KR20080097580A - 램프 안정기 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형광 램프 안정기의 전력 스위치 구동 회로에 관한 것이다.
본 발명은 제1 전력 스위치를 포함하고, 제1 드라이버는 제1 전력 스위치를 제어한다. 제어부는 제1 드라이버를 제어하기 위해, 제어신호를 출력하는 제1 출력단을 포함한다. 제1 드라이버는 제1 전력 스위치의 제어 전극에 제1 단이 전기적으로 연결되어 있고, 제1 출력단에 제2 단이 전기적으로 연결되어 있는 제1 커패시터를 포함한다.
Figure P1020070042622
안정기, 드라이버, MOSFET, BJT, 커패시터

Description

램프 안정기 회로{LAMP BALLAST CIRCUIT}
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 램프 안정기 회로(lamp ballast circuit)를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상측 드라이버(200)에 의해 상측 전력 스위치(Q1)이 턴온되는 기간의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상측 드라이버(200)에 의해 상측 전력 스위치(Q1)이 턴오프 되는 기간을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 신호(HO), 신호(LO), 전류(IB11), 및 전류(IB12)의 파형을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 상측 드라이버(200`) 및 하측 드라이버(300`)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 생성되는 전류(IB21, IB22)와 제1 실시 예에 따라 생성되는 전류(IB11, IB12)를 중첩하여 나타낸 도면이다.
본 발명은 형광 램프 안정기의 전력 스위치 구동 회로에 관한 것이다. 안정 기 제어 반도체는 대부분이 MOSFET 구동에 적합하도록 설계되어 있다. MOSFET 소자가 턴 온 되면, 게이트 전극으로 더 이상의 전류 공급이 발생되지 않으므로 추가 전력 소모가 없다. 반면에 양극 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor : 이하 "BJT"라 함.)의 경우 턴온 후에도 온상태를 유지하기위해 지속적인 베이스 구동 전류를 필요로 한다. 또한 턴온 후 베이스와 에미터 양단 전압이 BJT의 베이스 에미터간 문턱 전압으로 제한되므로, 구동회로는 전원전압과 베이스-에미터 사이의 전압의 차에 해당하는 전압이 인가된 상태에서 베이스 전류를 공급한다. 그러면, 구동 회로의 전력 소비가 증가하고 베이스 전류를 적당한 값으로 제한하지 않을 경우 구동회로에서 과도한 열이 발생하게 된다.
그러나, 일반적으로 동등한 내압과 전류 구동 능력을 갖는 BJT 전력 소자와 MOSFET 전력 소자의 가격을 비교했을 때 전자가 저렴하기 때문에 BJT를 효과적으로 구동할 수 있는 방법이 있다면 형광등 안정기의 가격을 낮출 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 전력 스위치로 BJT를 사용하고, 전력 소비 및 발열을 억제할 수 있는 전력 소자 구동회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 램프 안정기 회로는 제1 전력 스위치 상기 제1 전력 스위치를 제어하는 제1 드라이버 및 상기 제1 드라이버에 제어신호를 출력하는 제1 출력단을 포함하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 드라이버는, 상기 제1 전력 스위치의 제어 전극에 제1 단이 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제1 출력단에 제2 단이 전기적으로 연결되어 있는 제1 커패시터를 포함한다. 상기 제1 전력 스위치는 양극 접합 트랜지스터이다. 상기 제1 드라이버는, 상기 제1 커패시터의 제2 단과 상기 제1 출력단에 양단이 연결되어 있는 제1 저항 및 상기 제1 커패시터의 제1 단과 상기 양극 접합 트랜지스터의 에미터 전극 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함한다. 상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 다이오드를 더 포함한다. 상기 제1 저항에 일단이 연결되어 있고, 상기 제1 커패시터의 제2 단에 연결되어 있는 제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 제2 커패시터를 더 포함한다. 