KR20100120462A - 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 관한 것으로 랜덤 제어기(10)를 핵심 구성으로 포함하며, 이 랜덤 제어기(10)는 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 5초, 10초, 15초, 20초… 및 n초 간격으로 이그나이터(20)를 기동시킬 수 있도록 하여 이웃한 가로등을 차등적 시차로서 점등시킴으로써 동시 다발적으로 가로등이 점등될 경우 발생할 수 있는 돌입전류 또는 순간 과도한 전류소모 등의 현상을 최소화시킬 수 있게 된다.

분전함, 차단기, 랜덤 제어기, 이그나이터, 쵸크 트랜스, 역률개선 콘덴서, HID 램프

Description

점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기{BALLAST STABILIZER FOR REDUCING LIGHTING STRESS}

본 발명은 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 안정기마다 상용전원이 인가되더라도 랜덤으로 시차를 두고 이그나이터가 동작되도록 한 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 분전함에 연결된 가로등의 다단선로를 나타내는 구조도이다.

일반적으로 분전함(M)이 설치된 다단선로에서 가로등[예를 들면 HID 램프(50)]이나 건물등은 과전류로부터 보호받을 수 있도록 차단기(M1)를 구비한다.

차단기(M1)의 용량은 가로등이나 건물등에 설치된 각 안정기(90)의 정격전류를 합과 돌입전류(순간전류 피크치)를 고려하여 설계된다.

예를 들어, 차단기(M1) 용량이 10A인 경우 안정기(90) 1A 대비 10개의 선로 를 구성할 수 있다. 그러나, 초기 전원 인가시 발생되는 돌입전류는 전원의 질, 주변환경, 부하, 선로 등의 조건에 따라 최소 1.5배에서 많게는 3 내지 4배 증가할 수 있으므로, 이 돌입전류를 고려하여야만 한다.

결국, 안정기(90)의 돌입전류를 고려하여 차단기 1대당 안정기 6∼7개로 제한할 수밖에 없음을 알 수 있다.

또한, 선로에 구성된 다수의 가로등을 전원 통제소[분전함(M)]에서 한 스위치로 통제할 경우 전원 인가시 가로등의 동시점등에 따른 돌입전류 또는 순간 과도한 전류소모로 인하여 역으로 전원 통제소[분전함(M)]의 접점장치나 전자 제어장치에 악영향을 끼칠 수 있음은 물론이다.

본 발명의 목적은 각 안정기마다 상용전원이 인가되더라도 랜덤으로 시차를 두고 이그나이터가 동작되도록 하여 이웃하는 가로등의 HID 램프를 서로 다른 시차로서 점등시킬 수 있도록 함으로써 분전함에 역으로 가해지는 모든 스트레스를 최소화시킬 수 있는 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

분전함에서 입력되는 상용전원을 정류하여 직류전원으로 제공하는 역률개선 콘덴서와, 상기 역률개선 콘덴서의 직류전원을 공급받아 HID 램프에 규격전원으로 제공하는 쵸크 트랜스와, 상기 역률개선 콘덴서의 직류전원을 고속 충방전하면서 상기 쵸크 트랜스에 고압펄스를 유기시켜 상기 HID 램프를 점등시킨 후 정지되는 이그나이터를 포함하는 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 있어서,

상기 분전함에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 상기 이그나이터를 기동시키는 랜덤 제어기를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명은 각 안정기마다 상용전원이 인가되더라도 랜덤으로 시차를 두고 이그나이터가 동작되도록 하여 이웃하는 가로등의 HID 램프를 서로 다른 시차로서 점등시킬 수 있도록 함으로써 분전함에 역으로 가해지는 모든 스트레스를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 분전함에서의 상용전원이 입력되더라도 랜덤 발생기에서 시차를 두고 이그나이터를 기동시킬 수 있도록 함으로써 다단선로에서 가로등 즉, HID 램프가 동시에 점등될 확률이 최소화될 수 있게 되어 안정기로부터 타장비에 악영향을 주는 요소를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기의 바람직 한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기를 나타내는 회로도이다.

