KR20240136753A - Drive circuit for high pressure discharge lamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고주파 서어지로 인한 고주파 장애(EMI) 문제를 해결한 제논램프 라이트로 사용되는 고주파에서
도 플리커 현상이 방지되는 고압방전램프의 구동회로에 관한 것으로, 정류 및 공진회로부(200)와, 제1 내
지 제4 스위칭 제어신호(G1-G4)의 제어에 의해 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1-Q4)을 스위칭시킴으로써 고주
파 신호를 생성하는 인버터부(400)와, 출력측 신호가 피드백 인가되어, 출력측으로부터 측정된 파워가 소
정치 이상일 경우에 스위칭 제어신호(G1-G4)를 발함으로써 출력파워가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 정
전압 및 발진회로부(300)와, 입력 교류전원을 브릿지 다이오드 회로들(BD1-BD4)을 통하여 전파 정류한 직
류로 변환시켜 역율 개선 및 램프에 안정된 직류전압을 공급하는 고주파 정류부(500)와, 고주파 전류에 의
한 램프 예열을 행하는 고주파 시동회로부(600)와, 고조파 노이즈 성분의 억제를 행하는 고조파 함유율 극
소화 회로부(700)를 포함하되, 인버터부(400)는 2쌍(4개) 이상의 스위칭 소자들로 구성됨으로써 양파 분배
를 행하며, 구동회로는 정전압 및 발진회로부(300)로부터의 제어신호에 응하여 상기 인버터부(400)로 스위
칭 제어신호(G1-G4)를 발하는 IGBT 양파분배 회로부(300b)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a high-frequency xenon lamp light that solves the problem of electromagnetic interference (EMI) caused by high-frequency surge.
The present invention relates to a driving circuit for a high-pressure discharge lamp that prevents flickering, comprising a rectifier and resonant circuit (200) and a first internal
By switching the first to fourth switching elements (Q1-Q4) under the control of the fourth switching control signal (G1-G4), the high frequency
An inverter section (400) that generates a wave signal, and an output side signal is fed back so that the power measured from the output side is small.
In case of political abnormality, the output power can be maintained constant by issuing a switching control signal (G1-G4).
The voltage and oscillation circuit (300) and the input AC power are rectified through bridge diode circuits (BD1-BD4).
A high-frequency rectifier (500) that converts the current into a high-frequency current to improve the power factor and supply a stable DC voltage to the lamp, and a high-frequency current
A high-frequency starting circuit (600) that performs one lamp preheating and a harmonic content pole that suppresses harmonic noise components
Including a digestion circuit (700), the inverter section (400) is composed of two pairs (four or more) of switching elements, thereby distributing the onion.
The driving circuit switches to the inverter section (400) in response to a control signal from the constant voltage and oscillation circuit section (300).
It is characterized by further including an IGBT power distribution circuit (300b) that generates a control signal (G1-G4).
Description
본 발명은 고압방전(High Intensity Discharge: HID) 램프용 전자식 안정기에 관한 것으로, 특히 제논탐조 The present invention relates to an electronic ballast for a high intensity discharge (HID) lamp, and more particularly to a xenon lamp.
등과 같은 고전압 고전류의 고압방전 램프를 고주파로 구동하기 위한 전자식 안정기에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic ballast for driving a high-voltage, high-current, high-pressure discharge lamp such as a lamp, at high frequency.
일반적인 전자식 안정기는 안정기에 시동용 반도체 소자를 포함시킨 것으로, 그 스위칭 작용이나 전극 가 A typical electronic ballast includes a semiconductor element for starting in the ballast, and its switching action or electrode
열용 권선으로 전극을 예열하고 반도체 스위칭 작용으로 램프를 시동시키며, 점등 중에는 램프 전류 및 전 The electrodes are preheated by a heating coil and the lamp is started by semiconductor switching action. During lighting, the lamp current and voltage are controlled.
극 가열용 권선에 의해 전극이 가열되는 회로방식에 사용되는 안정기로서, 자체의 LC 공진회로에 의해 발 A ballast used in a circuit in which the electrode is heated by a coil for polar heating, and is generated by its own LC resonant circuit.
진되는 자려식과, 별도의 발진기를 사용하는 타려식이 있다.There is a self-excited type that is true and a separate type that uses a separate generator.
일반적인 전자식 안정기는 재래식 안정기보다 여러 가지 장점이 있으나, 전압변동 및 서어지 전압에 약하 General electronic ballasts have several advantages over conventional ballasts, but are vulnerable to voltage fluctuations and surge voltages.
다는 문제점이 있어 반드시 보호회로를 내장하게 되어 있으며, 시동시에 대한 특별한 대책이 필요하다.There are several problems, so a protection circuit must be built in, and special measures must be taken when starting.
한편, 일반적인 고압방전 램프는 수은등, 고압 나트륨등, 금속 할로겐등과 같이 고전압을 갖고 있으며, 튜 Meanwhile, general high-voltage discharge lamps have high voltage, such as mercury lamps, high-pressure sodium lamps, and metal halide lamps, and are tube-type.
브의 내부는 점등시 고온 플라즈마 상태로 되어 간다. 이와 같은 고압방전 조건을 조성하기 위해, 최근에 The inside of the bulb becomes a high-temperature plasma state when lit. To create such high-voltage discharge conditions, recently
는 전자식 안정기가 주로 사용되고 있는 바, 고압방전 램프용 자려식 전자식 안정기로서 PCT공개 제 Electronic ballasts are mainly used, and PCT is disclosed as a self-excited electronic ballast for high-pressure discharge lamps.
WO99/51066호와 같은 것이 있다.There is something like WO99/51066.
먼저, 상기 공보의 전자식 안정기를 설명하면, 이상의 종래의 일반적인 HID 전자식 안정기는, 입력전원 공 First, let me explain the electronic ballast of the above public notice. The conventional HID electronic ballast is
급부, 컨버터부, 인버터부, 출력정합부, 완충DC전원부, 파워제어부 및 게이트 변압기부로 이루어진다.It consists of a supply section, converter section, inverter section, output matching section, buffer DC power supply section, power control section, and gate transformer section.