상기 제1 전력 스위치는 제1 전원에 일단이 연결되어 있고, 상기 제1 전력 스위치의 타단에 제1 단이 연결되어 있는 제2 전력 스위치 및 상기 제2 전력 스위치를 제어하는 제2 드라이버를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 드라이버에 제어신호를 출력하는 제2 출력단을 포함하고, 상기 제2 드라이버는, 상기 제2 전력 스위치의 제어 전극에 제1 단이 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제2 출력단에 제2 단이 전기적으로 연결되어 있는 제2 커패시터를 포함한다. 상기 제2 전력 스위치는 양극 접합 트랜지스터이다. 상기 제2 드라이버는, 상기 제2 커패시터의 제2 단과 상기 제2 출력단에 양단이 연결되어 있는 제1 저항 및 상기 제2 커패시터의 제1 단과 상기 양극 접합 트랜지스터의 에미터 전극 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함한다. 상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 다이오드를 더 포함한다. 상기 제1 저항에 일단이 연결되어 있고, 상기 제2 커패시터의 제2 단에 타단이 연결되어 있는 제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 제3 커패시터를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 램프 안정기 회로는, 전력 스위치 상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 구동 신호를 생성하는 드라이버 및 소정의 주기를 갖는 제어신호를 생성하여 상기 드라이버로 전달하는 제어부를 포함하며, 상기 구동 신호는 상기 제어신호의 레벨이 변하는 시점에 동기되어 피크값이 되고, 상기 제어 신호의 레벨이 유지되는 기간동안 감소한다. 상기 드라이버는, 상기 제어 신호가 일단에 전달되는 제1 저항 및 상기 제1 저항의 타단에 일단이 연결되고, 상기 전력 스위치의 제어 전극에 타단이 연결되는 제1 커패시터를 포함하고, 상기 제1 저항 및 제1 커패시터는 상기 구동 신호를 시간의 경과에 따라 감소시킨다. 상기 드라이버는, 상기 제1 커패시터와 상기 제어 전극이 만나는 노드에 일단이 연결되고, 타단은 상기 전력 스위치의 제1 전극에 연결되어 있는 제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 다이오드를 더 포함한다. 상기 제1 저항에 일단이 연결되어 있고, 상기 제1 커패시터의 일단에 연결되어 있는 제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 제2 커패시터를 더 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 형광등 제어 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 램프 안정기 회로(lamp ballast circuit)를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 램프 안정기 회로는 제어부(100), 상측 드라이버(200) 및 하측 드라이버(300), 스위치부(400) 및 램프 구동부(500)를 포함한다.
제어부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 1부터 8까지의 8개의 핀을 포함하고 있다. 이는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핀 개수의 설정일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 저항(RCP)의 일단에 다이오드(DCP1)의 캐소드 전극이 연결되어 있고, 다이오드(DCP1)의 애노드 전극에 커패시터(Ccp)의 일단 및 다이오드(DCP2)의 캐소드 전극이 연결되어 있다. 저항(RCP), 다이오드(DCP1), 다이오드(DCP2) 및 커패시터(Ccp)는 전원(VDD)을 생성한다.
저항(RST)는 전원 (VDC)에 연결되어 있다. 일반적으로 전원(VDC) 전압은 수 백 V 정도로, 220V AC를 이용하여 VDC를 만들 경우 310V에 상당한다. 따라서 제어부(100)의 전원(VDD)을 직접 전원(VDC)에 연결하지 못하며 저항(RST)을 이용하여 제어부(100)에서 필요한 모든 전류를 공급할 경우 저항(RST)의 전력 소모가 늘어나게 된다. 이를 해결하기 위해,제어부(100)가 구동하기에 필요한 수백 uA 정도의 전류만을 흐르도록 저항(RST)을 설정한다. 제어부(100)가 구동을 시작하면, 전압(Vo)이 전원(VDC) 전압과 접지 전압(GND) 사이에서 움직이게 되고 전압(Vo)이 접지 전압(GND)에서 전원(VDC) 전압으로 상승하는 동안 커패시터(Ccp)를 통해 커패시터 (CSUP)를 충전하게 되어 제어부(100)의 구동전압(VDD)을 확보하게 된다. 반면 전압(Vo)이 전원(VDC) 전압에서 접지 전압(GND)로 감소할 때 다이오드(DCP1)를 이용하여 커패시터(CSUP)의 방전을 억제한다. 그리고 다이오드(DCP2)를 이용하여 커패시터(Ccp)를 방전시킨다. 이와 같은 기법을 charge pump 기법이라 하며, 일반적으로 사용되는 기법이다.
