KR20090124729A - 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치 - Google Patents

면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치 Download PDF

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KR20090124729A
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Abstract

본 발명은 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치를 제공하기 위한 것으로, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(1)와; 상기 과도 상태 판정부(1)의 결과에 따라 기동 시 온 시간 결정부(3)에서 결정한 온 시간의 온 상태를 유지시키는 온 상태 유지부(2)와; 면광원 구동부(5)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(3)와; 상기 면광원 구동부(5)의 오프 시간을 결정하는 오프 시간 결정부(4)와; 상기 온 시간 결정부(3)와 상기 오프 시간 결정부(4)의 결정 결과에 따라 동작하고, 상기 면광원(20)을 단방향 또는 양방향 펄스로 구동시키는 면광원 구동부(5);를 포함하여 구성함으로서, 무 수은 타입의 면광원의 기동 시 발생하는 아크를 방지하여 면광원을 안정적으로 구동할 수 있게 되는 것이다.
면광원, 안정기, 아크 방지, 무 수은, 소프트 스타트

Description

면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치{Apparatus for Arc protection start apparatus of ballast for flat panel lamp}
본 발명은 면광원 구동용 안정기에 관한 것으로, 특히 무 수은 타입의 면광원의 기동 시 발생하는 아크(arc)를 방지하여 면광원을 안정적으로 구동하기에 적당하도록 한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치에 관한 것이다.
현재 전 세계적으로 광범위하게 사용되고 있는 광원은 거의 모두 지구 환경오염의 주범 중 하나로 지목받고 있는 수은 등의 유해물질을 포함하고 있기에 점차 이의 사용을 제한하고 있는 중이고 향후 전면 사용 금지에 이를 것이다. 따라서 환경오염에 영향을 주지 않는 무 수은(mercury-free) 타입의 면광원 개발에 열중하고 있다.
현재 개발되고 있는 무 수은 타입의 면광원(mercury-free flat fluorescent lamp, MFFL) 중에서는 수은(Hg) 대신 제논(Xe)이 들어가도록 한 타입이 가장 앞서 있는 것 중 하나이다.
그러나 제논(Xe) 타입의 면광원은 광원의 특성상, 기동시 아크(arc)가 발생하여 면광원의 수명과 안정성에 치명적인 영향을 주는 단점을 가지고 있다.
이렇게 면광원의 소비전력이 증가하면 면광원에 아크(arc)가 발생하여 면광원의 수명과 신뢰성 측면에서 치명적인 영향을 주고 있다(["면광원의 글로우 방전 유지를 위한 피드백 구동 시스템 및 구동방법", 백종복, 박종후, 조보형, 전력전자학회 2007년도 전력전자학술대회 논문집, 2007.7, 전력전자학회, pp356~358], 이하 "종래기술 1"이라 약칭함).
그러나 이러한 종래기술 1은 인버터부 앞에 새로운 DC-DC 변환부를 추가하여 인버터부의 전류에 따라서 DC-DC 변환부의 출력을 제어하는 방법을 사용하여 정전력을 맞추기 때문에 하드웨어가 복잡한 단점을 갖고 있다. 또한 종래기술 1은 면광원을 구동하고 난 후 시간이 지났을 때 아크가 발생하도록 하였고, 아크 발생을 방지하지는 못한 한계가 있었다.
또한 대한민국 특허청, 공개번호 제 실1996-0028016 호의 "전자식 안정기의 소프트스타트회로"(이하 "종래기술 2"라 약칭함) 기술이 개시된 바 있다.
그래서 종래기술 2에서는 형광등용 전자식 안정기에서 소프트 스타트 개념을 적용하였다.
그러나 이러한 종래기술 2는 무 수은 면광원에서의 경우처럼 아크 방지용이 아니라, 안정기 시스템을 천천히 구동하여 안정기 시스템을 보호하는 것에 한정되어 있다.
따라서 본 발명에서는 무 수은 면광에서 아크 발생을 막아 면광원을 안정적 으로 구동하고자 한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 무 수은 타입의 면광원의 기동 시 발생하는 아크를 방지하여 면광원을 안정적으로 구동할 수 있는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 블록구성도로서, 단방향 구동의 경우를 보인 블록구성도이고, 도 2는 도 1의 상세회로도이며, 도 3은 도 1 및 도 2에서 기동 시와 기동 후의 구동 파형을 보인 파형도이다.