그런데, HID 램프 중에서도, 일반 고전압 방전등이 상대적으로 저전류에서 방전되는데 비해, 야간 행사 및 However, among HID lamps, compared to general high-voltage discharge lamps that discharge at relatively low currents, night events and
경관조명에 사용되는 등의 장거리 조사용 서치라이트나 군용 및 해상 탐조등으로 사용되는 제논램프는 6kV Xenon lamps used as long-distance searchlights for landscape lighting or as military and marine searchlights are rated at 6 kV.
내지 12kV 의 고전압에 더구나 점등시 순간적인 고전류가 흐르게 된다. 또한 플리커링 현상을 없애기 위해 In addition, a high current flows momentarily when the light is turned on at a high voltage of 12kV. In addition, to eliminate the flickering phenomenon,
서, 고주파 시동회로에 의한 고주파의 고전압을 생성하여 주어야 하는 바, 이렇게 되면 서어지 전류 및 고 In order to generate high-frequency high voltage using a high-frequency starting circuit, surge current and high
주파 장애로 인하여 다른 전자장비에 장애를 주게 되므로, 실제로 일정 이상의 고주파 성분 및 고전압 그 Since it causes interference to other electronic equipment due to frequency interference, it actually causes interference with high frequency components and high voltages above a certain level.
리고 일정 이상의 서어지 전류의 발생은 금지되었다. 결국 서치라이트를 이용하는 야간행사의 흥미도 반감 And the generation of surge currents exceeding a certain level was prohibited. Ultimately, the interest in night events using searchlights was halved.
될 수 밖에 없었다.It had to be so.
더구나, 도시의 역사적인 건조물이나 교량을 연출 조명하는 라이트 업(light up)이나 야간 경관 조명으로 In addition, it is used as a lighting up or night landscape lighting to illuminate the city's historical buildings or bridges.
아름다운 도시를 조성하기 위한, 또는 아름다운 이벤트 행사나 야간 방송과 같은 야간 특수 조명에 있어서 For creating a beautiful city, or for special night lighting such as beautiful events or night broadcasts.
는 초고압 특수조명이 필요하게 되는 바, 일반적인 상용전원(220V)으로 이상과 같은 고압 전력의 생성을 Since ultra-high voltage special lighting is required, it is difficult to generate high voltage power like the above with general commercial power (220V).
위해서는 대형의 고가인 변압기 등이 사용되어져야 하며 막대한 전력 손실이 생기게 되는 바, 이는 바로 In order to do this, large, expensive transformers must be used, and a huge amount of power loss occurs, which is
정류기의 대형화 및 원가 상승으로 이어지게 된다.This leads to the enlargement of the rectifier and an increase in its cost.
본 발명자들은 이상과 같은 문제점을 해결하고자, 발명의 명칭이 "고압방전 램프용 구동회로"인 대한민국 The inventors of the present invention have sought to solve the above problems and have developed a driving circuit for a high-pressure discharge lamp in the Republic of Korea.
특허 제46630호와 같은 발명을 하였는 바, 상기 고압방전 램프용 구동회로에 의하면, 상용전원을 일단 정 The invention, similar to Patent No. 46630, is made, according to the driving circuit for the high-pressure discharge lamp, by first supplying commercial power
류하여 직류로 변환하고 변환된 직류를 다시 고주파 발진회로에 의하여 발진시킨 고주파 발진 펄스를 다시 The converted DC is converted into a high-frequency oscillation pulse by a high-frequency oscillation circuit.
고주파 정류함에 의해 소형의 변압기만으로 고 전압 및 고 전류를 생성하는 것이 가능하며 따라서 소형의 It is possible to generate high voltage and high current with only a small transformer by means of a high-frequency rectifier, and therefore it is small.
고효율의 그리고 고주파 서어지로 인한 고주파 장애(EMI) 문제를 해결한 서치라이트로 사용되는 고압방전 High-voltage discharge used as a searchlight that solves the problem of electromagnetic interference (EMI) due to high-frequency surge and high-efficiency
램프의 구동회로를 제공하는 것이 가능하였다.It was possible to provide a driving circuit for the lamp.
즉, 상기 특허발명을 도1을 참조하여 상술하면, 상기 고압방전 램프용 구동회로는, 전원 안정화부(100')를 That is, when the above patented invention is described in detail with reference to Figure 1, the driving circuit for the high-pressure discharge lamp includes a power stabilization unit (100').
거친 입력 교류신호를 정류하여 직류전압을 공급하는 정류 및 공진회로부(200')와, 스위칭 제어신호(G1, A rectifier and resonant circuit (200') that rectifies a rough input AC signal to supply a DC voltage, and a switching control signal (G1,
G2)의 제어에 의해 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1, Q2)의 스위칭에 의해 고주파 신호를 생성하는 인버터부 An inverter section that generates a high-frequency signal by switching the first and second switching elements (Q1, Q2) under the control of G2.
(400')와, 출력측 신호가 피드백 인가되어, 출력측으로부터 측정된 파워가 소정치 이상일 경우에 상기 제1 (400') and, when the output side signal is fed back and the power measured from the output side is greater than a predetermined value, the first
및 제2 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 상기 스위칭 제어신호를 발함으로써 출력파워가 일정하게 유지될 By controlling the switching of the first switching element and the second switching element, the output power is maintained constant.
수 있도록 하며, 램프(900')의 최초 점등시에는 상기 스위칭 소자의 스위칭을 시작하는 발진 동작을 개시 and, when the lamp (900') is first turned on, the oscillation operation that starts switching the switching element is initiated.
하도록 하는 정전압 및 발진회로부(300')와, 입력 교류전원을 브릿지 다이오드 회로들(BD1-BD4)을 통하여 The constant voltage and oscillation circuit (300') that allows the input AC power to be transmitted through bridge diode circuits (BD1-BD4).
전파 정류한 직류로 변환시켜 역율 개선 및 램프에 안정된 직류전압을 공급하는 고주파 정류부(500')와, A high-frequency rectifier (500') that converts the rectified direct current into a direct current to improve the power factor and supply a stable direct current voltage to the lamp,
고주파 전류에 의한 램프 예열을 행하는 고주파 시동회로부(600')와, 및 고조파 노이즈 성분의 억제를 행 A high-frequency starting circuit (600') that performs lamp preheating by high-frequency current, and suppresses harmonic noise components.