1번핀은 전원(VDD)에 연결되어 있으며, 전원(VDD)은 제어부(100)의 구동시 필요한 전압을 공급한다. 2번 핀은 발진기 주파수 설정 저항(oscillator frequency set resistor)으로서 동작하는 저항(RT)에 연결되어 있다. 저항(RT)는 스위치부(400)의 상측 전력 스위치(Q1) 및 하측 전력 스위치(Q2)의 스위칭 주파수를 조절하는 역할을 수행한다. 제어부(100)는 내부에 발진회로(oscillator : 도시하지 않음)를 포함하고 있으며, 저항(RT)의 값에 따라 변하는 발진 주파수를 생성한다. 일반적으로, 램프를 효율적으로 구동하기 위해서는 초기에 높은 스위칭 주파수로 구동하고, 소정의 시간이 지난 후에, 스위칭 주파수를 낮추는 방식을 사용한 다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 램프 안정기 회로도 이와 같은 방식을 사용할 수 있다. 이 때, 제어부(100)는 커패시터(CPH)를 이용하여 주파수가 높은 기간을 설정한다. 제어부(100)의 3번 핀은 커패시터(CPH)에 연결되어 있다. 주파수가 높은 기간을 결정하는 방법은 커패시터(CPH)에 일정 전류를 인가하여 특정 전압에 도달하는 시간을 측정함으로써 가능하게 된다. 즉, 커패시터(CPH)를 타이머로 사용하는 것이다. 따라서, 커패시터(CPH)의 커패시턴스가 크면 주파수가 높은 기간도 증가한다. 4번 핀은 접지(ground : 이하 "GND")에 연결되어 있다. 커패시터(CSUP)는 전원(VDD)와 접지 사이에 연결되어 VDD와 GND 사이의 전위가 급격히 변화되지않도록 유지하는 역할을 한다. 8번 핀은 커패시터(CB)의 일단에 연결되어 있고, 커패시터(CB)의 일단의 전압(VB)이 입력된다. 6번 핀은 커패시터(CB)의 타단에 연결되어 있고, 커패시터(CB)의 타단의 전압(VS)이 입력된다. 전원(VDD)에 애노드 전극이 연결된 다이오드(DB), 다이오드(DB)의 캐소드 전극에 일단이 연결된 저항(RB), 및 저항(RB)의 타단에 일단이 연결된 커패시터(CB)는 전원(VDD)을 이용하여 상측 드라이버(200)에 필요한 전압(VB)을 전압(VS) 을 기준으로 소정의 레벨을 갖도록 생성하여 제어부(100)로 전달한다. 6번핀은 상측 전력 스위치(Q1)을 제어하기 위한 신호(HO)를 출력한다. 신호(HO)는 전압(VB)와 전압(VS) 사이의 레벨에서 스윙한다. 그리고 5번 핀은 하측 전력 스위치(Q2)를 제어하기 위한 신호(LO)를 출력한다. 신호(LO)는 전압(VDD)과 접지 전압(GND) 사이의 레벨에서 스윙한다. 신호(HO) 및 신호(LO)에 따라 스위치(Q1) 및 스위치(Q2)의 스위칭 동작이 제어된다.