따라서 본 발명, 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(1)와; 상기 과도 상태 판정부(1)의 결과에 따라 기동 시 온 시간 결정부(3)에서 결정한 온 시간의 온 상태를 유지시키는 온 상태 유지부(2)와; 면광원 구동부(5)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(3)와; 상기 면광원 구동부(5)의 오프 시간을 결정하는 오프 시간 결정부(4)와; 상기 온 시간 결정부(3)와 상기 오프 시간 결정부(4)의 결정 결과에 따라 동작하고, 상기 면광원(20)을 단방향 펄스로 구동시키는 면광원 구동부(5);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 과도 상태 판정부(1)는, 전압을 충전하는 제 1 커패시터(C1)와; 상기 제 1 커패시터(C1)와 베이스 단자가 연결되고, 이미터 단자는 상기 온 상태 유지부(2)와 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 오프 상태가 되고, 과도 상태 이후에는 온 되어 상기 온 상태 유지부(2)를 오프시키는 제 3 트랜지스터(Q3);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 온 상태 유지부(2)는, 베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(1) 내의 제 3 트랜지스터(Q3)와 연결되고, 컬렉터 단자는 상기 온 시간 결정부(3) 내의 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단과 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 온 되고, 기동 후에는 상기 과도 상태 판정부(1)에 의해 오프되며, 상기 온 시간 결정부(3) 내의 상기 제 1 트랜지스터(Q1)를 오프시키는 제 2 트랜지스터(Q2);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 온 시간 결정부(3)는, 베이스 단자는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 제 2 트랜지스터(Q2)와 연결되고, 컬렉터 단자는 전원(Vcc)과 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 온 되고, 기동 후에는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 상기 제 2 트랜지스터(Q2)에 의해 오프되는 제 1 트랜지스터(Q1)와; 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이 미터 단에 연결된 제 4 저항(R4)과; 상기 제 4 저항(R4)과 병렬 연결된 제 5 저항(R5);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 오프 시간 결정부(4)는, 상기 면광원 구동부(5) 내의 디스차지(Discharge, DIS) 단자 및 쓰레스홀드(Threshold, THR) 단자와 연결된 제 6 저항(R6)과; 상기 제 6 저항(R6)과 직렬 연결된 제 2 커패시터(C2);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명, 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전압을 충전하는 제 1 커패시터(C1), 상기 제 1 커패시터(C1)와 베이스 단자가 연결되고 이미터 단자는 상기 온 상태 유지부(2)와 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 오프 상태가 되고 과도 상태 이후에는 온 되어 상기 온 상태 유지부(2)를 오프시키는 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함하여 구성되고, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(1)와; 베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(1) 내의 제 3 트랜지스터(Q3)와 연결되고 컬렉터 단자는 상기 온 시간 결정부(3) 내의 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단과 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 온 되고 기동 후에는 상기 과도 상태 판정부(1)에 의해 오프되어 상기 온 시간 결정부(3) 내의 상기 제 1 트랜지스터(Q1)를 오프시키는 제 2 트랜지스터(Q2)를 포함하여 구성되고, 상기 과도 상태 판정부(1)의 결과에 따라 기동 시 온 시간 결정부(3)에서 결정한 온 시간의 온 상태를 유지시키는 온 상태 유지부(2)와; 베이스 단자는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 제 2 트랜지스터(Q2)와 연결되고 컬렉터 단자는 전원(Vcc)과 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 온 되고 기동 후에는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 상기 제 2 트랜지스터(Q2)에 의해 오프되는 제 1 트랜지스터(Q1), 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터 단에 연결된 제 4 저항(R4), 상기 제 4 저항(R4)과 병렬 연결된 제 5 저항(R5)을 포함하여 구성되고, 면광원 구동부(5)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(3)와; 상기 면광원 구동부(5) 내의 디스차지(DIS) 단자 및 쓰레스홀드(THR) 단자와 연결된 제 6 저항(R6), 상기 제 6 저항(R6)과 직렬 연결된 제 2 커패시터(C2)를 포함하여 구성되고, 상기 면광원 구동부(5)의 오프 시간을 결정하는 오프 시간 결정부(4)와; 상기 온 시간 결정부(3)와 상기 오프 시간 결정부(4)의 결정 결과에 따라 동작하고, 상기 면광원(20)을 단방향 펄스로 구동시키는 면광원 구동부(5);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 블록구성도로서, 양방향 구동의 경우를 보인 블록구성도이고, 도 5는 도 4의 상세회로도이다.