하는 고조파 함유율 극소화 회로부(700')와, 정류기 보호회로(800')를 포함하여 이루어진다.It is composed of a circuit section (700') for minimizing harmonic content and a rectifier protection circuit (800').
이때, 상기 인버터부(400')는, 정전압 및 발진회로(300')로부터의 스위칭 제어신호 G1 및 G2의 제어에 의 At this time, the inverter part (400') is controlled by the switching control signals G1 and G2 from the constant voltage and oscillation circuit (300').
해 제1 및 제2 트랜지스터의 스위칭이 고주파로 이루어짐으로써, 상기 인버터부는 고주파 신호를 발생시킨 The switching of the first and second transistors is performed at high frequency, so that the inverter section generates a high frequency signal.
다.all.
한편, 방전램프는 그 특성상 구동전압을 48V 이상으로 하기가 곤란한 바, 따라서 수 kW 이상의 대전력으로 On the other hand, it is difficult to operate discharge lamps at a voltage higher than 48 V due to their characteristics, so they are operated at high powers of several kW or more.
방전시키기 위해서는 구동전류를 대전류로 하여야 하며, 따라서 사이클을 크게 발진시켜야 한다. 그러나, In order to discharge, the driving current must be high, and therefore the cycle must be oscillated greatly. However,
대전류 계통에서 8kHz 이상의 경우, 단파 분배 방식으로는 플리커를 완전히 제거하는데 한계가 있다.In high-current systems, for frequencies above 8 kHz, shortwave distribution methods have limitations in completely eliminating flicker.
즉, 상기 본 발명자들의 상기 선발명은 한쌍(2개)의 스위칭 소자(Q1, Q2)만을 사용하여 단파 분배방식을 That is, the above-mentioned invention of the inventors of the present invention uses only a pair (two) of switching elements (Q1, Q2) to achieve a short-wave distribution method.
사용하기 때문에, 8 kHz 이상의 고주파에 있어서는, 플리커 현상을 일으키는 경우가 종종 있었다.Because of its use, flickering often occurs at high frequencies above 8 kHz.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 플리커 현상이 없 The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to provide a device without a flicker phenomenon.
이도 수십 kHz의 발진이 가능한 방전램프의 구동회로를 제공하는 것이다.This also provides a driving circuit for a discharge lamp capable of oscillation at tens of kHz.
본 발명의 추가의 목적이나 효과는, 첨부한 도면을 참고하여 기술한 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 Additional purposes and effects of the present invention are described in detail below with reference to the attached drawings.
더욱 명확해질 것이다.It will become clearer.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고압방전 램프의 점등용 구동회로는, 입력 교류신호를 정 In order to achieve this purpose, the driving circuit for lighting a high-pressure discharge lamp according to the present invention is configured to input an AC signal.
류하여 직류전압을 공급하는 정류 및 공진회로부(200); 제1 내지 제4 스위칭 제어신호(G1, G2, G3, G4)의 A rectifier and resonant circuit (200) that supplies a DC voltage by rectifying the first to fourth switching control signals (G1, G2, G3, G4).
제어에 의해 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)의 스위칭에 의해 고주파 신호를 생성하는 인버터 An inverter that generates a high-frequency signal by switching the first to fourth switching elements (Q1, Q2, Q3, Q4) under control.
부(400); 출력측 신호가 피드백 인가되어, 출력측으로부터 측정된 파워가 소정치 이상일 경우에 상기 제1 (400); When the output side signal is fed back and the power measured from the output side is greater than a predetermined value, the first
내지 제4 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 상기 스위칭 제어신호(G1-G4)를 발함으로써 출력파워가 일정하 By controlling the switching of the fourth switching element, the output power is constant by issuing the switching control signal (G1-G4).
게 유지될 수 있도록 하며, 최초 램프 점등시에는 상기 스위칭 소자의 스위칭을 시작하는 발진 동작을 개 It is to be maintained so that the oscillation operation that starts switching of the switching element is initiated when the lamp is first turned on.
시하도록 하는 정전압 및 발진회로부(300); 입력 교류전원을 브릿지 다이오드 회로들(BD1-BD4)을 통하여 A constant voltage and oscillation circuit (300) for oscillating; input AC power is supplied through bridge diode circuits (BD1-BD4).
전파 정류한 직류로 변환시켜 역율 개선 및 램프에 안정된 직류전압을 공급하는 고주파 정류부(500); 고주 A high-frequency rectifier (500) that converts the rectified direct current into a rectified direct current to improve the power factor and supply a stable direct current voltage to the lamp;
파 전류에 의한 램프 예열을 행하는 고주파 시동회로부(600); 및 고조파 노이즈 성분의 억제를 행하는 고 A high-frequency starting circuit (600) for performing lamp preheating by wave current; and a high-frequency starting circuit for performing suppression of harmonic noise components.
조파 함유율 극소화 회로부(700)를 포함하되, 상기 인버터부(400)는 2쌍(4개) 이상의 스위칭 소자들로 구 The circuit part (700) for minimizing the content of the wave is included, but the inverter part (400) is composed of two pairs (four) or more switching elements.
성됨으로써, 양파 분배를 행하며, 상기 구동회로는, 상기 정전압 및 발진회로부(300)로부터의 제어신호에 By being a saint, onion distribution is performed, and the driving circuit is controlled by a control signal from the constant voltage and oscillation circuit (300).
응하여 상기 인버터부(400)로 상기 스위칭 제어신호(G1-G4)를 발하는 IGBT 양파분배 회로부(300b)를 더 포 In response, the IGBT power distribution circuit (300b) that generates the switching control signal (G1-G4) to the inverter section (400) is further included.
함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by containing.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고압방전 램프용 구동회로에 의하면, 고주파 정류 구동회로 As described above, according to the driving circuit for the high-pressure discharge lamp according to the present invention, the high-frequency rectifying driving circuit
채택으로 효율이 높으며 (소비전력 30% 이상 절감 및 무부하시의 소비전력이 거의 없다), 램프 수명을 20% High efficiency (more than 30% power consumption reduction and almost no power consumption at no-load) and lamp life is extended by 20%
이상 연장시킬 수 있고, 특히 고주파에서도 플리커링 현상을 완벽하게 방지할 수 있는가 하면, 램프 점등 It can extend the life of the lamp and completely prevent flickering, especially at high frequencies.