본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기는 도 2에 도시된 바와 같이 분전함(M)에서 입력되는 상용전원을 정류하여 직류전원으로 제공하는 역률개선 콘덴서(40)와, 이 역률개선 콘덴서(40)의 직류전원을 공급받아 HID 램프(50)에 규격전원으로 제공하는 쵸크 트랜스(30)와, 역률개선 콘덴서(40)의 직류전원을 고속 충방전하면서 쵸크 트랜스(30)에 고압펄스를 유기시켜 HID 램프(50)를 점등시킨 후 정지되는 이그나이터(20)를 포함한다.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기는 분전함(M)에서 입력되는 상용전원과 HID 램프[High Intensity Discharge Lamp; 50] 사이에 설치되며, 쵸크 트랜스(Choke Trans; 30), 역률개선 콘덴서(40) 및 이그나이터(Ignitor; 20)를 포함하는 구성으로 이루어지고, HID 램프(50)의 스타팅(Starting) 및 1차 역률을 고역률로 개선하여 안정되게 점등을 유지토록 하는 역할을 한다,

이때, 이그나이터(20)는 HID 램프(50)의 최초 시동뿐만 아니라 재시동 등에서 매우 중요한 역할을 하는 점등 보조장치라 할 수 있다.

HID 램프(50)의 일종인 고압나트륨램프 또는 메탈할라이드램프는 발광관(Arc Tube) 내의 높은 증기압력으로 인하여 쵸크 트랜스(30)에서 공급되는 2차 전압(무부하 전압)만으로는 HID 램프(50)를 시동시킬 수 없기 때문에 1~5㎲의 매우 짧은 펄스폭의 고전압(800~4㎸)을 인가하여야 하는데 이 펄스를 발생시키는 구성이 다름 아닌 이그나이터(20)라 할 수 있다.

도 3a는 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 적용되는 입력전압을 나타내는 파형도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 적용되는 고압펄스를 나타내는 파형도이다.

HID 램프(50)는 예를 들어 90V(또는 130V 등)의 규격전압을 필요로 하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 이그나이터(20)의 고압펄스에 의해 HID 램프(50)가 초기 점등되면 쵸크 트랜스(30)는 인덕터화되어 도 3a에 도시된 바와 같이 AC 220V/60㎐의 입력전원을 90V의 규격전압으로 변환시켜 HID 램프(50)에 지속적으로 제공할 수 있도록 설계된다.

HID 램프(50)는 발광관(Arc Tube) 내에 높은 증기압력을 필요로 하기 때문에 쵸크 트랜스(30)로부터 공급되는 2차 유기전압(무부하 전압)만으로는 점등시킬 수가 없어 도 3b에 도시된 바와 같이 1∼5㎲의 매우 짧은 고압펄스(800∼4㎸)를 인가할 수 있도록, 즉 입력전원을 고속 충방전하면서 쵸크 트랜스(30)에 고압펄스를 유기시켜 HID 램프(50)를 점등시킬 수 있도록 이그나이터(20)가 부여되는 것이다.

이와 같이 이그나이터(20)로부터 제공된 고압펄스에 따라 HID 램프(50)가 점등되면 곧바로 이그나이터(20)의 구동은 정지되고, 쵸크 트랜스(30)는 인덕턴스 기 능을 발휘하여 220V의 입력전압을 예를 들면 90V의 규격전압으로 HID 램프(50)에 지속적으로 제공하여 점등상태를 유지할 수 있도록 한다.

이때, 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기는 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 이그나이터(20)를 기동시키는 랜덤 제어기(10)를 핵심 구성으로 포함한다.

본 발명은 통상의 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 이그나이터(20)를 즉각 기동시키는 것과는 달리 램덤 발생기로서 시차를 두고 이그나이터(20)를 기동시킴으로써 이웃하는 가로등과 차등적 시차로서 기동될 수 있도록 하는 것이다.

예를 들어, 랜덤 제어기(10)는 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 5초, 10초, 15초, 20초… 및 n초 간격으로 이그나이터(20)를 기동시킬 수 있도록 하여 이웃한 가로등을 차등적 시차로서 점등시킴으로써 동시 다발적으로 가로등이 점등될 경우 발생할 수 있는 돌입전류 또는 순간 과도한 전류소모 등의 현상을 최소화시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 분전함에 연결된 가로등의 다단선로를 나타내는 구조도이다.

본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기는 각 안정기마다 상용전원이 인가되더라도 랜덤으로 시차를 두고 이그나이터(20)가 동작되도록 하여 이웃하는 가로등의 HID 램프(50)를 서로 다른 시차로서 점등시킬 수 있도록 함으로써 분전함(M)에 역으로 가해지는 모든 스트레스를 최소화할 수 있게 된다.