또한 본 발명, 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태 를 판정하는 과도 상태 판정부(11)와; 상기 과도 상태 판정부(11)의 결과에 따라 상기 면광원(20)의 기동 시 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(12)와; 상기 제 1 면광원 구동부(15)와 상기 온 시간 결정부(12) 사이에 연결되어 신호를 위상 반전시키는 인버터(13)와; 상기 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 오프 시간을 각각 결정하는 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)와; 상기 온 시간 결정부(12) 및 상기 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)의 결정 결과에 따라 각각 동작하고, 상기 면광원(20)을 양방향 펄스로 구동시키는 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 과도 상태 판정부(11)는, 전압을 충전하는 제 18 커패시터(C18)와; 상기 제 18 커패시터(C18)와 역방향으로 연결되고, 상기 온 시간 결정부(12) 내의 제 11 트랜지스터(Q11)의 베이스 단자와 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)가 오프 되도록 하고, 과도 상태 이후에는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)를 온 시키는 제 14 다이오드(D14);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 온 시간 결정부(12)는, 전압을 충전하는 제 14 커패시터(C14)와; 상기 제 14 커패시터(C14)와 직렬 연결된 제 16 커패시터(C16)와; 베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(11) 내의 제 14 다이오드(D14)와 연결되고, 이미터 단자는 상기 제 14 커패시터(C14)와 상기 제 16 커패시터(C16)의 접점에 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 오프되고, 과도 상태 이후에는 온 되는 제 11 트랜지스터(Q11);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명, 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전압을 충전하는 제 18 커패시터(C18), 상기 제 18 커패시터(C18)와 역방향으로 연결되고 상기 온 시간 결정부(12) 내의 제 11 트랜지스터(Q11)의 베이스 단자와 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)가 오프 되도록 하고 과도 상태 이후에는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)를 온 시키는 제 14 다이오드(D14)를 포함하여 구성되고, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(11)와; 전압을 충전하는 제 14 커패시터(C14), 상기 제 14 커패시터(C14)와 직렬 연결된 제 16 커패시터(C16), 베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(11) 내의 제 14 다이오드(D14)와 연결되고 이미터 단자는 상기 제 14 커패시터(C14)와 상기 제 16 커패시터(C16)의 접점에 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 오프되고 과도 상태 이후에는 온 되는 제 11 트랜지스터(Q11)를 포함하여 구성되고, 상기 과도 상태 판정부(11)의 결과에 따라 상기 면광원(20)의 기동 시 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(12)와; 상기 제 1 면광원 구동부(15)와 상기 온 시간 결정부(12) 사이 에 연결되어 신호를 위상 반전시키는 인버터(13)와; 상기 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 오프 시간을 각각 결정하는 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)와; 상기 온 시간 결정부(12) 및 상기 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)의 결정 결과에 따라 각각 동작하고, 상기 면광원(20)을 양방향 펄스로 구동시키는 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치는 무 수은 타입의 면광원의 기동 시 발생하는 아크를 방지하여 면광원을 안정적으로 구동할 수 있는 효과가 있게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
먼저 본 발명은 무 수은 타입의 면광원의 기동 시 발생하는 아크를 방지하여 면광원을 안정적으로 구동하고자 한 것이다.
현재 전 세계적으로 광범위하게 사용되고 있는 광원은 거의 모두 지구 환경오염의 주범 중 하나로 지목받고 있는 수은 등의 유해물질을 포함하고 있기에 점차 이의 사용을 제한하고 있는 중이고 향후 전면 사용 금지에 이를 것이다. 따라서 많은 기업에서 환경오염에 영향을 주지 않는 무 수은 타입의 면광원 개발에 열중하고 있다. 현재 개발 되고 있는 무 수은 타입의 면광원 중, Xe이 수은 대신 들어가는 타입이 가장 앞서 있는 것 중 하나이다. Xe 면광원의 안정 및 안정기의 안정적인 구동을 위해 arc 방지 기동 회로가 필요하며 본 발명은 단방향 (uni-polar), 양방향 (bi-polar) 구동 회로에 따른 각기 다른 면광원 아크 방지 기동 장치의 실시예 2개를 제안한다. 여기서 단방향이란 양(+)의 펄스가 부하측에 입력되도록 하는 것을 말하고, 양방향이란 양(+)의 펄스와 음(-)의 펄스가 부하측에 입력되도록 하는 것을 말한다.
