KR20110016614A - 정전력형 안정기 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전력형 안정기 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대전력 램프의 무부하 및 단락시 자체적으로 램프에 공급되는 전력을 차단하고, 램프에 공급되는 전력양을 일정 범위 내로 유지시키는 정전력형 안정기 회로에 관한 것이다.

이를 위해 1극과 2극을 구비하는 교류 입력 전원단의 양 극 가운데 일 극을 전기적으로 단전 또는 단락시키는 릴레이 구동 회로; 상기 릴레이 구동 회로와 전기적으로 연결되는 1차 코일, 상기 1차 코일과 전기적으로 연결되는 2차 코일, 상기 2차 코일과 연결되는 3차 코일을 포함하는 초크코일; 상기 초크코일의 3차코일과 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되어 발광되는 램프; 상기 초크코일과 상기 램프 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 램프의 무부하 및 단락 상태를 감지하는 무부하 및 단락 상태 감지회로; 상기 무부하 및 단락 상태 감지회로와 상기 릴레이 구동 회로 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 무부하 및 단락 상태 감지회로가 상기 램프의 무부하 및 단락 상태를 감지하는 경우 상기 릴레이 구동 회로를 구동시켜 상기 교류 입력 전원단의 일 단을 단전시키는 타이머 회로; 및 상기 쵸크코일과 상기 교류 입력단 사이에 전기적으로 연결되어 상기 교류 입력단의 전압이 높아지는 경우 상기 쵸크코일의 권수비를 바꾸어 상기 램프에 걸리는 전력량을 낮추는 정출력 회로; 를 포함하여 형성되는 정전력형 안정기 회로를 개시한다.

Description

정전력형 안정기 회로{RC TYPE BALLAST STABILIZER CIRCUIT}

본 발명은 정전력형 안정기 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압방전 램프의 무부하 및 단락시 자체적으로 안정기에 공급되는 전력을 차단하고, 램프에 공급되는 전력양을 일정 범위 내로 유지시키는 정전력형 안정기 회로에 관한 것이다.

고압방전등에는 수은, 나트륨, 메탈 할라이드 램프가 있는데, 이는 고유한 부성저항 특성을 갖고 있으므로 상용 교류 전원에 직접 연결하여 사용할 수 없고, 반드시 별도의 안정기를 부착하여 사용하여야 한다.

이 때 안정기에는 여러 종류의 안정기들이 있는데 이들은 저마다의 고유한 장점들을 갖고 있다. 그 중에서 RC형 안정기는 주로 메탈램프에 사용되는 안정기로 출력부에 L. C 공진 회로를 채택하여 정전력을 실현시켜 줌으로,정전력형 안정기라고도 불린다.

그런데 메탈할라이드 램프와 정전력형(RC형) 안정기로 구성된 가로등의 메탈할라이드 램프 점등장치에는 메탈램프의 불량 상태, 정전력형(RC형) 안정기의 불량 상태 및 교류 입력전압의 불량 상태를 자가 진단한 후 무부하시 전원을 차단하는 기능이 없었기 때문에, 고장의 원인 파악이 어려웠고 대기 전력을 낭비하고 있으며 고전압에 의해 감전 위험의 문제점이 있었다.

즉, 램프가 수명이 다했거나 장착되지 않았을 때 전원이 켜지는 무부하시에는 안정기의 양단 피크 전압이 약4000V로 고전압에 의한 감전 위험이 있고 무부하 상태에서 1000W의 경우 유효전력이 35W 소모되고 피상 전력이 700VA로 램프가 점등되지도 않은 상태에서 큰 대기 전력이 소모되어 국가적 에너지 낭비가 심각하다.

한편, 일반적으로 고압방전등을 사용하는 가로등이나 공장조명등의 경우 전원으로부터 가까운 곳은 전압이 높고 전원으로부터 멀리 떨어진 곳은 전압이 일반적으로 낮다.

그러나 고압방전등의 초크 코일형 자기식 안정기는 입력전압이 높으면 입력 전력 및 램프 전력이 입력전압에 따라 상승한다. 따라서 전력이 상승함에 따라 필요이상의 조도가 출력되며 전력을 크게 낭비한다. 예를 들면 메탈할라이드 램프 350W의 경우 입력 전압이 220V일때 입력 전력이 373W이고 230V일때 입력전력은 413W 으로 40W의 전력이 불필요하게 낭비된다.

따라서, 입력 전압이 기준 이상이 될 때 전력을 낯추어 전력을 절감 한다.

또한, 입력 전압의 상승함에 따라 램프 출력 전압도상승하여 계속 적으로 램프 전력 보다 높게 사용함으로 램프의 수명이 짧아지고 폭발할 위험 성이 높게된다 예를 들면 메탈할라이드 램프 350W의 경우 입력 전압이 220V 경우 램프 전력이 350W이고 입력 전압이 230V인 경우 램프 전력이 386W가 되어 자기용량보다 36W더한 용량으로 동작하여 광속저하가 빠르게 일어나고 수명이 짧아지며 아크가 아크 튜브 를 자극할 우려가 커서 폭발할 우려가 있다.