이 즉시 가능하게 되고 점등시의 밝기를 최대로 할 수 있으며, 서어지 및 전파방해 극소화 회로 채택으로 This is possible immediately and can maximize brightness when turned on, and the circuitry is adopted to minimize surge and radio interference.
다른 전자장비에 고주파 장애로 인한 악영향을 주지 않으며, 외국의 이벤트 행사용 및 군용 서치라이트 조 It does not cause any adverse effects on other electronic equipment due to high-frequency interference, and is suitable for use as a searchlight for foreign events and military use.
명기기인 리니어 방식(트랜스 방식)에 비하여 용량 무게를 1/3로 줄였으며, 자연빛에 아주 가까운 제논램 Compared to the famous linear method (transformer method), the capacity and weight have been reduced to 1/3, and the xenon lamp is very close to natural light.
프 구동 안정화 전자회로 채택이 가능하게 되었다.It has become possible to adopt a P-driven stabilizing electronic circuit.
도 1은 종래의 고압방전 램프용 구동회로의 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 고압방전 램프용 구동회로의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 고압방전 램프용 구동회로의 상세 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Figure 1 is a circuit diagram of a conventional driving circuit for a high-pressure discharge lamp.
Figure 2 is a block diagram of a driving circuit for a high-pressure discharge lamp according to the present invention.
Figure 3 is a detailed circuit diagram of a driving circuit for a high-pressure discharge lamp according to the present invention.
<Explanation of symbols for major parts of the drawing>
바람직하게는, 상기 고조파 함유율 극소화 회로부(700)는, 상기 램프 전극의 양단에 병렬접속되는 서어지 Preferably, the harmonic content minimization circuit (700) is connected in parallel to both ends of the lamp electrode.
전압을 흡수하기 위한 콘덴서(C4, C5)와, 상기 램프 전극의 양단에 병렬접속되는 저항(R6)과 바리스터 A capacitor (C4, C5) for absorbing voltage, a resistor (R6) and a varistor connected in parallel to both ends of the lamp electrodes
(ZNR2)의 병렬회로로 이루어지는 고주파 노이즈 감쇄회로와, 상기 램프의 음극단에 접속되는 일측이 접지 A high-frequency noise reduction circuit consisting of a parallel circuit of (ZNR2), and one side connected to the cathode terminal of the lamp is grounded.
된 바리스터(ZNR6) 및 콘덴서(C6)의 병렬회로와, 상기 램프의 양극측 단자에 접속된 일측이 접지된 바리스 A parallel circuit of a varistor (ZNR6) and a capacitor (C6), and one side of the varistor connected to the positive terminal of the lamp is grounded.
터(ZNR7)로 구성된다.It consists of ZNR7.
더 바람직하기로는, 상기 고주파 정류부는, 제1 내지 제4 브릿지 다이오드(BD1-BD4)로 구성되며, 각 브릿 More preferably, the high-frequency rectifier is composed of first to fourth bridge diodes (BD1-BD4), and each bridge
지 다이오드의 제1 단자와 제2 단자는 각각 저항(R2-R5)을 통해 접속되며, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 제 The first and second terminals of the diode are connected through resistors (R2-R5), respectively, and the first bridge diode (BD1)
1 단자 및 제2 브릿지 다이오드(BD2)의 제1 단자가 그리고 제3 브릿지 다이오드(BD3)의 제2 단자 및 제4 The first terminal and the second terminal of the second bridge diode (BD2) and the second terminal and the fourth terminal of the third bridge diode (BD3)
브릿지 다이오드(BD4)의 제2 단자가 상호 접속되며, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 제2 단자 및 제3 브릿지 The second terminal of the bridge diode (BD4) is interconnected, and the second terminal of the first bridge diode (BD1) and the third bridge
다이오드(BD3)의 제1 단자가 그리고 제2 브릿지 다이오드(BD2)의 제2 단자 및 제4 브릿지 다이오드(BD4)의 The first terminal of the diode (BD3) and the second terminal of the second bridge diode (BD2) and the fourth bridge diode (BD4)
제1 단자가 상호 접속되며, 또한, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 제2 단자 및 제4 브릿지 다이오드(BD4)의 The first terminals are interconnected, and also, the second terminal of the first bridge diode (BD1) and the fourth bridge diode (BD4)
제1 단자에는 각각 상기 출력측 변압기(TR2)의 2차측이 접속되며, 제2 브릿지 다이오드(BD2)의 제1 단자는 The secondary side of the output side transformer (TR2) is connected to the first terminal, and the first terminal of the second bridge diode (BD2) is connected to
파형정형 소자(TR3)를 통해 램프(900)의 (+)측 단자에 그리고 제4 브릿지 다이오드(BD4)의 제1 단자는 직 The (+) terminal of the lamp (900) and the first terminal of the fourth bridge diode (BD4) are connected directly through the waveform shaping element (TR3).
접 상기 램프(900)의 (-)측 단자에 접속되어 이루어지며,It is connected to the (-) terminal of the contact lamp (900).
상기 고주파 시동회로(600)는, 입력측이 상기 고주파 정류부(500)의 +단자(P21) 및 -단자(P22)에 The above high frequency starting circuit (600) has an input side connected to the + terminal (P21) and - terminal (P22) of the above high frequency rectifier (500).
접속되며, 출력측은 고조파 함유율 극소화 회로부(700)의 순간 고압 유도코일(LC1)에 접속되며, 일측 입력 The output side is connected to the momentary high-voltage induction coil (LC1) of the harmonic content minimization circuit (700), and one side input
단은 시동 스위치(SW1 또는 SW2)를 통해, 그리고 타측 입력단은 RC병렬회로(R7, C7, C8)를 통해 제5 고주 The first input terminal is connected to the 5th high-frequency circuit through the start switch (SW1 or SW2), and the other input terminal is connected to the 5th high-frequency circuit through the RC parallel circuit (R7, C7, C8).