또한 면광원의 아크는 과도 상태에서 면광원에 들어오는 에너지가 커질 수 록 발생할 가능성이 높아지므로, 본 발명에서는 과도 상태의 경우 면광원을 전면 점등하는 최소한의 에너지만 공급하고, 전면 점등 후의 경우 면광원에 들어가는 에너지를 충분히 공급하도록 하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 블록구성도로서, 단방향 구동의 경우를 보인 블록구성도이다.
그래서 과도 상태 판정부(1)는 무 수은 타입의 면광원(20)을 면광원 구동 부(5)에서 기동 시 면광원(20)의 과도 상태를 판정하여, 그 결과를 온 상태 유지부(2)로 전달한다.
온 상태 유지부(2)는 과도 상태 판정부(1)의 결과에 따라 기동 시 온 시간 결정부(3)에서 결정한 온 시간의 온 상태를 유지시킨다.
온 시간 결정부(3)는 면광원 구동부(5)의 온 시간을 결정하고, 온 시간 유지부(2)에 제어에 의해 결정한 온 시간을 유지하도록 면광원 구동부(5)로 신호를 전달한다.
오프 시간 결정부(4)는 면광원 구동부(5)의 오프 시간을 결정한다.
면광원 구동부(5)는 온 시간 결정부(3)와 오프 시간 결정부(4)의 결정 결과에 따라 동작하고, 면광원(20)을 단방향 펄스로 구동시킨다.
도 2는 도 1의 상세회로도이다.
그래서 기동 시 과도 상태에서 면광원에 최소한의 에너지만 공급하기 위해 최소 시비율(duty)의 펄스가 면광원에 구동되도록 하였다. 이에 대한 설명은 다음과 같다.
먼저 도 2에서 참조번호 1은 과도 상태 판정부, 2는 온 상태 유지부, 3은 온 시간 결정부, 4는 오프 시간 결정부, 5는 면광원 구동부이다. 또한 Q는 트랜지스터, D는 다이오드, R은 저항, C는 커패시터, U는 집적회로이다. 그리고 트랜지스터는 일반 트랜지스터(Q1 및 Q2의 경우)와 FET(Q3의 경우)를 포함한다.
그리고 면광원 구동부(5)의 기능을 수행하는 집적회로인 U1에서 DIS는 Discharge 단자이고, THR은 Threshold 단자이며, TRG는 Trigger 단자이다. 또한 Vcc는 전원 단자이고, GND는 Ground 단자이다. 또한 RST는 Reset 단자이고, Out는 면광원(20)인 부하 측으로 구동 신호를 출력시키는 출력 단자이고, CV는 Control Voltage 단자이다.
또한 도 3은 도 1 및 도 2에서 기동 시와 기동 후의 구동 파형을 보인 파형도이다.
그래서 도 3에서 펄스의 on 시간 (Ton)과 off 시간 (Toff)을 결정하는 인자를 살펴보면, 온(on) 시간은 도 2의 Vcc와 U1 IC의 DIS 단자사이의 저항 값(R5와 이와 병렬 연결되는 저항 R4와 Q1의 컬렉트-이미터 등가 저항 값)과 커패시터 C2의 시 상수에 비례한다.
또한 오프(off) 시간은 U1 IC의 DIS 단자와 THR(=TRG) 단자 사이의 저항 (R6)과 커패시터 C2의 시 상수에 비례한다.
따라서 on 시간은 R5와 병렬 연결되는 저항 R4와 Q1의 컬렉트-이미터 등가 저항 값을 바꾸어 조정할 수 있다. 즉, 기동 시 과도 상태에서는 Q1을 충분히 켜, Q1의 컬렉트-이미터 등가 저항 값을 최소로 하여 Vcc와 U1 IC의 DIS 단자 사이의 저항 값이 R5와 R4가 병렬 연결되는 최소 값이 되어 on 시간이 최소화 된다. 기동 후에는 Q2를 꺼지게 하여 Q1의 베이스-이미터의 전류 흐름을 막아 Q1의 컬렉트-이미터 등가 저항 값을 무한대가 되게 하여 결국 R5의 저항 값만 남게 하여 on 시간이 정상 값이 되고 면광원에 에너지가 충분히 공급된다.