본 발명의 기술적 과제는 고압방전 램프용 안정기의 무부하 및 단락시 램프로 공급되는 전력을 자동적으로 차단하는 정전력형 안정기 회로를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 램프로 유입되는 교류 입력 전압이 기준 이상을 넘어가게 되는 경우 램프의 출력 규격에 맞게끔 램프에 공급되는 전력을 낯출 수 있는 정전력형 안정기 회로를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 정전력형 안정기 회로는 1극과 2극을 구비하는 교류 입력 전원단의 양 극 가운데 일 극을 전기적으로 단전 또는 단락시키는 릴레이 구동 회로; 상기 릴레이 구동 회로와 전기적으로 연결되는 1차 코일, 상기 1차 코일과 전기적으로 연결되는 2차 코일, 상기 2차 코일과 연결되는 3차 코일을 포함하는 초크코일; 상기 초크코일의 3차코일과 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되어 발광되는 램프; 상기 초크코일과 상기 램프 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 램프의 무부하 및 단락 상태를 감지하는 무부하 및 단락 상태 감지회로; 상기 무부하 및 단락 상태 감지회로와 상기 릴레이 구동 회로 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 무부하 및 단락 상태 감지회로가 상기 램프의 무부하 및 단락 상태를 감지하는 경우 상기 릴레이 구동 회로를 구동시켜 상기 교류 입력 전원단의 일 단을 단전시키는 타이머 회로; 및 상기 초크코일과 상기 교류 입력단 사이에 전기적으로 연결되어 상기 교류 입력단의 전압이 높아지는 경우 상기 초크코일 코일의 권수비를 바꾸어 상기 램프에 걸리는 전력량을 낮추는 정출력 회로; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 램프의 무부하 및 단락시 램프로 공급되는 전력을 입력단측에서 차단하게 되므로, 램프의 불량 상태 및 램프 양단 단락상태에서 대기 전력을 소모하지 않아 전력의 낭비를 없애며 이그나이터 고전압에 의한 감전 위험을 없애는 효과가 있다.

본 발명은 램프에 유입되는 전압이 기준값 이상 증가되는 경우 초크코일의 인덕턴스를 조절하여 램프에 걸리는 전력을 정격 전력으로 유지함으로써, 램프의 수명을 연장시키고 램프의 출력 이상으로 인한 폭발을 방지하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 되면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로의 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로는 릴레이 구동 회로(100), 초크코일(200), 램프(300), 무부하 및 단락 상태 감 지회로(400), 타이머 회로(500) 및, 정출력 회로(600)를 포함하여 형성된다. 본 실시예에서 도면 부호로 설명되지 않은 저항은 전압값을 낮추기 위한 저항이며, 본 실시예에서 도면 부호로 설명되지 않은 캐패시터는 노이즈를 제거하이 위한 캐패시터이다.

상기한 릴레이 구동 회로(100), 초크코일(200), 램프(300), 무부하 및 단락 상태 감지회로(400), 타이머 회로(500) 및, 정출력 회로(600)는 교류 입력단(10)으로 부터 입력 받아 구동된다. 이 경우, 교류 입력단(10)은 1극(11)과 2극(12) 사이의 전압차가 대략 220V의 ±22V정도의 전압을 형성한다.

상기 릴레이 구동 회로(100)는 제 1 캐패시터(101), 제 1 다이오드(102), 제 2 다이오드(103), 제 1 제너 다이오드(104), 제 1 릴레이(105) 및, 제 2 캐패시터(106)를 포함하여 형성된다.

상기 제 1 캐패시터(101)는 교류 입력단(10)의 1극(11)에 전기적으로 연결된다.

상기 제 1 다이오드(102)는 캐소드가 제 1 캐패시터(101)와 전기적으로 연결되며, 애노드가 교류 입력단(10)의 2극(12)에 전기적으로 연결된다.

상기 제 2 다이오드(103)는 제 1 캐패시터(101)와 제 1 다이오드(102)가 전기적으로 연결되는 지점에 애노드가 전기적으로 연결된다.

상기 제 1 제너 다이오드(104)는 캐소드가 제 2 다이오드(103)의 캐소드와 전기적으로 연결되고, 애노드가 교류 입력단(10)의 2극(12)에 전기적으로 연결된다.

상기 제 1 릴레이(105)는 교류 입력단(10)의 1극(11)에 전기적으로 연결되는 a접점(105a), a접점(105a)에 전기적으로 연결되는 b접점(105b), a접점(105a)과 b접점(105b)과 이격되는 c접점(105c) 및, 제 1 제너 다이오드(104)와 병렬로 연결되고 직류 전력을 공급받을 시에 a접점(105a)과 b접점(105b)으로 전기적인 연결을 a접점(105a)과 c접점(105c)으로 변환하도록 자화되는 구동 코일(105d) 및, 구동 코일(105d)의 여화시 a접점과 b접점을 도통시키며 구동 코일의 자화시 a접점과 c접점을 도통시키는 스위치(105e)를 구비한다. 여기서, 구동 코일(105d)은 교류 입력단(10)의 1극(11)과 2극(12)에 전기적으로 연결되는 경우에만 자화된다.

상기 제 2 캐패시터(106)는 제 1 제너 다이오드(104)와 병렬로 연결되며, 제 1 제너 다이오드(104)와 릴레이 구동 코일(105d) 사이에 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 1 캐패시터(101), 제 1 다이오드(102), 제 2 다이오드(103), 제 1 제너 다이오드(104)및, 제 2 캐패시터(106)는 교류 전력을 구동 코일(105d)이 구동할 수 있는 직류형 전력으로 변환한다.

상기 초크코일(200)은 일 단이 제 2 릴레이(611)의 c접점(611a)과 전기적으로 연결되고 타 단이 제 2 릴레이(611)의 b접점(611b)과 전기적으로 연결되는 1차 코일(201), 일 단이 1차 코일(201)과 제 2 릴레이(611)의 b접점(611b)이 만나는 지점에 전기적으로 연결되는 2차 코일(202) 및, 일 단이 2차 코일(202)과 전기적으로 연결되고 타 단이 램프(300)와 전기적으로 연결되는 3차 코일(203)을 포함하여 형성된다.