파 트랜스(TR5)의 1차측에 접속되며, 상기 제5 고주파 트랜스의 2차측은 가변콘덴서(VCT)가 병렬로 접속되 It is connected to the primary side of the PA transformer (TR5), and the secondary side of the fifth high-frequency transformer has a variable capacitor (VCT) connected in parallel.
며, 다시 직렬 접속 컨덴서(C9, C10, C11)를 통해 램프를 시동하기 위한 상기 고조파 함유율 극소화 회로 And again, the harmonic content minimization circuit for starting the lamp through the series-connected capacitors (C9, C10, C11).
부(700)의 순간 고압 유도코일(LC1)에 접속된다.The moment of (700) is connected to the high-voltage induction coil (LC1).
이하 첨부된 도면 도2 및 도3을 참조하여 본 발명의 최적 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, the optimal embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings, FIG. 2 and FIG. 3.
도 2는 본 발명에 따른 고압방전 램프용 구동회로의 개략 블록도이며, 도 3은 그 상세 회로도이다. Figure 2 is a schematic block diagram of a driving circuit for a high-pressure discharge lamp according to the present invention, and Figure 3 is a detailed circuit diagram thereof.
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 고압방전 램프용 구동회로는, 크게 입력전원 공급부As shown in FIGS. 2 and 3, the driving circuit for a high-pressure discharge lamp according to the present invention is largely divided into an input power supply unit.
(100), 정류 및 공진회로부(200), 정전압 및 발진회로부(300), ARC 인버터부(400), 고주파 정류부(500), (100), rectifier and resonant circuit (200), constant voltage and oscillation circuit (300), ARC inverter (400), high frequency rectifier (500),
고주파 시동회로부(600), 고조파 함유율 극소화회로부(700) 및 정류기 보호회로부(800)의 종래의 회로부를 The conventional circuit parts of the high-frequency starting circuit part (600), the harmonic content minimization circuit part (700) and the rectifier protection circuit part (800)
기본으로 모두 갖고 있으나, 그 상세 회로는 상이하다.They all have the basics, but their detailed circuits are different.
또한, 본 발명의 인버터부(400)는 종래기술의 인버터부(400')와는 달리 2쌍(4개)의 스위칭 소자(Q1, Q2, In addition, the inverter part (400) of the present invention, unlike the inverter part (400') of the prior art, has two pairs (four) of switching elements (Q1, Q2,
Q3, Q4)가 사용되는 바, 이들은 IGBT 양파분배 회로부(300b)로부터 시차를 달리하여 발생하는 4쌍의 제어 Q3, Q4) are used, and these are four pairs of control signals generated at different times from the IGBT onion distribution circuit (300b).
신호에 의해 양파 분배를 행하게 된다. 한편 상기 ARC 인버터부(400)의 고 전압을 강압하여 고주파 정류부Onion distribution is performed by a signal. Meanwhile, the high voltage of the ARC inverter unit (400) is forced to the high-frequency rectifier unit.
(500)에 넘겨주는 고주파 강압부(400a)의 출력의 일부를 전류변환하여 정전압 및 발진회로부(300)에 정전 (500) converts a portion of the output of the high-frequency step-down unit (400a) into current and supplies it to the constant voltage and oscillation circuit unit (300).
압을 공급하기 위한 정전류 변환회로부(300a)가, IGBT 양파분배 회로부(300b)에 발진펄스를 공급하는 정전 A constant current conversion circuit (300a) for supplying pressure supplies an oscillation pulse to an IGBT full-wave distribution circuit (300b).
압 및 발진회로부(300)와 결합되어 있다.It is connected to the pressure and oscillation circuit (300).
본 발명의 고압방전 램프용 구동회로를 도3을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.The driving circuit for the high-pressure discharge lamp of the present invention will be described in more detail with reference to Fig. 3.
먼저, 입력전원 공급부(100)는 도 1의 입력전원 공급부(100')와 같이 안정된 전원을 공급하기 위한 First, the input power supply unit (100) is for supplying stable power, like the input power supply unit (100') of Fig. 1.
것이며, 다만 본 실시예에서는 노휴즈 스위치(NFB)를 사용하여 이를 통해 200-240V의 트랜스(TR1)를 통과 However, in this embodiment, a no-fuse switch (NFB) is used to pass through a 200-240V transformer (TR1).
하게 함으로써, AC 3상의 교류의 상전압 및 상전류의 위상을 일정하게 유지하며 상간 전압 차이인 상편차 By doing so, the phase of the AC three-phase alternating current and phase voltage is kept constant, and the phase deviation, which is the voltage difference between phases, is maintained.
를 제거하도록 하였다. 다만, 본 발명이 반드시 본 실시예와 같이 3상 교류에만 한정되는 것은 아니다.However, the present invention is not necessarily limited to three-phase AC as in this embodiment.
다음, 입력된 안정화된 AC 전원은 정류 및 공진회로부(200)의 브릿지 다이오드(D1-D6)를 통해 정류되며, Next, the input stabilized AC power is rectified through the bridge diodes (D1-D6) of the rectifier and resonant circuit (200).
상기 정류된 전압은 다이오드(D2) 및 평활용 저항(R1) 및 콘덴서(C7)에 의해 평활화된다. 또한, 상기 콘덴서의 일측 전위 단자는 시정수 보상용 저항(R1-1)에 직렬접속되는 바, 상기 정류된 전압은 다시 노이즈 필 The above rectified voltage is smoothed by a diode (D2), a smoothing resistor (R1), and a capacitor (C7). In addition, one potential terminal of the capacitor is connected in series with a time constant compensation resistor (R1-1), so that the above rectified voltage is again smoothed by a noise filter.
터(C12, C13)에 의하여 필터링되는 것이 바람직하다.It is desirable to filter by C12, C13.
상기 노이즈 필터 회로에는 다음 단인 양파 분배 인버터부(400)가 접속된다. 여기에서 상기 공진회로가 The next stage, the onion distribution inverter part (400), is connected to the above noise filter circuit. Here, the resonant circuit
RLC 직병렬 공진회로로 구성되면 전원에서 램프로 방사시키는 전기에너지의 양을 조절하게 되며, 변화가 When configured as a RLC series-parallel resonant circuit, the amount of electrical energy radiated from the power source to the lamp is controlled, and the change
큰 펄스를 안정하게 유지시켜 줌으로써 고주파 서어지 특성과 역율이 향상되게 된다.By maintaining large pulses stably, high-frequency surge characteristics and power factor are improved.