기동 시 과도 상태 판정은 Q3의 동작 여부로 판단하게 된다. Q3의 동작은 기동 시 과도 상태에서는 C1에 충전된 전압이 작아 Q3을 켜지 못 하고, 과도 상태 이후에 C1에 충전된 전압이 Q3의 개시전압(thresh hold voltage)을 넘어 Q3을 켜게 된다. Q3이 켜지면 Q2를 꺼 정상상태로 들어가게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 블록구성도로서, 양방향 구동의 경우를 보인 블록구성도이다.
그래서 과도 상태 판정부(11)는 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 면광원(20)의 과도 상태를 판정하여 온 시간 결정부(12)를 제어한다.
온 시간 결정부(12)는 과도 상태 판정부(11)의 결과에 따라 면광원(20)의 기동 시 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 온 시간을 결정한다.
인버터(13)는 제 1 면광원 구동부(15)와 온 시간 결정부(12) 사이에 연결되어 신호를 위상 반전시킨다.
제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)는 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 오프 시간을 각각 결정한다.
제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)는 온 시간 결정부(12) 및 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)의 결정 결과에 따라 각각 동작하고, 면광원(20)을 양방 향 펄스로 구동시킨다.
도 5는 도 4의 상세회로도이다.
이러한 도 5에서 참조번호 11은 과도 상태 판정부, 12는 온 시간 결정부, 13은 인버터, 14는 제 1 오프 시간 결정부, 15는 제 1 면광원 구동부, 16은 제 2 오프 시간 결정부, 17은 제 2 면광원 구동부, 20은 면광원(부하)이다. 또한 Q는 트랜지스터, D는 다이오드, R은 저항, C는 커패시터, U는 집적회로이다.
그리고 집적회로인 U11 및 U12에서 VS는 Supply Voltage 단자이고, RF는 Oscillator timing Resistor 단자이며, CF는 Oscillator timing Capacitor 단자이고, GND는 Ground 단자이다. 또한 LVG는 Low side driver output 단자이고, OUT은 Upper driver floating reference 단자이며, HVG는 High side driver output 단자이고, BOOT는 Bootstrap voltage supply 단자이다.
그래서 도 5에서와 같이 기동 시 과도 상태에서 면광원에 최소한의 에너지만 공급하기 위해 최소 시비율(duty)의 펄스가 면광원에 구동되도록 하였다. 이에 대한 설명은 다음과 같다.
먼저 도 5에서 펄스의 on 시간(Ton)을 결정하는 인자를 살펴보면, on 시간은 Vcc와 R13, C14, C16의 시 상수에 비례한다. 따라서 on 시간은 C16과 병렬 연결되는 Q11의 동작을 통해 조정할 수 있다. 즉, 기동 시 과도 상태에서는 D14에 의해, Q11이 off되어, Q11의 컬렉터-이미터 등가 저항 값을 그의 무한대로 하여 Vcc와 R13, C14, C16(C14, C16이 직렬 연결됨)의 시 상수를 최소 값이 되게 하여 on 시간이 최소화 된다. 기동 후에는 C18에 충전된 전압이 D14의 개시전압 이상이 되면 Q11을 꺼지게 하여 Vcc와 R13, C14(C16 양단이 접지와 연결됨. 즉 C14에 의해 시상수 결정)의 시 상수를 최대로 해서 on 시간이 정상 값이 되고 면광원에 에너지가 충분히 공급된다.
기동 시 과도 상태 판정은 D14의 동작 여부로 판단하게 된다. D14의 동작은 기동 시 과도 상태에서는 C18에 충전된 전압이 작아 D14를 켜지 못 하고, 과도 상태 이후에 C18에 충전된 전압이 D14의 개시전압 (thresh hold voltage)을 넘어 Q11을 켜게 된다. Q11이 켜지면 Vcc와 R13, C14, C16의 시상수가 최대가 되어 정상상태로 들어가게 된다.
이처럼 본 발명은 무 수은 타입의 면광원의 기동 시 발생하는 아크를 방지하여 면광원을 안정적으로 구동하게 되는 것이다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이 다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 블록구성도로서, 단방향 구동의 경우를 보인 블록구성도이다.