상기 램프(300)는 초크코일(200)을 통해 상기 교류 입력단(10)의 1극(11)과 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 램프(300)는 메탈할라이드 램프(Metal Halide Lamp)와 같은 고압방전 램프(300)에 해당될 수 있다.

상기 무부하 및 단락 상태 감지회로(400)는 제 1 저항(401), 제 3 다이오드(402), 제 2 저항(403), 제 2 제너 다이오드(404), 제 3 캐패시터(405), 트랜지스터(406), 제 3 저항(407), 제 4 다이오드(408), 제 4 저항(409), 제 5 저항(410), 제 3 제너 다이오드(411), 제 6 저항(412), 제 1 실리콘 정류 소자(413) 및, 제 5 다이오드(414)를 포함하여 형성된다.

상기 제 1 저항(401)은 초크코일(200)의 3차 코일(203)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 3 다이오드(402)는 애노드가 제 1 저항(401)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 2 저항(403)은 제 3 다이오드(402)의 캐소드와 전기적으로 연결된다.

상기 제 2 제너 다이오드(404)는 캐소드가 제 2 저항(403)과 전기적으로 연결되고, 애노드가 교류 입력단(10)의 제 2 극과 전기적으로 연결된다.

상기 제 3 캐패시터(405)는 제 2 제너 다이오드(404)의 캐소드와 애노드에 병렬로 연결된다.

여기서, 제 1 저항(401)과 제 2 저항(403)은 제 3 다이오드(402)가 구동될 수 있도록 전압 강하를 형성하며, 제 3 다이오드(402)는 교류 입력단(10)에 입력되는 교류 전력을 정류하여 트랜지스터(406)의 베이스단에 정류된 전력을 공급하는 역할을 한다. 제 2 제너 다이오드(404)는 제 3 다이오드(402)에 의해 정류된 전압의 일정 전압 이하로 낮추며, 제 3 캐패시터(405)는 제 3 다이오드(402)에 의해 정류된 전압의 리플을 제거하여 트랜지스터(406)에 공급되는 전압을 직류 전압으로 형성하게 된다.

상기 트랜지스터(406)는 베이스가 제 2 저항(403)과 제 2 제너 다이오드(404)가 만나는 지점에 전기적으로 연결되고, 이미터가 교류 입력단(10)의 2극(12)과 전기적으로 연결되며, 컬렉터가 제 6 다이오드(502)의 애노드에 전기적으로 연결된다.

여기서, 트랜지스터(406)는 램프 출력단이 단락 될 경우에 발생되는 상태에 따른 전압 변경시에 턴 온된다.

상기 제 3 저항(407)은 제 1 저항(401)과 초크코일(200)의 3차 코일(203)이 만나는 지점에 전기적으로 연결된다.

상기 제 4 다이오드(408)는 제 3 저항(407)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 4 저항(409)은 제 4 다이오드(408)의 캐소드와 전기적으로 연결된다.

상기 제 5 저항(410)은 제 4 저항(409)과 교류 입력단(10)의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다.

상기 제 3 제너 다이오드(411)는 캐소드가 제 4 저항(409)과 제 5 저항(410)이 만나는 지점이 전기적으로 연결된다.

상기 제 6 저항(412)은 제 3 제너 다이오드(411)의 애노드와 교류 입력 단(10)의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 3 저항(407)과 제 4 저항(409)은 제 4 다이오드(408)가 구동될 수 있도록 제 4 다이오드(408)의 양 단 구동 전압을 형성한다. 또한, 제 3 제너 다이오드(411)는 제 4 저항(409)에 의해 강하된 전압을 일정값을 넘지하도록 하여 제 1 실리콘 정류 소자(413)의 게이트에 일정 전류만이 인가되도록 한다. 이 경우, 제 5 저항(410) 및 제 6 저항(412)은 제 3 제너 다이오드(411)가 구동될 수 있도록, 제 3 제너 다이오드(411)의 양 단에 구동 전압을 형성하게 된다.

상기 제 1 실리콘 정류 소자(413)는 게이트가 제 3 제너 다이오드(411)의 애노드와 제 6 저항(412)이 만나는 지점에 전기적으로 연결되고, 캐소드가 교류 입력단(10)의 2극(12)에 전기적으로 연결되며, 애노드가 구동 드라이버(509)의 접지단과 전기적으로 연결된다.

상기 제 5 다이오드(414)는 캐소드가 구동 드라이버(509)의 접지단과 제 1 실리콘 정류 소자(413)의 애노드가 만나는 지점에 전기적으로 연결되고, 애노드가 교류 입력단(10)의 2극(12)에 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 제 1 실리콘 정류 소자(413)는 제 3 제너 다이오드(411)를 통해 인가되는 전류를 게이트로 공급받는 경우, 턴 온 되어 구동 드라이버(509)의 접지단을 교류 입력단(10)의 2극(12)과 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. 이 경우, 제 5다이오드(414)는 구동 드라이버(509)의 접지단(GND)과 교류 입력단(10)의 2극(12) 사이에 정류된 전압이 공급되도록 한다.

상기 타이머 회로(500)는 제 2 실리콘 정류 소자(501), 제 6 다이오드(502), 제 7 저항(503), 제 4 캐패시터(504), 제 8 저항(505), 제 9 저항(506), 제 5 캐패시터(507), 포토 커플러(508), 구동 드라이버(509), 제 10 저항(510), 제 7 다이오드(511), 제 6 캐패시터(512), 제 7 캐패시터(513), 제 4 제너 다이오드(514), 제 11 저항(515), 제 8 캐패시터(516) 및, 제 12 저항(517)을 포함하여 형성된다.