상측 드라이버(200)는 저항(RB1), 커패시터(C1), 다이오드(D1) 및 저항(RS1) 을 포함한다. 저항(RB1)의 일단에는 신호(HO)가 인가된다. 저항(RB1)의 타단에는 커패시터(C1)의 일단이 연결되어 있고, 다이오드(D1)의 캐소드 전극 및 저항(RS1)의 일단은 커패시터(C1)의 타단 및 상측 전력 스위치(Q1)의 베이스 전극에 연결되어 있다. 다이오드(D1)의 애노드 전극 및 저항(RS1)의 타단은 6번 핀에 연결되어 있다. 저항(RB1)은 상측 전력 스위치(Q1)의 베이스 전극에 공급되는 전류를 줄이기 위한 저항이고, 저항(RS1)은 7번 핀으로부터 공급되는 전류가 없거나, 제어부(100)가 턴오프 되어 있는 상태에서 상측 전력 스위치(Q1)을 턴오프 하기 위한 저항이다. 커패시터(C1)은 상측 전력 스위치(Q1)이 턴온되는 시점에는 많은 전류가 베이스 전극으로 흐르게 하며, 시간의 경과에 따라 소정의 전압이 충전되어, 베이스 전극으로 흐르는 전류의 양을 감소시키는 역할을 한다. 다이오드(D1)는 보다 안정적으로 상측 전력 스위치(Q1)을 턴오프 기간동안 턴오프 상태로 유지하기 위해 연결되어 있다. 즉, 턴오프 기간 중에 커패시터(C1)에 충전된 전압이 베이스와 에미터에 역방향으로 걸리게 된다. 이 때, 다이오드(D1)은 상측 전력 스위치(Q1)의 베이스-에미터를 보호하기 위해 에미터 전극의 전압이 베이스 전극보다 0.7V 정도 높도록 클램프하는 역할을 한다. 즉, 베이스 전극의 전압이 에미터 전압보다 작도록 유지하여, 상측 전력 스위치(Q1)의 턴오프 상태를 유지한다. 이때, 0.7V는 다이오드(D1)의 문턱 전압에 대응하는 전압 레벨로, 설명의 편의상 구체적으로 기재한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
하측 드라이버(300)는 저항(RB2), 커패시터(C2), 다이오드(D2) 및 저항(RS2)을 포함한다. 저항(RB2)의 일단에는 신호(LO)가 인가된다. 저항(RB2)의 타단에는 커패시터(C2)의 일단이 연결되어 있고, 다이오드(D2)의 캐소드 전극 및 저항(RS2)의 일단은 커패시터(C2)의 타단 및 하측 전력 스위치(Q2)의 베이스 전극에 연결되어 있다. 다이오드(D2)의 애노드 전극 및 저항(RS2)의 타단은 5번 핀에 연결되어 있다. 하측 드라이버(300)에서 저항(RB2), 커패시터(C2), 다이오드(D2) 및 저항(RS2)는 각각 상측 드라이버(200)의 저항(RB1), 커패시터(C1), 다이오드(D1) 및 저항(RS1)과 동일한 역할을 수행한다.
스위치부(400)는 상측 전력 스위치(Q1) 및 하측 전력 스위치(Q2)를 포함하고, 상측 전력 스위치(Q1)의 콜렉터 전극은 전원(VDC)에 연결되어 있다. 그리고 하측 전력 스위치(Q2)의 에미터 전극은 접지되어 있다. 전원(VDC)은 콜렉터 전극으로 직류 전압을 공급한다. 상측 전력 스위치(Q1) 및 하측 전력 스위치(Q2)에는 각각 다이오드(DQ1) 및 다이오드(DQ2)가 연결되어 있어 전압(Vo) 범위를 소정 범위로 고정시키는 클램핑 역할을 수행한다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상측 전력 스위치(Q1) 및 하측 전력 스위치(Q2)는 BJT이며, n 채널 타입이다.
램프 구동부(500)는 인덕터(LS), 커패시터(Cs) 및 커패시터(Cp)를 포함한다. 인덕터(LS)의 일단에는 전압(Vo)이 인가되며, 상측 전력 스위치(Q1)의 에미터 전극 및 하측 전력 스위치(Q2)의 콜렉터 전극이 만나는 노드(A)의 전압이 전압(Vo)이다. 상측 전력 스위치(Q1)가 턴온되면, 전압(Vo)은 전압(VDC)과 근접한 값이 되고, 하측 전력 스위치(Q2)가 턴온되면, 전압(Vo)은 접지 전압에 근접한 값이 된다. 램프(600)가 점등되어 안정화 상태에 진입하면 인덕터(LS)에 흐르는 공진 전류(IL)에 의해 상측 전력 스위치(Q1)가 켜지기 전에 전압(Vo)이 전원(VDC)의 전압에 근접하 는 값으로 상승을 하게 된다. 그리고, 하측 전력 스위치(Q2)가 켜지기 전에 전압(Vo)가 공진 전류(IL)에 의해 접지 전압에 근접한 값이 된다. 이러한 스위칭 동작을 영전압 스위칭이라 한다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 램프(600)는 두 개의 단자(610, 615)를 포함하며, 각 단자(610, 615)는 두 개의 포트를 포함한다. 각 단자(610, 615)는 각 포트를 연결하는 필라멘트(620, 625)를 포함한다. 커패시터(Cp)는 각 단자(610, 615)에 일단 및 타단이 각각 연결되어, 램프(600)에 병렬 연결되어 있다. 그리고 커패시터(Cs)는 단자(610)에 일단이 연결되어 있고, 인덕터(LS)의 타단과 커패시터(Cs)의 타단이 연결되어 있다. 이렇게 연결된 램프(600), 인덕터(LS), 커패시터(Cs) 및 커패시터(Cp)는 공진 탱크를 형성한다. 공진 탱크는 상측 전력 스위치(Q1) 및하측 전력 스위치(Q2)의 스위칭 동작에 따라 구동하게 된다. 이하, 각 구성의 동작에 대해서 도 2 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상측 드라이버(200)에 의해 상측 전력 스위치(Q1)이 턴온되는 기간의 동작을 나타낸 도면이다.