도 2는 도 1의 상세회로도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에서 기동 시와 기동 후의 구동 파형을 보인 파형도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치의 블록구성도로서, 양방향 구동의 경우를 보인 블록구성도이다.
도 5는 도 4의 상세회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 과도 상태 판정부
2 : 온 상태 유지부
3 : 온 시간 결정부
4 : 오프 시간 결정부
5 : 면광원 구동부
11 : 과도 상태 판정부
12 : 온 시간 결정부
13 : 인버터
14 : 제 1 오프 시간 결정부
15 : 제 1 면광원 구동부
16 : 제 2 오프 시간 결정부
17 : 제 2 면광원 구동부
20 : 면광원(부하)
Q : 트랜지스터
D : 다이오드
R : 저항
C : 커패시터
U : 집적회로

Claims (10)

  1. 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(1)와;
    상기 과도 상태 판정부(1)의 결과에 따라 기동 시 온 시간 결정부(3)에서 결정한 온 시간의 온 상태를 유지시키는 온 상태 유지부(2)와;
    면광원 구동부(5)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(3)와;
    상기 면광원 구동부(5)의 오프 시간을 결정하는 오프 시간 결정부(4)와;
    상기 온 시간 결정부(3)와 상기 오프 시간 결정부(4)의 결정 결과에 따라 동작하고, 상기 면광원(20)을 단방향 펄스로 구동시키는 면광원 구동부(5);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 과도 상태 판정부(1)는,
    전압을 충전하는 제 1 커패시터(C1)와;
    상기 제 1 커패시터(C1)와 베이스 단자가 연결되고, 이미터 단자는 상기 온 상태 유지부(2)와 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 오프 상태가 되고, 과도 상 태 이후에는 온 되어 상기 온 상태 유지부(2)를 오프시키는 제 3 트랜지스터(Q3);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 온 상태 유지부(2)는,
    베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(1) 내의 제 3 트랜지스터(Q3)와 연결되고, 컬렉터 단자는 상기 온 시간 결정부(3) 내의 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단과 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 온 되고, 기동 후에는 상기 과도 상태 판정부(1)에 의해 오프되며, 상기 온 시간 결정부(3) 내의 상기 제 1 트랜지스터(Q1)를 오프시키는 제 2 트랜지스터(Q2);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 온 시간 결정부(3)는,
    베이스 단자는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 제 2 트랜지스터(Q2)와 연결되고, 컬렉터 단자는 전원(Vcc)과 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 온 되고, 기동 후에는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 상기 제 2 트랜지스터(Q2)에 의해 오프되는 제 1 트랜지스터(Q1)와;
    상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터 단에 연결된 제 4 저항(R4)과;
    상기 제 4 저항(R4)과 병렬 연결된 제 5 저항(R5);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 오프 시간 결정부(4)는,
    상기 면광원 구동부(5) 내의 디스차지(DIS) 단자 및 쓰레스홀드(THR) 단자와 연결된 제 6 저항(R6)과;
    상기 제 6 저항(R6)과 직렬 연결된 제 2 커패시터(C2);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  6. 전압을 충전하는 제 1 커패시터(C1), 상기 제 1 커패시터(C1)와 베이스 단자가 연결되고 이미터 단자는 상기 온 상태 유지부(2)와 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 오프 상태가 되고 과도 상태 이후에는 온 되어 상기 온 상태 유지부(2)를 오프시키는 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함하여 구성되고, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(1)와;
    베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(1) 내의 제 3 트랜지스터(Q3)와 연결되고 컬렉터 단자는 상기 온 시간 결정부(3) 내의 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단과 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 온 되고 기동 후에는 상기 과도 상태 판정부(1)에 의해 오프되어 상기 온 시간 결정부(3) 내의 상기 제 1 트랜지스터(Q1)를 오프시키는 제 2 트랜지스터(Q2)를 포함하여 구성되고, 상기 과도 상태 판정부(1)의 결과에 따라 기동 시 온 시간 결정부(3)에서 결정한 온 시간의 온 상태를 유지시키는 온 상태 유지부(2)와;