예를 들어, 20개의 다단선로에서 안정기의 개당 정격전류가 2A이고 돌입전류가 3A인 것으로 가정하면, 분전함(M)의 차단기(M1)의 용량은 20개×3A = 60A를 사용하여야 하지만, 본 발명을 적용하면 점등시 5초 간격으로 n초까지 시차를 두고 점등되기 때문에 즉, 동시점등을 하지 않기 때문에 차단기(M1)의 용량을 충분히 확보할 수 있게 되어 무리한 역 부하를 주지 않게 되는 것이다.

더욱 구체적으로, 모든 전자제품이든 전기제품이든 초기 전원인가시 회로나 부하가 안정될 때까지는 약간의 시간이 필요하다.

특히, 안정기에서 전원 인가시 HID 램프(50)가 반응하는 초기부터 시작되는 돌입전류 혹은 역기전류, 전원노이즈 등은 연결된 전원선을 타고 다시 역으로 인입되어 여러 가지 무리한 부작용으로 나타날 수밖에 없다.

이러한 것들이 여러 개로 연결되고 동시에 같은 현상이 발생되면 문제는 더욱 커질 수 없게 된다.

이에 따라, 본 발명에서는 분전함(M)에서의 상용전원이 입력되더라도 랜덤 발생기에서 시차를 두고 이그나이터(20)를 기동시킬 수 있도록 함으로써 다단선로에서 가로등 즉, HID 램프(50)가 동시에 점등될 확률이 최소화될 수 있게 되어 안정기로부터 타장비에 악영향을 주는 요소를 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이다.

바람직하게, 랜덤 제어기(10)는 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 이그나이터(20)를 기동시키는 타이머를 포함하거나, 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 이그나이터(20)를 기동시키는 릴레이를 포함하여, 각 안정기마다 구비된 이그나이터(20)를 차등 기동시킬 수 있도록 함으로써 동시다 발의 기동에 의한 역기전력으로 인한 무리한 부하를 최소화할 수 있도록 한다.

본 발명은 다단선로에서 이그나이터를 차등 기동시킬 수 있도록 하여 서로 다른 타이밍에 HID 램프를 점등시킬 수 있도록 한 안정기 분야에 이용될 수 있다.

도 1은 일반적인 분전함(M)에 연결된 가로등의 다단선로를 나타내는 구조도.

도 2는 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기를 나타내는 회로도.

도 3a는 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 적용되는 입력전압을 나타내는 파형도.

도 3b는 본 발명에 따른 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 적용되는 고압펄스를 나타내는 파형도.

도 4는 본 발명에 따른 분전함에 연결된 가로등의 다단선로를 나타내는 구조도.

≡*≡ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ≡*≡

M : 분전함 M1 : 차단기

10 : 랜덤 제어기 20 : 이그나이터

30 : 쵸크 트랜스 40 : 역률개선 콘덴서

50 : HID 램프 100 : 안정기

Claims (4)

1. 분전함(M)에서 입력되는 상용전원을 정류하여 직류전원으로 제공하는 역률개선 콘덴서(40)와, 상기 역률개선 콘덴서(40)의 직류전원을 공급받아 HID 램프(50)에 규격전원으로 제공하는 쵸크 트랜스(30)와, 상기 역률개선 콘덴서(40)의 직류전원을 고속 충방전하면서 상기 쵸크 트랜스(30)에 고압펄스를 유기시켜 상기 HID 램프(50)를 점등시킨 후 정지되는 이그나이터(20)를 포함하는 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기에 있어서,

   상기 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 상기 이그나이터(20)를 기동시키는 랜덤 제어기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 랜덤 제어기(10)는 상기 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 상기 이그나이터(20)를 기동시키는 타이머를 구비하는 것을 특징으로 하는 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 랜덤 제어기(10)는 상기 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 시차를 두고 상기 이그나이터(20)를 기동시키는 릴레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 점 등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 랜덤 제어기(10)는 상기 분전함(M)에서 상용전원이 입력될 경우 5초, 10초, 15초 및 20초 간격으로 상기 이그나이터(20)를 기동시키는 것을 특징으로 하는 점등 스트레스를 최소화한 다단선로 점등용 안정기.

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