상기 제 2 실리콘 정류 소자(501)는 애노드가 제 1 릴레이(105)의 구동 코일(105d)과 전기적으로 연결되고, 캐소드가 교류 입력단(10)의 2극(12)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 6 다이오드(502)는 캐소드가 제 2 실리콘 정류 소자(501)의 게이트와 전기적으로 연결되고, 애노드가 제 7 저항(503)과 제 4 캐패시터(504)에 전기적으로 연결된다.

상기 제 7 저항(503)은 릴레이 구동 회로(100)의 제 2 다이오드(103)의 캐소드와 전기적으로 연결된다.

상기 제 4 캐패시터(504)는 제 7 저항(503)과 교류 입력단(10)의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 7 저항(503)과 제 4 캐패시터(504)와 만나는 지점은 제 6 다이오드(502)의 애노드와 전기적으로 연결되어 제 6 다이오드(502)를 통해 제 2 실리콘 정류 소자(501)의 게이트로 전류가 흐르도록 한다.

상기 제 8 저항(505)은 제 7 저항(503)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 9 저항(506)은 제 7 저항(503)과 교류 입력단(10)의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 8 저항(505)과 제 9 저항(506)은 포토 커플러(508)의 수광부의 동작 전압을 형성하기 위하여 포토 커플러(508) 수광부의 컬렉터단에 분압 전압을 형성하는 역할을 한다.

상기 제 5 캐패시터(507)는 제 9 저항(506)과 병렬로 연결되어 포토 커플러(508)의 수광부에 인가되는 전압의 리플을 제거하는 역할을 한다.

상기 포토 커플러(508)는 수광부의 컬렉터단이 제 9 저항(506)과 제 5 캐패시터(507)가 연결되는 지점과 전기적으로 연결되고, 수광부의 이미터단이 제 2 실리콘 정류 소자(501)의 게이트와 제 6 다이오드(502)의 캐소드가 만나는 지점에 전기적으로 연결된다. 또한, 포토 커플러(508)는 발광부가 구동 드라이버(509)의 출력단에 전기적으로 연결된다.

상기 구동 드라이버(509)는 양극 전원단(Vcc)이 제 7 다이오드(511)의 캐소드와 전기적으로 연결되고, 접지단(GND)이 제 1 실리콘 정류 소자(413)의 애노드에 전기적으로 연결되며, 출력 제어단이 포토 커플러(508)의 발광부와 전기적으로 연결된다.

상기 제 10 저항(510)은 초크코일(200)의 2차 코일(202)과 3차 코일(203)이 만나는 지점과 전기적으로 연결된다.

상기 제 7 다이오드(511)는 애노드가 제 10 저항(510)과 전기적으로 연결되고, 캐소드가 구동 드라이버(509)의 양극 전원단(Vcc)과 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 10 저항(510)과 제 7 다이오드(511)는 구동 드라이버(509)가 직류 전력으로 구동될 수 있도로 교류 전압을 정류하는 역할을 한다.

상기 제 6 캐패시터(512)는 제 10 저항(510)과 구동 드라이버(509)의 접지단(GND) 사이에 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 6 캐패시터(512)는 초크고일(200)과 공진을 이용하여 고전압을 발생시켜 램프(300)를 점등시키는 역할을 한다.

상기 제 7 캐패시터(513)는 제 7 다이오드(511)의 캐소드와 구동 드라이버(509)의 접지단(GND) 사이에 전기적으로 연결된다.

상기 제 4 제너 다이오드(514)는 캐소드가 제 7 다이오드(511)의 캐소드와 전기적으로 연결되고, 애노드가 구동 드라이버(509)의 접지단(GND)에 전기적으로 연결된다.

상기 제 11 저항(515)은 제 7 다이오드(511)와 구동 드라이버(509)의 양극 전압단(Vcc)이 전기적으로 연결되는 지점에 전기적으로 연결된다.

상기 제 8 캐패시터(516)는 제 11 저항(515)과 구동 드라이버(509)의 접지단(GND) 사이에 전기적으로 연결된다.

상기 제 12 저항(517)은 제 11 저항(515)과 제 8 캐패시터(516)가 만나는 지점과 구동 드라이버(509) 사이에 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 구동 드라이버(509)는 제 1 실리콘 정류 소자(413)가 턴 온되어 전력을 공급받는 경우에 제 8 캐패시터(516)를 충전시키는 시간동안 지연시간을 가지고, 제 8 캐패시터(516)가 충전이 완료되는 경우 출력제어단을 통해 전류를 포토 커플러(508)의 발광부로 흘려 보냄으로서, 제 2 실리콘 정류 소자(501)를 턴 온 시키게 된다.

상기 정출력 회로(600)는 비교기(601), 제 13 저항(602), 제 8 다이오드(603), 제 14 저항(604), 제 9 캐패시터(605), 제 5 제너 다이오드(606), 제 15 저항(607), 제 16 저항(608), 제 17 저항(609), 제 10 캐패시터(610), 제 2 릴레이(611) 및, 제 3 실리콘 정류 소자(612)를 포함하여 형성된다.

상기 비교기(601)는 릴레이 구동 회로(100)의 정류된 전류가 형성되는 지점인 제 1 캐패시터(106)와 병렬로 연결되어 릴레이 구동 회로(100)로부터 직류 전력을 공급 받는다.

여기서, 비교기(601)는 기준 입력단과 비교 입력단 및 출력단을 구비하며, 비교 입력단의 전압이 기준 입력단을 넘는 경우 출력단에서 하이 레벨의 신호를 발생하게 된다.

상기 제 13 저항(602)은 제 1 릴레이(105)의 b접점(105b)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 8 다이오드(603)는 애노드가 제 13 저항(602)과 전기적으로 연결된다.