    베이스 단자는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 제 2 트랜지스터(Q2)와 연결되고 컬렉터 단자는 전원(Vcc)과 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 온 되고 기동 후에는 상기 온 상태 유지부(2) 내의 상기 제 2 트랜지스터(Q2)에 의해 오프되는 제 1 트랜지스터(Q1), 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터 단에 연결된 제 4 저항(R4), 상기 제 4 저항(R4)과 병렬 연결된 제 5 저항(R5)을 포함하여 구성되고, 면광원 구동부(5)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(3)와;
    상기 면광원 구동부(5) 내의 디스차지(DIS) 단자 및 쓰레스홀드(THR) 단자와 연결된 제 6 저항(R6), 상기 제 6 저항(R6)과 직렬 연결된 제 2 커패시터(C2)를 포함하여 구성되고, 상기 면광원 구동부(5)의 오프 시간을 결정하는 오프 시간 결정부(4)와;
    상기 온 시간 결정부(3)와 상기 오프 시간 결정부(4)의 결정 결과에 따라 동작하고, 상기 면광원(20)을 단방향 펄스로 구동시키는 면광원 구동부(5);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  7. 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(11)와;
    상기 과도 상태 판정부(11)의 결과에 따라 상기 면광원(20)의 기동 시 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(12)와;
    상기 제 1 면광원 구동부(15)와 상기 온 시간 결정부(12) 사이에 연결되어 신호를 위상 반전시키는 인버터(13)와;
    상기 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 오프 시간을 각각 결정하는 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)와;
    상기 온 시간 결정부(12) 및 상기 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)의 결정 결과에 따라 각각 동작하고, 상기 면광원(20)을 양방향 펄스로 구동시키는 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 과도 상태 판정부(11)는,
    전압을 충전하는 제 18 커패시터(C18)와;
    상기 제 18 커패시터(C18)와 역방향으로 연결되고, 상기 온 시간 결정부(12) 내의 제 11 트랜지스터(Q11)의 베이스 단자와 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)가 오프 되도록 하고, 과도 상태 이후에는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)를 온 시키는 제 14 다이오드(D14);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 온 시간 결정부(12)는,
    전압을 충전하는 제 14 커패시터(C14)와;
    상기 제 14 커패시터(C14)와 직렬 연결된 제 16 커패시터(C16)와;
    베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(11) 내의 제 14 다이오드(D14)와 연결되고, 이미터 단자는 상기 제 14 커패시터(C14)와 상기 제 16 커패시터(C16)의 접점에 연결되며, 기동 시 과도 상태에서는 오프되고, 과도 상태 이후에는 온 되는 제 11 트랜지스터(Q11);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 면광원 구동용 안정기의 아크 방지 기동 장치.
  10. 전압을 충전하는 제 18 커패시터(C18), 상기 제 18 커패시터(C18)와 역방향으로 연결되고 상기 온 시간 결정부(12) 내의 제 11 트랜지스터(Q11)의 베이스 단자와 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)가 오프 되도록 하고 과도 상태 이후에는 상기 제 11 트랜지스터(Q11)를 온 시키는 제 14 다이오드(D14)를 포함하여 구성되고, 무 수은 타입의 면광원(20)을 기동 시 상기 면광원(20)의 과도 상태를 판정하는 과도 상태 판정부(11)와;
    전압을 충전하는 제 14 커패시터(C14), 상기 제 14 커패시터(C14)와 직렬 연결된 제 16 커패시터(C16), 베이스 단자는 상기 과도 상태 판정부(11) 내의 제 14 다이오드(D14)와 연결되고 이미터 단자는 상기 제 14 커패시터(C14)와 상기 제 16 커패시터(C16)의 접점에 연결되며 기동 시 과도 상태에서는 오프되고 과도 상태 이후에는 온 되는 제 11 트랜지스터(Q11)를 포함하여 구성되고, 상기 과도 상태 판정부(11)의 결과에 따라 상기 면광원(20)의 기동 시 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 온 시간을 결정하는 온 시간 결정부(12)와;
    상기 제 1 면광원 구동부(15)와 상기 온 시간 결정부(12) 사이에 연결되어 신호를 위상 반전시키는 인버터(13)와;
    상기 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17)의 오프 시간을 각각 결정하는 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)와;
    상기 온 시간 결정부(12) 및 상기 제 1 및 제 2 오프 시간 결정부(14, 16)의 결정 결과에 따라 각각 동작하고, 상기 면광원(20)을 양방향 펄스로 구동시키는 제 1 및 제 2 면광원 구동부(15, 17);
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