 의해 평활된 전압이 축전지로 흐르는 것을 차단하여 축전지가 맥류에 의한 트리클 충전을 하도록 한다. C6로 평활된 전압은 R11과 D12를 통해 Q4의 BASE에 역 BIAS로 가해져 Q4를 차단하므로 상용전원이 공급 될 때 축전지의 전압이나 충전전압이 비상전원용 인버터를 작동시키는 것을 막는다. D11은 비상전원으로 작동 시 축전지의 전압이 D13을 통해 Q4의 BASE로 흐르는 것을 차단하여 비상전원용 인버터가 작동 할 수 있도록 한다.

상용전원이 차단되면 Q4의 베이스(BASE)는 낮은 전위가 되어 트랜지스터(Q4)는 TURN-ON되므로 축전지의 전압은 트랜지스터(Q4)를 통해 방전하여 비상전원용 인버터를 작동하여 램프가 점등한다.

SW1은 검검용 스위치로 작동시 상용전원을 차단하여 비상전원으로의 점등을 확인 할 수 있으며 휴즈(F2)는 보호용 휴즈로 과전류로 인한 인버터 또는 축전지가 손상 되는 것을 방지한다.

축전지감시회로(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 축전지의 단선 또는 휴즈(F2)의 단선시 A점의 전압은 12.5V의 맥류이며 이 전압은 저항(R12)(R4)으로 분압 되며 분압 된 B점의 전압은 상기 저항(R12)과 저항(R4)의 비율에 의해 낮아지며 120Hz의 교류 성분만큼 트랜지스터(Q6)를 작동 시킨다.

따라서 C점의 전압은 120Hz맥동 전압으로 감시램프(D20)는 1초에 12번을 점등과 소등을 반복 하므로 육안으로는 점등으로 식별된다.

축전지의 전압이 낮은 경우. 축전지가 접속이 되면 A점의 전압은 축전지의 전압이 되며 축전지에 의해 맥류성분은 사라지게 된다. 그리고 A점의 전압이 낮은 경우(축전지의 불량 또는 미충전시)에는 B점의 전압도 낮아지므로 트랜지스터(Q6)는 CUT-OFF상태가 되고 따라서 C점의 전압은 D20을 통해 흐르게 되어 점등상태가 된다.

축전지가 정상인 경우. 축전지가 접속이 되면 충전이 진행됨에 따라 A점의 전압은 상승하게 되고 B점의 전압 또한 상승하여 Q6는 TURN-ON상태가 되어 C점의 전압은 트랜지스터(Q6)를 통하게 되어 D20은 소등 하게 되고 이 상태가 축전지의 정상임을 알려준다.

여기서 콘덴서(C9)는 C점의 전압을 평활하여 D20의 휘도를 향상시키며 다이오드(D14)는 축전지 단선 시 C점의 평활된 전압이 저항(R12)을 통해 트랜지스터(Q6)로 흐르는 것을 차단한다. 또한 저항(R13)은 트랜지스터(Q6)와 다이오드(D20)의 전류를 조절, 이들이 과열되지 않고 작동하도록 한다. 그리고 저항(R12) 또한 저항(R4)과 함께 A점의 전압을 적절한 비율로 분할하여 D20의 점등과 소등 시점을 결정함과 아울러 트랜지스터(Q6)의 베이스(BASE) 전류를 조절하여 트랜지스터(Q6)가 원활하게 동작하게 한다.

비상점등용 전압발생회로(50)는 도 4에 도시되어 있듯이, 상용전원(AC 220V)이 차단될때 즉 정전시에는 트랜지스터(Q4)가 턴온(turn on)되어 트랜지스터 Q3과 Q4의 베이스에 전압이 공급되어 L2를 통한 축전지의 전압은 트랜지스터 Q3과 Q4의 콜렉터로 흐르게 된다.

발진코일(T3) 1차코일과 트랜지스터 Q3, Q4로 전류가 흐르면 발진코일(T3)의 2차측(6-10번 핀)에 고압의 전압이 유기되고 이전압은 1차측으 1-5번 핀에 유기되고 트랜지스터 Q3, Q4의 베이스에 정궤환하여 발진은 계속된다.

이때 발진코일(T3)의 2차전압은 브릿지 정류하여 램프점등회로에 공급함으로서 정전시에도 유효한 조도의 점등을 하게 한다.

본 고안의 램프점등회로(60)는 상용전원시의 점등과 비상전원으로의 점등이 동일한 회로를 사용하도록 구성하고, 상용전원이 유입되는 동안에는 비상전원의 인버터는 작동하지 않아 전원이 중복되지 않게 한다. 상호간의 전원쪽으로는 브릿지 정류회로로 격리시켜 상호간 간섭이나 영향을 주지 않도록 설계한다.

도 6에는 본 고안의 램프점등회로와 상용전원 및 비상전원과 연결되는 다이오드브리지(70)가 도시되어 있다.