특히, 본 발명의 인버터부(400)는 다수 개 (예를들어 4개) 의 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)에 의해 이루어 In particular, the inverter part (400) of the present invention is composed of a plurality of transistors (Q1, Q2, Q3, Q4) (for example, 4).
지는 바, 상기 제1 트랜지스터(Q1) 및 제3 트랜지스터(Q3)는 상위 전위 단자(P11)와 트랜스(TR2)의 일측 The first transistor (Q1) and the third transistor (Q3) are connected to the upper potential terminal (P11) and one side of the transformer (TR2).
단자(P13) 간에 삽입되며, 상기 제2 트랜지스터(Q2) 및 제4 트랜지스터(Q4)는 상기 트랜스(TR2)의 타측 단 The second transistor (Q2) and the fourth transistor (Q4) are inserted between the terminals (P13) and the other terminal of the transformer (TR2).
자(P14) 와 하위 전위 단자(P12)와 간에 삽입된다.It is inserted between the self (P14) and the lower potential terminal (P12).
상기 제1 트랜지스터(Q1) 내지 제4 트랜지스터(Q4)의 소오스/드레인 단자간에는 리셋용 다이오드 (D7, D8, Between the source/drain terminals of the first transistor (Q1) to the fourth transistor (Q4), a reset diode (D7, D8,
D9, D10)가 접속되며, 상기 상위 전위 단자(P11)와 하위 전위 단자(P12) 간에는 정전압 유지용 콘덴서(C2, D9, D10) are connected, and a capacitor (C2, C3) for maintaining constant voltage is connected between the upper potential terminal (P11) and the lower potential terminal (P12).
C3)가 접속된다.C3) is connected.
상기 일측 및 타측 단자(P13, P14)는 자연히 출력측의 강압용 트랜스(TR2)의 일차측 단자가 된다. 또한, The above one-side and other-side terminals (P13, P14) naturally become the primary terminals of the output-side step-down transformer (TR2). In addition,
상기 제1 내지 제4 트랜지스터의 게이트 단자에는 정전압 및 발진회로(300)로부터의 스위칭 제어신호(G1, The gate terminals of the first to fourth transistors are supplied with a switching control signal (G1) from the constant voltage and oscillation circuit (300).
G2, G3, G4), 그리고 상기 각 트랜지스터의 이미터 단자에는 정전압 및 발진회로(300)로부터의 리셋용 제 G2, G3, G4), and the emitter terminals of each of the above transistors are connected to a constant voltage and reset circuit (300).
어신호(E1, E2, E3, E4)가 IGBT 양파 분배 회로부(300b)를 통해 인가된다.The signal (E1, E2, E3, E4) is applied through the IGBT onion distribution circuit (300b).
상기 고주파 강압부(400a)는 전압 강하용 출력측 변압기(TR2)에 의해 DC 220V로부터 인버터부(400)에 의해 The above high-frequency step-down unit (400a) is converted from DC 220 V to an inverter unit (400) by a voltage step-down output transformer (TR2).
얻어진 고주파 교류 신호의 전압 크기를 램프의 정격 전압을 고려하여 소정치 (여기서는 48V) 이하로 떨어 The voltage size of the obtained high-frequency AC signal is reduced to a specified value (here 48 V) or less, taking into account the rated voltage of the lamp.
뜨리게 된다.It will be released.
한편, 상기 정전압 및 발진회로(300)는 상기 정류 및 공진회로부(200)의 정류된 직류전압이 전원으로 인가 Meanwhile, the above-mentioned constant voltage and oscillation circuit (300) is supplied with the rectified DC voltage of the above-mentioned rectification and resonance circuit (200) as a power source.
되어 내부에서 적절한 분압저항(미도시됨)을 통해 일례로 20V 및 8V로 된 구동전원에 의해 구동되며, 상기 It is driven by a driving power supply of, for example, 20 V and 8 V through an appropriate voltage divider resistor (not shown) inside, and the above
고주파 강압부(400a)의 출력측 변압기(TR2)의 2차측 신호가 피드백 인가되어, 정류기의 출력측으로부터 측 The secondary signal of the output transformer (TR2) of the high-frequency step-down unit (400a) is fed back and measured from the output side of the rectifier.
정된 파워가 소정치 이상일 경우에는 상기 제1 내지 제4 트랜지스터의 스위칭을 고주파(19kHz∼37kHz)로 When the set power is higher than the specified value, the switching of the first to fourth transistors is performed at a high frequency (19 kHz to 37 kHz).
제어함으로써 출력파워가 일정하게 유지될 수 있도록 한다.By controlling, the output power can be maintained constant.
아울러, 최초 점등시에는 고주파 시동회로(600)에 의해 고주파 시동이 이루어지는 바, 이를 더 상세히 설 In addition, when the lamp is first turned on, high-frequency starting is performed by a high-frequency starting circuit (600), which will be described in more detail below.
명하면 다음과 같다.The order is as follows:
즉, 고압 방전등에는 시동전류가 반드시 필요한 바, 종전에는 고압방전 램프의 시동시에 고전압에 의한 회 In other words, high-voltage discharge lamps require starting current, and in the past, high-voltage discharge lamps were started by a high-voltage current.
로 파괴로 인하여 수 km의 무빙조명에서는 사용을 할 수 없었으나, 본 발명의 시동회로에 의하면 1,500- Due to the destruction of the furnace, it could not be used for moving lights of several kilometers, but according to the starting circuit of the present invention, it could be used for 1,500-
12,000V의 고전압이면서 수분의 1 mA 내지 수 mA의 전류를 사용하는 램프용량에 고압 방전 회로의 시동시 When starting a high-voltage discharge circuit with a lamp capacity of 12,000 V and a current of 1 mA to several mA,
에도 램프 수명 연장 및 회로 파괴 방지의 효과를 지니게 된다.It also has the effect of extending the lamp life and preventing circuit breakdown.