제어부(100)의 7번 핀에는 MOSFET(metal-oxide semiconductor field effect transistor)인 트랜지스터(M1)의 드레인 전극 및 트랜지스터(M2)의 드레인 전극이 연결되어 있다. 트랜지스터(M1)의 소스 전극에는 전압(VB)이 인가되고, 게이트 전극에는 제어신호(SS1)가 인가된다. 트랜지스터(M2)의 소스 전극에는 전압(VS)이 인가되고, 게이트 전극에는 제어신호(SS2)가 인가된다. 제어신호(SS1), (SS2)가 각각 하이 레벨이면, 트랜지스터(M2)가 턴온되고 트랜지스터(M1)이 턴오프되어, 7번 핀 으로 로우 레벨의 신호(HO)가 출력된다. 제어신호(SS1), (SS2)가 각각 로우 레벨이면, 트랜지스터(M1)가 턴온되고 트랜지스터(M2)가 턴오프되어, 7번 핀으로 하이 레벨의 신호(HO)가 출력된다.
도 2는 제어 신호(SS1), (SS2)가 각각 로우 레벨의 신호로, 트랜지스터(M1)가 턴온되고 트랜지스터(M2)가 턴오프되어, 하이 레벨의 신호(HO)가 출력되는 경우를 나타낸 도면이다. 제어신호(SS1)과 (SS2)는 제어부(100)가 램프를 구동시키기 위해, 상측 전력 스위치(Q1) 및 하측 전력 스위치(Q2)의 스위칭 동작을 제어하는 신호로서, 제어부(100)가 생성한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 제어신호(SS1)과 (SS2)는 소정의 주기를 갖는 클록 신호일 수 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(M1)이 턴온되어, 턴온된 트랜지스터(M1), 저항(RB1) 및 커패시터(C1)를 포함하는 경로(210)가 형성되어, 전류(IB11)가 상측 전력 스위치(Q1)의 베이스 전극으로 흐른다.
이 때, 전류(IB11)는 아래 수학식 1과 같다.
Figure 112007032999845-PAT00001
이 때, 저항(RX1)는 트랜지스터(M1)의 턴온 저항과 저항(RB1)의 합이고, 전압(VBE1)은 상측 전력 스위치(Q1)의 문턱전압이다. 그러면, 트랜지스터(M1)이 턴온된 시점에 전류가 가장 높고, 커패시터(C1)는 시간의 경과에 따라 충전되어 전 압(Vc)는 점점 상승하고, 전류(IB11)는 점점 감소한다. 그러면, 종래 상측 및 하측 전력 스위치를 MOSFET으로 사용하는 경우의 제어부를 사용하더라도, 전력 스위치의 베이스 전극에 인가되는 전류는 시간에 따라 감소하는 전류 파형을 갖는다. 결과적으로, 전력 스위치(Q1, Q2)가 턴온되어 있는 기간동안, 베이스 전극에 공급되는 전류가 감소하므로, 전력 소비를 줄일 수 있고, 과잉 전류로 인한 전력 스위치의 발열 현상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상측 드라이버(200)에 의해 상측 전력 스위치(Q1)이 턴오프 되는 기간의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어신호(SS1)과 (SS2)가 각각 하이 레벨이 되어, 트랜지스터(M2)가 턴온되고 트랜지스터(M1)가 턴오프되면, 7번 핀으로 로우 레벨의 신호(HO)가 출력한다. 이 때, 커패시터(C1)에 충전된 전압(Vc1)은 저항(RB1), 턴온된 트랜지스터(M2), 다이오드(D1)으로 형성되는 방전 경로(220)를 따라 방전된다. 그러면, 베이스 전극에 인가되는 전압은 에미터 전극에 인가된 전압(Vo)보다 낮은 전압으로서, 부전압(negative voltage)이 베이스 전극에 전달된다. 따라서 상측 전력 스위치(Q1)은 턴오프 된다. 이 때, 상측 전력 스위치(Q1)의 에미터-베이스 전극간에 역항복(breakdown) 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 다이오드(D1)가 연결되어 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 하측 드라이버(300)도 이와 동일하게 동작한다. 5번 핀으로 하이 레벨의 신호(LO)가 출력되면, 수학식 2와 같은 전류(IB12)가 하측 전력 스위치(Q2)의 베이스 전극으로 흐른다.