상기 제 14 저항(604)은 제 8 다이오드(603)의 캐소드와 교류 입력단(10)의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다.

상기 제 9 캐패시터(605)는 제 14 저항(604)과 병렬로 연결된다.

상기 제 5 제너 다이오드(606)는 캐소드가 제 14 저항(604)과 제 9 캐패시터(605)가 만나는 지점에 전기적으로 연결되고, 애노드가 비교기(601)의 비교 입력단과 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 13 저항(602), 제 8 다이오드(603), 제 14 저항(604), 제 9 캐패시터(605), 제 5 제너 다이오드(606)는 초크코일(200)를 통해 램프에 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 비교기(601)의 비교 입력단에 직류 비교 전압이 인가되도록 한다.

상기 제 15 저항(607)은 릴레이 구동 회로(100)의 제 1 캐패시터(106)와 제 2 다이오드(103)가 만나는 지점과 전기적으로 연결된다.

상기 제 16 저항(608)은 제 15 저항(607)과 교류 입력 단의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 15 저항(607)과 제 16 저항(608)이 만나는 지점은 비교기(601)의 기준 입력단과 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 15 저항(607)과 제 16 저항(608)은 비교기(601)의 기준 입력단에 기준 전압을 형성하는 역할을 한다.

상기 제 17 저항(609)은 비교기(601)의 출력단과 전기적으로 연결된다.

상기 제 10 캐패시터(610)는 제 17 저항(609)과 교류 입력단(10)의 2극(12) 사이에 전기적으로 연결된다.

상기 제 2 릴레이(611)는 제 1 릴레이의 b접점(105b)와 전기적으로 연결되는 a접점(611a), 초크코일(200)의 1차 코일(201)과 2차 코일(202)이 만나는 지점과 전기적으로 연결되는 b접점(611b), a접점(611a)과 b접점(611b)과 이격되며 초크코일(200)의 1차 코일(201)과 전기적으로 연결되는 c접점(611c) 및, 제 1 캐패시터(106)와 병렬로 연결되고 직류 전력을 공급받을 시에 a접점(611a)과 b접점(611b)으로 전기적인 연결을 a접점(611a)과 c접점(611c)으로 변환하도록 자화되는 구동 코일(611d) 및, 구동 코일(611d)의 여화시 a접점(611a)과 b접점(611b)을 도통시키며 구동 코일(611d)의 자화시 a접점(611a)과 c접점(611c)을 도통시키는 스위치(611e)를 구비한다. 여기서, 구동 코일(105d)은 교류 입력단(10)의 1극(11)과 2극(12)에 전기적으로 연결되는 경우에만 자화된다.

상기 제 3 실리콘 정류 소자(612)는 애노드가 제 2 릴레이(611)의 구동 코일(611d)과 전기적으로 연결되고, 캐소드가 교류 입력단(10)의 2극(12)과 전기적으로 연결되며, 게이트가 제 17 저항(609)과 제 10 캐패시터(610)가 만나는 지점에 전기적으로 연결된다.

여기서, 제 3 실리콘 정류 소자(612)는 비교기(601)의 출력단으로 부터 하이 레벨의 신호를 입력받는 경우, 턴 온되어 제 2 릴레이(611)의 구동 코일(611d)을 자화시키게 된다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로의 동작에 관한 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로는 무부하 및 단락 상태를 감지하는 동작과 정출력을 유지하는 동작을 하게 되는데, 이하의 설명에서는 무부하 및 단락 상태 감지시와 정출력 유지시 각각의 경우에 대하여 설명하기로 한다.

[무부하 및 단락 상태 감지시]

본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로의 무부하 및 단락 상태 감지시에 관한 구동을 설명하면, 최초 제 1 릴레이(105)의 구동 코일(105d)은 여화 된 상태이므로, a접점(105a)과 b접점(105b)이 스위치(105d)에 의해 연결된 상태로 있게 된다. 또한, 제 2 릴레이(611)의 구동 코일(611d)도 여화된 상태이므로, a접점(611a)과 b접점(611b)이 스위치(611d)에 의해 연결된 상태로 있게 된다.

그러면, 교류 입력단(10)의 1극(11)과 2극(12)을 통해 흐르는 전류는초크코일 (200)을 통해 램프(300)로 흐르게 되어 램프(300)를 발광시키게 된다.

이 경우, 램프(300)의 양단에 걸리는 전압은 약 80V 내지 145V에 걸리게 된다.

그러다가, 램프(300)의 수명이 다하여 램프(300)가 무부하 상태를 형성하는 경우에 램프(300)의 양 단 전압은 311V가 걸리며, 이그나이터 전압은 약 4000V가 형성되어 램프(300)의 양 단에 펄스 형태로 형성된다.

여기서, 무부하상태일 때, 램프(300)의 양 단에는 311V를 형성하게 되며, 램프(300)의 양 단에 걸리는 전압은 제 4 다이오드(408)에 의해 정류되어 제 5 저항(410)에 분압된다. 이 경우, 제 5 저항(410)에 분압된 전압은 제 3 제너 다이오드(411)의 설정 전압 이상이 되어 흐르고, 제 1 실리콘 정류 소자(413)는 게이트로 전류를 공급받아 턴 온된다. 이때, 제 1 실리콘 정류 소자(410)는 애노드에서 캐소드로 전류를 흘리고 제 5 다이오드(414)는 이를 정류하게 된다. 그러면, 구동 드라이버(519)는 단전되어 있던 접지단(GND)이 교류 입력단(10)의 2극(12)과 전기적으로 연결되므로, 전력을 공급받아 구동을 하게 된다.