즉, 제논램프를 점등하는 순간 과도현상에 의하여 과전압 과전류가 인가되어 램프 흑화 현상에 악영향을 That is, when the xenon lamp is turned on, overvoltage and overcurrent are applied due to a transient phenomenon, which adversely affects the lamp blackening phenomenon.
줄 수 있는 바, 약 0.05-0.8초간의 고주파 전류의 램프 예열이 필요하며, 이를 위하여 본 발명의 고주파 It is necessary to preheat the lamp with a high-frequency current for about 0.05 to 0.8 seconds, and for this purpose, the high-frequency current of the present invention
시동회로는 LC 회로 및 하이브리드 IC를 이용한 회로를 채택하여 흑화를 방지함으로써 램프의 수명을 연장 The starting circuit adopts a circuit using an LC circuit and a hybrid IC to prevent blackening and thereby extend the life of the lamp.
시킨다.Make it happen.
본 발명의 고주파 시동회로(600)의 입력측은 입력전원 공급부(100)의 양 단자에 접속되어도 되나, 본 실시 The input side of the high-frequency starting circuit (600) of the present invention may be connected to both terminals of the input power supply unit (100), but in this embodiment
예에서는 고주파 정류부(500)의 +단자(P21) 및 -단자(P22)에 접속되며, 출력측은 고조파 함유율 극소화 회 In the example, it is connected to the + terminal (P21) and - terminal (P22) of the high-frequency rectifier (500), and the output side is connected to a circuit that minimizes harmonic content.
로부(700)의 순간 고압 유도코일(LC1)에 접속된다. 아울러, 일측 입력단은 시동 스위치인 수동 스위치 It is connected to the high-voltage induction coil (LC1) of the robot (700). In addition, one input terminal is a manual switch, which is a start switch.
(SW1) 및 릴레이 자동 스위치(SW2)를 통해, 그리고 타측 입력단은 RC병렬회로(R7, C7, C8)를 통해 제5 고 (SW1) and relay automatic switch (SW2), and the other input terminal is the 5th high-voltage through RC parallel circuit (R7, C7, C8).
주파 트랜스(TR5)의 1차측에 접속된다. 상기 제5 고주파 트랜스의 2차측은 가변콘덴서(VCT)가 병렬로 접속 It is connected to the primary side of the high frequency transformer (TR5). The secondary side of the fifth high frequency transformer is connected in parallel with a variable capacitor (VCT).
되며, 다시 직렬 접속 컨덴서(C9, C10, C11)를 통해 램프를 시동하기 위한 상기 고조파 함유율 극소화 회 And again, the harmonic content minimization circuit for starting the lamp through the series-connected capacitors (C9, C10, C11)
로부(700)의 순간 고압 유도코일(LC1)에 접속된다.It is connected to the high-voltage induction coil (LC1) of the robot (700).
즉, 1,500-12,000V의 고전압이면서 수분의 1 mA 내지 수 mA의 전류를 사용하는 램프용량에 2차측 가변콘덴 That is, a secondary variable capacitor is used for a lamp capacity that uses a high voltage of 1,500-12,000 V and a current of 1 mA to several mA.
서(VCT)의 극간력과 순간 고압 유도코일(LC1)의 유도코일 회수에 비례조절하여 램프에 알맞은 고전압의 전 The high voltage suitable for the lamp is adjusted in proportion to the gap force of the VCT and the induction coil recovery of the high-voltage induction coil (LC1).
원을 사용하면 램프 수명을 연장할 수가 있다. 예를들어, VCT의 극간력을 0.2mm로 하면 3500V를, VCT의 극 Using a circle can extend the lamp life. For example, if the VCT's pole gap is 0.2mm, it will be 3500V, and if the VCT's pole gap is 0.2mm, it will be 3500V.
간력을 1mm로 하면 6500V를, 그리고 VCT의 극간력을 1.2mm로 하면 3500V를 램프에 인가하게 되며, LC1의 If the gap force of the VCT is 1 mm, 6500 V is applied to the lamp, and if the gap force of the VCT is 1.2 mm, 3500 V is applied to the lamp.
유도코일 회수를 2회로 하면 9000V에 7.3A의 전원을, 그리고 LC1의 유도코일 회수를 3 내지 4회로 하면 If the induction coil recovery is 2 times, the power supply is 7.3A at 9000V, and if the induction coil recovery of LC1 is 3 to 4 times,
3500 내지 13000V에 2A의 전원을 램프에 인가하게 된다.A power of 2A at 3500 to 13000 V is supplied to the lamp.
따라서 입력측을 통해 입력된 고주파 반사 성분을 포함하는 전원이 먼저 기생 인덕터를 포함하는 RLC 공진 Therefore, the power source including the high-frequency reflection component input through the input side first enters the RLC resonance including the parasitic inductor.
회로(R7, C7, C8)에서 반사된 고주파 성분을 흡수하게 되면서 충전된다. 상기 콘덴서가 충분히 충전되면 It is charged by absorbing the high frequency components reflected from the circuit (R7, C7, C8). When the capacitor is sufficiently charged,
제3 고주파 트랜스(TR1)에서 고압으로 승압되어 진다. 그리고 이때 상기 시동스위치(SW1)를 '턴온'하면, It is boosted to high voltage in the third high frequency transformer (TR1). And at this time, when the start switch (SW1) is turned on,
일시에 많은 전류(일례로 140A)가 흐르면서 램프(900)가 점등되어지며, 점등 후에는 상기 고주파 시동회로 When a large amount of current (for example, 140A) flows at once, the lamp (900) lights up, and after lighting up, the high-frequency starting circuit
는 단절되고 고주파 정류부(500)에서의 고압 직류가 상기 램프에 지속적으로 공급되게 된다. 이때 개략적 is disconnected and high-voltage direct current from the high-frequency rectifier (500) is continuously supplied to the lamp. At this time, the schematic
인 고주파 전압값은 상기 고주파 트랜스의 턴수에 의해 결정되나 더 미세한 조정은 상기 가변컨덴서(VCT) The high frequency voltage value is determined by the number of turns of the high frequency transformer, but more fine adjustment is possible by using the variable capacitor (VCT).