Figure 112007032999845-PAT00002
이 때, 저항(RX2)는 저항(RB2)과 제어부(100) 내부의 임의의 저항의 합이며, 전압(VBE2)는 하측 전력 스위치(Q2)의 문턱 전압이다.
또한, 5번 핀으로 로우 레벨의 신호(LO)가 출력되면, 커패티서(C2)의 충전된 전압이 저항(RB2)을 통해 접지로 흐르는 방전 경로(도시하지 않음)가 형성된다. 그러면, 하측 전력 스위치(Q2)의 베이스 전극에는 부전압이 인가되고, 하측 전력 스위치(Q2)는 턴오프 된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 신호(HO), 신호(LO), 전류(IB11), 및 전류(IB12)의 개략적인 파형을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하이 레벨의 신호(HO)가 출력되는 시점에 전류(IB11)가 발생하고, 전류(IB12)는 하이 레벨의 신호(HO)가 유지되는 기간(T11) 동안 시간의 경과에 따라 점점 감소한다. 하이 레벨의 신호(LO)가 출력되는 시점에 전류(IB12)가 발생하고, 전류(IB12)는 하이 레벨의 신호(LO)가 유지되는 기간(T12) 동안 시간의 경과에 따라 점점 감소한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 상측 드라이버(200`) 및 하측 드라이버(300`)를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 비해, 저항(RB3) 및 저 항(RB3)에 병렬 연결되어 있는 커패시터(C12), 저항(RB4) 및 저항(RB4)에 병렬 연결되어 있는 커패시터(C22)를 더 포함한다. 다른 구성 및 구성간의 연결관계는 본 발명의 제1 실시 예와 동일하다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 램프 안정기 회로에서는, 저항(RB3) 및 저항(RB4)에 의해 전류(IB21) 및 전류(IB22)는 더욱 급격하게 감소한다. 하이 레벨의 신호(HO)가 출력되는 시점에 신호(HO)는 고주파 신호이며, 커패시터(C12)의 임피던스(impedance)는 저항(RB3)에 비해 매우 작다. 따라서 하이 레벨의 신호(HO)가 출력되는 시점에는 저항(RB1), 커패시터(C12), 및 커패시터(C11)로 형성되는 경로를 따라 전류(IB21)가 흐른다. 시간의 경과에 따라 신호(HO)의 주파수가 낮아지면, 커패시터(C12)의 임피던스는 증가하고, 저항(RB3)를 통해 흐르는 전류가 증가하여 전류(IB21)가 급격하게 감소한다. 로우 레벨의 신호(HO)가 출력되면, 본 발명의 제1 실시 예와 동일하게, 커패시터(C11)에 충전된 전압에 의해, 베이스 전극에는 부전압이 인가되고, 상측 전력 스위치(Q1)는 턴오프된다. 그리고 하측 드라이버(300`)의 저항(RB4) 및 커패시터(C22)도 이와 동일한 역할을 수행하며, 하측 드라이버(300`)도 상측 드라이버(200`)와 동일하게 동작한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 생성되는 전류(IB21, IB22)와 제1 실시 예에 따라 생성되는 전류(IB11, IB12)를 중첩하여 나타낸 도면이다. 점선으로 도시된 전류 파형인 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전류(IB11, IB12)의 파형이다.