여기서, 턴 온 상태인 구동 드라이버(509)는 제 7 다이오드(511)에 의해 전력을 정류하고, 정류된 전력을 평활화하는 제 7 캐패시터(513)와 제 4 제너 다이오 드(514)에 의해 직류 전력을 형성하여 구동 전원으로 이용하게 된다.

한편, 상기 구동 드라이버(509)가 구동하게 되면, 구동 드라이버(509)는 제 8 캐패시터(516)가 충전되는 시간동안 일정 시간동안 지연시간을 갖게 되고, 일정 지연 시간동안 3번핀으로 출력 전압을 생성하게 된다.

구동 드라이버(509)에서 3번핀으로 출력을 생성하는 동안, 포토 커플러(508)는 턴 오프 상태를 유지하게 된다.

그러다가, 제 8 캐패시터(516)의 충전이 완료되어 제 8 캐패시터(516)에 걸리는 전압이 구동 드라이버(509)의 6번핀 문턱전압 이상이 되면, 제 12 저항(517)을 통해 제 8 캐패시터(516)에 충전된 전압이 방전되고, 제 8 캐패시터(516)의 충전된 전압이 방전되는 시간동안 구동 드라이버(509)의 3번핀에서는 출력 전압을 생성하지 않게 된다.

그러면, 구동 드라이버(509)는 3번핀 출력 전압의 변화로 인하여 양극단 전원부(Vcc)와 접지단(GND) 사이의 전위차를 변화시키게 되고, 포토 커플러(508)의 발광부로 전류를 흘려 보내게 된다.

이 경우, 포토 커플러(508)는 발광부의 광 발생에 의해 수광부 쪽으로 전류를 흘려 보내게 되고, 제 1 릴레이(105)의 구동 코일(105d)을 자화시키게 된다.

그러면, 릴레이(105)의 a접점(105a)은 c접점(105c)과 연결되어 발광 다이오드(700)를 발광 시키게 된다.

따라서, 램프(300)에는 전류가 공급되지 않도록 교류 입력단(10)에서 전류가 차단된 상태로 있게 되어 램프(300) 부근의 감전 위험을 없애게 되고, 안정기가 대 기 전력을 소모 않게 되므로 전력 손실이 줄어들게 된다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로는 상기한 무부하 및 단락 상태 감지 회로는 램프(300)의 단락시에도 보호 동작하게 된다.

상기한 정전력형 안정기 회로의 단락 보호에 관한 구동을 설명하면, 교류입력단(10)을 통해 전원이 인가되고 램프(300)양단이 단락된 상태로 있게 되는 경우, 램프(300)의 양 단 전압은 0V가 되고, 이 경우 제 3 다이오드(402)로 정류되어 흐르는 전류는 제 3 캐패시터(405)의 충전을 금지시킴으로서, 트랜지스터(406)를 턴 오프 상태로 만든다.

이때, 제 7 저항(503)에 흐르는 전류는 제 4 캐패시터(504)로 충전되고, 제 4 캐패시터(504)에 충전된 전압은 제 6 다이오드(502)를 통해 제 2 실리콘 정류 소자(501)의 게이트로 흘러들어 제 2 실리콘 정류 소자(501)를 턴 온 시킴으로서, 제 1 릴레이(105)의 구동 코일(105d)을 자화시켜 램프(300)로 흐르는 전류를 차단하게 된다.

따라서, 정전력형 안정기 회로는 램프(300)의 무부하 상태 뿐만 아니라, 램프(300)의 단락시에도 교류 입력단(10)에서 전류가 차단된 상태로 있게 되어 램프(300) 부근의 감전 위험을 없애게 되고, 안정기가 대기 전력을 소모 않게 한다.

[정출력 유지시]

교류 입력단(10)을 통해 전원이 인가되면, 제 1 다이오드(102)를 통해 흐르는 전류가 제 1 캐패시터(101)에 충전되고, 제 1 캐패시터(101)가 방전되는 경우에 흐르는 전류는 제 2 다이오드(103)를 통해 제 2 캐패시터(106)에 충전됨으로서 직류형 전력을 형성하게 된다. 이때, 제 1 제너 다이오드(104)는 제 2 캐패시터(106)에 충전되는 전압을 일정하게 유지하게 된다.

이 경우에 형성되는 직류 전력은 비교기(601)로 공급되어 비교기(601)를 구동시키게 된다.

그러면, 비교기(601)는 비교 동작을 시작하게 되는데, 제 8 다이오드(603)를 통해 정류되어 입력되는 전압이 제 14 저항(604)을 통해 분압되고, 이 경우 분압된 전압이 교류 입력단의 입력 전압인 230V 이상으로 높아져 제 5 제너 다이오드(606)의 설정 전압을 넘게 되는 경우, 비교기(601)는 기준 입력단의 전압보다 제 5 제너 다이오드(606)를 통해 들어오는 전압이 높게 되는 것을 검출하여 출력단으로 하이 레벨의 신호를 출력하게 된다.

이 경우, 비교기(601)의 출력단에서 하이 레벨의 신호가 출력되면, 비교기(601)의 오동작을 막기 위해 제 10 캐패시터(610)에 일정 시간동안 하이 레벨의 신호가 충전되어 지연 시간을 갖다가 제 10 캐패시터(610)의 충전이 완료되는 경우, 하이 레벨의 신호는 제 3 실리콘 정류 소자(612)의 게이트로 흘러 들어 제 3 실리콘 정류 소자(612)를 턴 온시키게 된다.

그러면, 제 2 릴레이(611)의 구동 코일(611d)은 자화되고, a접점(611a)에서 b접점(611b)의 연결은 스위치의 이동에 의해 a접점(611a)에서 c접점(611c)으로 변환된다.