상용전원 또는 비상전원용 인버터로부터 전압이 유입되면, 각각의 정류회로에서 정류된 고압의 맥류전압을 콘덴서(C3)로 평활을 하여 발진회로에 공급한다.

발진은 R1과 C7의 충방전 시정수와 D10(DB4)에 의해 발생하는 톱니파에 의해 시작되며, 발진코일(T1)의 출력이 Q1과 Q2의 베이스에 교번하여 바이어스(BIAS)를 공급하여 Q1과 Q2가 파동전압을 만들고 이 전압은 다시 발진코일에 공급한다.

발진코일에서 발진된 전압은 인턱터(L1)의 L값에 따라 조절된 전류로 램프에 공급되고, 발진코일의 출력전압은 램프의 필라멘트와 C5, C4를 통해 흐르게 되어 필라멘트가 가열되면 램프의 내부에 열전자가 충만 되고 램프가 방전을 개시하고 주파수의 변화에 따라 C4는 차단되고 전류는 램프의 양극과 콘덴서(C5)를 통해 흐르게 되어 점등이 유지된다.

이때에 C5는 램프의 관전류를 조절하는 안정기의 기능을 수행함과 동시에 주파수를 최적화하는 정수를 갖는다. 따라서 콘덴서(C4)는 스타터(STATER)의 역할을 하며 저항(R3)은 램프의 초기기동을 돕는다.

이와 같이 기존의 유도등의 발진회로에서 보여지는 고압 고전류 점등에 의한 램프 수명의 저하를 적정한 전압과 전류를 사용함으로 개선한다.

이상과 같이 본 고안은 상용전원과 비상전원으로의 점등을 동일한 회로를 사용하여 상용전압이 유입되는 중에는 비상전원의 인버터가 작동하지 않아 전원이 중복되지 않게 하여 상용전원과 비상전원의 상호간의 간섭이나 영향을 받지 않는 효과가 있으며, 적정한 전압과 전류를 발진회로에 흐르게 하여 램프의 수명 저하를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 비상유도등 회로에서 상용전원입력부를 도시한 회로도.

도 2는 본 고안의 비상유도등 회로에서 충전회로를 도시한 회로도.

도 3은 본 고안의 비상유도등 회로에서 축전지 감시회로를 도시한 회로도.

도 4는 본 고안의 비상유도등 회로에서 비상점등용 전압발생회로를 도시한 회로도.

도 5는 본 고안의 비상유도등 회로에서 램프점등회로를 도시한 회로도.

도 6은 본 고안의 비상유도등 회로에서 램프점등회로가 상용전원과 비상전원이 연결되는 구조를 도시한 개략도.

도 7은 본 고안의 비상유도등 회로를 도시한 회로도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

1 : 백색인출선 2 : 흑색인출선

3 : 적색인출선 4 : 인버터

10 : 비상유도등 회로 20 : 상용전원입력부

30 : 충전회로 40 : 축전지 감시회로

50 : 비상점등용 전압발생회로 60 : 램프점등회로

61 : 램프 70 : 다이오드브리지

Claims

비상 유도등 회로에 있어서,

램프점등회로(60)를 상용전원입력부(20) 및 비상점등용전압발생회로(50)와 각각 브릿지 정류회로로 연결하고, 상용전원입력부(20) 및 비상점등용전압발생회로(50)에서 유입되는 전압을 콘덴서(C3)를 통해서 평활하여 발진회로에 공급하며, 발진회로의 발진코일에서 발진된 전압은 인덕터(L1)의 L값에 따라 조절된 전류로 램프(61)에 공급하는 것을 특징으로 하는 비상 유도등 회로.
제 1 항에 있어서,

발진회로의 발진은 저항(R1)과 콘덴서(C7)의 충방전 시정수와 다이오드(D10)에 의해 발생하는 톱니파에 의해 시작되고, 발진코일(T1)의 출력이 트랜지스터(Q1)(Q2)의 베이스와 교번하여 바이어스를 공급해 파동전압을 만들며, 파동전압은 다시 발진코일에 공급되는 것을 특징으로 하는 비상 유도등 회로.
제 1 항에 있어서,

발진코일의 출력전압이 램프(61)의 필라멘트와 콘덴서(C5)와(C4)를 통해 흐르고, 램프의 방전시 주파수 변화에 의하여 콘덴서(C4)는 차단되고, 콘덴서(C5)를 통해 전류가 램프로 흘러 점등을 유지하는 것을 특징으로 하는 비상 유도등 회로.
제 3 항에 있어서,

인덕터(L1) 반대편에 램프(61)와 직렬로 연결된 콘덴서(C5)는 램프의 관전류를 조절하는 안정기의 기능을 하고, 램프(61)와 병렬로 연결되는 콘덴서(C4)는 스타터 역할을 하는 것을 특징으로 하는 비상 유도등 회로.