하이 레벨의 신호(HO)가 출력되는 기간(T21)동안 전류(IB21)는 전류(IB11)보다 급격한 기울기로 감소한다. 그리고 하이 레벨의 신호(LO)가 출력되는 기간(T22) 동안 전류(IB220는 전류(IB11)보다 급격한 기울기로 감소한다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 램프 안정기 회로는 보다 전력 소비를 줄일 수 있고, 전력 스위치에서 발생하는 열을 감소시킬 수 있다.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, BJT를 사용하여, 보다 낮은 생산 단가의 전력 소비를 줄이고, 발열을 방지할 수 있는 램프 안정기 회로를 제공한다.

Claims (14)

  1. 제1 전력 스위치;
    상기 제1 전력 스위치를 제어하는 제1 드라이버; 및
    상기 제1 드라이버에 제어신호를 출력하는 제1 출력단을 포함하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 드라이버는,
    상기 제1 전력 스위치의 제어 전극에 제1 단이 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제1 출력단에 제2 단이 전기적으로 연결되어 있는 제1 커패시터를 포함하는 램프 안정기 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전력 스위치는 양극 접합 트랜지스터인 램프 안정기 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 드라이버는,
    상기 제1 커패시터의 제2 단과 상기 제1 출력단에 양단이 연결되어 있는 제1 저항; 및
    상기 제1 커패시터의 제1 단과 상기 양극 접합 트랜지스터의 에미터 전극 사이에 연결되어 있는 제2 저항
    을 포함하는 램프 안정기 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 다이오드를 더 포함하는 램프 안정기 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 저항에 일단이 연결되어 있고, 상기 제1 커패시터의 제2 단에 타단이 연결되어 있는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 제2 커패시터를 더 포함하는 램프 안정기 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전력 스위치는 제1 전원에 일단이 연결되어 있고, 상기 제1 전력 스위치의 타단에 제1 단이 연결되어 있는 제2 전력 스위치; 및
    상기 제2 전력 스위치를 제어하는 제2 드라이버
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제2 드라이버에 제어신호를 출력하는 제2 출력단을 포함하고, 상기 제2 드라이버는, 상기 제2 전력 스위치의 제어 전극에 제1 단이 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제2 출력단에 제2 단이 전기적으로 연결되어 있는 제2 커패시터를 포함하는 램프 안정기 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전력 스위치는 양극 접합 트랜지스터인 램프 안정기 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 드라이버는,
    상기 제2 커패시터의 제2 단과 상기 제2 출력단에 양단이 연결되어 있는 제1 저항; 및
    상기 제2 커패시터의 제1 단과 상기 양극 접합 트랜지스터의 에미터 전극 사이에 연결되어 있는 제2 저항
    을 포함하는 램프 안정기 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 다이오드를 더 포함하는 램프 안정기 회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 저항에 일단이 연결되어 있고, 상기 제2 커패시터의 제2 단에 타단이 연결되어 있는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 제3 커패시터를 더 포함하는 램프 안정기 회로.
  11. 전력 스위치;
    상기 전력 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 구동 전류 신호를 생성하는 드라이버; 및
    상기 전력 스위치를 온 시키는 레벨을 제1 기간 동안 가지는 제어신호를 생성하여 상기 드라이버로 전달하는 제어부
    를 포함하며,
    상기 구동 전류 신호는 상기 제1 기간의 시점에 동기되어 최대값이 되고, 상기 제1 기간 동안 감소하는 램프 안정기 회로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 드라이버는,
    상기 제어 신호가 일단에 전달되는 제1 저항; 및
    상기 제1 저항의 타단에 일단이 연결되고, 상기 전력 스위치의 제어 전극에 타단이 연결되는 제1 커패시터를 포함하고,
    상기 제1 저항 및 제1 커패시터는 상기 구동 전류 신호를 시간의 경과에 따라 감소시키는 램프 안정기 회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 드라이버는,
    상기 제1 커패시터와 상기 제어 전극이 만나는 노드에 일단이 연결되고, 타단은 상기 전력 스위치의 제1 전극에 연결되어 있는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 다이오드
    를 더 포함하는 램프 안정기 회로.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 저항에 일단이 연결되어 있고, 상기 제1 커패시터의 일단에 연결되어 있는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항에 병렬 연결되어 있는 제2 커패시터를 더 포함하는 램프 안정기 회로.
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