그러면, 초크코일(200)는 최초 설정된 2차 코일(202)과 3차 코일(203)의 합 으로 인덕턴스가 설정된 상태이다가, 제 2 릴레이(611)의 구동에 의해 1차 코일(201)과 2차 코일(202) 및 3차 코일(203)의 합으로 설정된다.

따라서, 초크코일(200)에 걸리는 인덕턴스는 1차 코일(201)의 더하여진 분만큼 커지게 되고, 램프(300)에는 걸리는 전력은 인덕턴스의 증가됨으로 인하여 일정 부분 낮아지게 된다.

다음, 교류 입력단(10)의 전압이 230V이하로 설정되면, 비교기(601)는 출력단으로 하이 레벨의 신호를 출력하지 않아 제 2 릴레이(611)를 최초 상태로 복귀시키게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로는 교류 입력단(10)의 전압이 높아져 램프(300)에 걸리는 출력이 높아지는 경우에 초크코일(200)의 인덕턴스 가변을 통해 램프(300)에 걸리는 출력 전력을 낮추게 되므로, 램프의 광속저하를 막아 램프의 수명을 증가시키고 램프의 출력 증가로 인한 폭발 위험성을 낮추게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전력형 안정기 회로의 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 ; 릴레이 구동 회로 200 ; 초크코일

300 ; 램프 400 ; 무부하 및 단락 상태 감지회로

500 ; 타이머 회로 600 ; 정출력 회로

Claims (5)

1극과 2극을 구비하는 교류 입력 전원단의 양 극 가운데 일 극을 전기적으로 단전 또는 단락시키는 릴레이 구동 회로;

상기 릴레이 구동 회로와 전기적으로 연결되는 1차 코일, 상기 1차 코일과 전기적으로 연결되는 2차 코일, 상기 2차 코일과 연결되는 3차 코일을 포함하는 초크코일;

상기 초크코일의 3차코일과 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되어 발광되는 램프;

상기 초크코일과 상기 램프 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 램프의 무부하 및 단락 상태를 감지하는 무부하 및 단락 상태 감지회로;

상기 무부하 및 단락 상태 감지회로와 상기 릴레이 구동 회로 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 무부하 및 단락 상태 감지회로가 상기 램프의 무부하 및 단락 상태를 감지하는 경우 상기 릴레이 구동 회로를 구동시켜 상기 교류 입력 전원단의 일 단을 단전시키는 타이머 회로; 및

상기 초크코일과 상기 교류 입력단 사이에 전기적으로 연결되어 상기 교류 입력단의 전압이 높아지는 경우 상기 초크코일의 권수비를 바꾸어 상기 램프에 걸리는 전력량을 낮추는 정출력 회로; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전력형 안정기 회로.

제 1 항에 있어서,

상기 릴레이 구동 회로는

상기 교류 입력단의 1극과 전기적으로 연결되는 제 1 캐패시터;

캐소드가 제 1 캐패시터와 전기적으로 연결되며, 애노드가 교류 입력단의 2극에 전기적으로 연결되는 제 1 다이오드;

애노드가 상기 제 1 캐패시터와 상기 제 1 다이오드가 전기적으로 연결되는 지점에 전기적으로 연결되는 제 2 다이오드;

캐소드가 상기 제 2 다이오드의 캐소드와 전기적으로 연결되고, 애노드가 교류 입력단의 2극에 전기적으로 연결되는 제 1 제너 다이오드;

교류 입력단의 1극에 전기적으로 연결되는 a접점, 상기 a접점에 전기적으로 연결되는 b접점, 상기 a접점과 상기 b접점과 이격되는 c접점 및, 상기 제 1 제너 다이오드와 병렬로 연결되고 직류 전력을 공급받을 시에 상기 a접점과 상기 b접점으로 전기적인 연결을 상기 a접점과 상기 c접점으로 변환하도록 자화되는 구동 코일 및, 상기 구동 코일의 여화시 상기 a접점과 상기 b접점을 도통시키며 구동 코일의 자화시 상기 a접점과 상기 c접점을 도통시키는 스위치; 를 포함하는 제 1 릴레이; 및

상기 제 1 제너 다이오드와 병렬로 연결되며, 제 1 제너 다이오드와 상기 릴레이 구동 코일 사이에 전기적으로 연결되는 제 2 캐패시터; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전력형 안정기 회로.

제 2 항에 있어서,

상기 무부하 및 단락 상태 감지회로는

상기 초크코일의 3차 코일과 전기적으로 연결되는 제 1 저항;

애노드가 상기 제 1 저항과 전기적으로 연결되는 제 3 다이오드;

상기 제 3 다이오드의 캐소드와 전기적으로 연결되는 제 2 저항;

캐소드가 상기 제 2 저항과 전기적으로 연결되고, 애노드가 교류 입력단의 제 2 극과 전기적으로 연결되는 제 2 제너 다이오드;

상기 제 2 제너 다이오드의 캐소드와 애노드에 병렬로 연결되는 제 3 캐패시터;

베이스가 상기 제 2 저항과 상기 제 2 제너 다이오드가 만나는 지점에 전기적으로 연결되고, 이미터가 상기 교류 입력단의 2극과 전기적으로 연결되며, 컬렉터가 상기 제 6 다이오드의 애노드에 전기적으로 연결되는 트랜지스터;

상기 제 1 저항과 상기 초크코일의 3차 코일이 만나는 지점에 전기적으로 연결되는 제 3 저항;

상기 제 3 저항과 전기적으로 연결되는 제 4 다이오드;

상기 제 4 다이오드의 캐소드와 전기적으로 연결되는 제 4 저항;

상기 제 4 저항과 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 제 5 저항;

캐소드가 상기 제 4 저항과 상기 제 5 저항이 만나는 지점이 전기적으로 연결되는 제 3 제너 다이오드; 및

상기 제 3 제너 다이오드의 애노드와 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 제 6 저항; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전력형 안정기 회로.

제 3 항에 있어서,

상기 타이머 회로는

애노드가 제 1 릴레이의 구동 코일과 전기적으로 연결되고, 캐소드가 교류 입력단의 2극과 전기적으로 연결되는 제 2 실리콘 정류 소자;

상기 릴레이 구동 회로의 상기 제 2 다이오드의 캐소드와 전기적으로 연결되는 제 7 저항;

상기 제 7 저항과 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 상기 제 4 캐패시터;

캐소드가 상기 제 2 실리콘 정류 소자의 게이트와 전기적으로 연결되고, 애노드가 상기 제 7 저항과 상기 제 4 캐패시터가 만나는 지점에 전기적으로 연결되는 제 6 다이오드;

상기 제 7 저항과 전기적으로 연결되는 제 8 저항;

상기 제 8 저항과 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 제 9 저항;

상기 제 9 저항과 병렬로 연결되어 상기 포토 커플러의 수광부에 인가되는 전압의 리플을 제거하는 제 5 캐패시터;

수광부의 컬렉터단이 상기 제 9 저항과 상기 제 5 캐패시터가 연결되는 지점과 전기적으로 연결되고, 수광부의 이미터단이 제 2 실리콘 정류 소자의 게이트와 제 6 다이오드의 캐소드가 만나는 지점에 전기적으로 연결되며, 발광부가 상기 릴레이 구동 회로와 전기적으로 연결되는 포토 커플러;

양극 전원단이 상기 교류 입력단의 1극으로 부터 정류된 전력을 공급 받으며, 접지단이 상기 제 2 실리콘 정류 소자의 애노드에 전기적으로 연결되고, 출력 제어단이 상기 포토 커플러의 발광부와 전기적으로 연결되는 구동 드라이버;

상기 초크코일의 2차 코일과 3차 코일이 만나는 지점과 전기적으로 연결되는 제 10 저항;

애노드가 상기 제 10 저항과 전기적으로 연결되고, 캐소드가 상기 구동 드라이버의 양극 전원단과 전기적으로 연결되는 제 7 다이오드;

상기 제 10 저항과 상기 구동 드라이버의 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 제 6 캐패시터;

상기 제 7 다이오드의 캐소드와 상기 구동 드라이버의 접지단 사이에 전기적으로 연결되는 제 7 캐패시터;

캐소드가 상기 제 7 다이오드의 캐소드와 전기적으로 연결되고, 애노드가 상기 구동 드라이버의 접지단에 전기적으로 연결되는 제 4 제너 다이오드;

상기 제 7 다이오드와 상기 구동 드라이버의 양극 전압단에 전기적으로 연결되는 지점에 전기적으로 연결되는 제 11 저항;

상기 제 11 저항과 상기 구동 드라이버의 접지단 사이에 전기적으로 연결되 는 제 8 캐패시터; 및

상기 제 11 저항과 상기 제 8 캐패시터가 만나는 지점과 상기 구동 드라이버 사이에 전기적으로 연결되는 제 12 저항(517); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전력형 안정기 회로.

제 2 항에 있어서,

상기 정출력 회로는

비교 입력단과 기준 입력단 및 출력단을 구비하며, 상기 릴레이 구동 회로의 정류된 전류가 형성되는 지점인 상기 제 1 캐패시터와 병렬로 연결되는 비교기;

상기 제 1 릴레이의 b접점과 전기적으로 연결되는 제 13 저항;

애노드가 제 13 저항과 전기적으로 연결되는 제 8 다이오드;

상기 제 8 다이오드의 캐소드와 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 제 14 저항;

상기 제 14 저항과 병렬로 연결되는 제 9 캐패시터;

캐소드가 상기 제 14 저항과 상기 제 9 캐패시터가 만나는 지점에 전기적으로 연결되고, 애노드가 상기 비교기의 비교 입력단과 전기적으로 연결되는 제 5 제너 다이오드;

상기 릴레이 구동 회로의 제 1 캐패시터와 상기 제 2 다이오드가 만나는 지점과 전기적으로 연결되는 제 15 저항;

상기 제 15 저항과 상기 교류 입력 단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 제 16 저항;

상기 비교기의 출력단과 전기적으로 연결되는 제 17 저항;

상기 제 17 저항과 상기 교류 입력단의 2극 사이에 전기적으로 연결되는 제 10 캐패시터;

상기 제 1 릴레이의 b접점와 전기적으로 연결되는 a접점, 상기 초크코일의 1차 코일과 2차 코일이 만나는 지점과 전기적으로 연결되는 b접점, 상기 a접점과 b접점과 이격되며 상기 쵸크코일의 1차 코일과 전기적으로 연결되는 c접점 및, 상기 제 1 캐패시터와 병렬로 연결되고 직류 전력을 공급받을 시에 상기 a접점과 b접점으로 전기적인 연결을 상기 a접점과 상기 c접점으로 변환하도록 자화되는 구동 코일 및, 상기 구동 코일의 여화시 상기 a접점과 상기 b접점을 도통시키며 상기 구동 코일의 자화시 상기 a접점과 상기 c접점을 도통시키는 스위치를 포함하는 제 2 릴레이; 및

애노드가 상기 제 2 릴레이의 구동 코일과 전기적으로 연결되고, 캐소드가 교류 입력단의 2극과 전기적으로 연결되며, 게이트가 상기 제 17 저항과 상기 제 10 캐패시터가 만나는 지점에 전기적으로 연결되는 상기 제 3 실리콘 정류 소자; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전력형 안정기 회로.

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