의 조정에 의하여 이루어진다.It is done by adjustment of .
한편, 본 발명의 정전압 및 발진회로(300)에 의하면, 입력 전압의 ±30V 변동된 정류전압을 일정한 고주파 Meanwhile, according to the constant voltage and oscillation circuit (300) of the present invention, the rectified voltage, which fluctuates ±30V of the input voltage, is converted into a constant high frequency.
DC 전압으로 ARC 정류회로로 공급하기 때문에 출력을 고르게 얻을 수 있어 램프 수명이 크게 연장된다.Since it is supplied as DC voltage to the ARC rectifier circuit, the output can be obtained evenly, which greatly extends the lamp life.
따라서, 정전압 및 발진회로(300)로부터의 스위칭 제어신호 (G1 내지 G4)의 제어에 의해 제1 내지 제4 트 Therefore, the first to fourth circuits are controlled by the switching control signals (G1 to G4) from the constant voltage and oscillation circuit (300).
랜지스터(Q1-Q4)의 스위칭이 고주파로 이루어짐으로써, 상기 인버터부는 19kHz∼37kHz에 달하는 고주파 신 Since the switching of the transistors (Q1-Q4) is performed at high frequency, the inverter section generates a high frequency signal of 19 kHz to 37 kHz.
호를 발생시킨다. 일례로, ARC 인버터부(400)가 19-37kHz, 800-1200V의 교류를 출력하게 되면, 고주파 강 For example, when the ARC inverter unit (400) outputs AC of 19-37kHz and 800-1200V, a high-frequency
압부(400a)의 강압 변압기(TR2)가 상기 1차측 교류를 28-42V, 4-37A의 2차측 교류를 출력하게 된다.더구나, 제1 반주기에서는 "상위 전위 단자(P11) - 제1 트랜지스터(Q1) - 강압용 트랜스(TR2) - 제4 트랜 The step-down transformer (TR2) of the pressurized unit (400a) outputs the primary AC as a secondary AC of 28-42 V, 4-37 A. Furthermore, in the first half cycle, "upper potential terminal (P11) - first transistor (Q1) - step-down transformer (TR2) - fourth transformer
지스터(Q4) - 하위 전위 단자(P14)" 의 방향으로 전류 흐름이 생기게 되고, 제2 반주기에서는 "상위 전위 The current flows in the direction of "Gister (Q4) - lower potential terminal (P14)", and in the second half cycle, the current flows in the direction of "higher potential terminal (P14)".
단자(P11) - 제3 트랜지스터(Q3) - 강압용 트랜스(TR2) - 제2 트랜지스터(Q2) - 하위 전위 단자(P14)" 의 Terminal (P11) - 3rd transistor (Q3) - step-down transformer (TR2) - 2nd transistor (Q2) - lower potential terminal (P14)"
방향으로 전류 흐름이 생기게 되므로써 양파 분배가 이루어지기 때문에, 고주파에서도 플리커 현상이 발생 Since the onion distribution is achieved by creating a current flow in the direction, flicker phenomenon occurs even at high frequencies.
하지 않게 된다.It won't happen.
또한, 상기 출력측 변압기(TR2)의 2차측은 고주파 정류부(500)에 접속된다. 고주파 정류부는 네 개의 브릿 In addition, the secondary side of the output side transformer (TR2) is connected to a high-frequency rectifier (500). The high-frequency rectifier is composed of four bridges.
지 다이오드(BD1-BD4)로 구성된다. 각 브릿지 다이오드의 제1 단자와 제2 단자는 각각 바리스터(ZNR1- It consists of diodes (BD1-BD4). The first and second terminals of each bridge diode are connected to a varistor (ZNR1-
ZNR4) 및 저항(R2-R5)의 직렬회로를 통해 접속되며, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 제1 단자 및 제2 브릿지 ZNR4) and resistors (R2-R5) are connected through a series circuit, and the first terminal of the first bridge diode (BD1) and the second bridge
다이오드(BD2)의 제1 단자가 접점 P23에서, 그리고 제3 브릿지 다이오드(BD3)의 제2 단자 및 제4 브릿지 The first terminal of the diode (BD2) is connected to the contact P23, and the second terminal and the fourth bridge of the third bridge diode (BD3)
다이오드(BD4)의 제2 단자가 접점 P24에서 상호 접속되며, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 제2 단자 및 제3 The second terminal of the diode (BD4) is interconnected at the contact P24, and the second terminal and the third terminal of the first bridge diode (BD1)
브릿지 다이오드(BD3)의 제1 단자가 접점 P21에서, 그리고 제2 브릿지 다이오드(BD2)의 제2 단자 및 제4 The first terminal of the bridge diode (BD3) is connected to the contact P21, and the second terminal and the fourth terminal of the second bridge diode (BD2)
브릿지 다이오드(BD4)의 제1 단자가 접점 P22에서 상호 접속된다. 또한, 제1 브릿지 다이오드(BD1)의 제2 The first terminal of the bridge diode (BD4) is interconnected at the contact P22. Also, the second terminal of the first bridge diode (BD1)
단자 및 제4 브릿지 다이오드(BD4)의 제1 단자에는 각각 상기 출력측 변압기(TR2)의 2차측이 접속되며, 제 The secondary side of the output side transformer (TR2) is connected to the first terminal of the terminal and the fourth bridge diode (BD4), respectively.
2 브릿지 다이오드(BD2)의 제1 단자는 파형정형 소자인 초크코일(TR3)을 통해 고조파 함유율 극소화 회로The first terminal of the 2-bridge diode (BD2) is connected to a harmonic content minimization circuit through a choke coil (TR3), which is a waveform shaping element.
(700)의 일측단인 램프(900)의 (+)측 단자에 접속되며, 제4 브릿지 다이오드(BD4)의 제2순간 고압 유도 코 (700) is connected to the (+) terminal of the lamp (900), which is one end of the second bridge diode (BD4).
일(LC1)을 통해 고조파 함유율 극소화 회로(700)의 타측단인 상기 램프(900)의 (-)측 단자에 접속된다.It is connected to the (-) terminal of the lamp (900), which is the other end of the harmonic content minimization circuit (700), through a circuit (LC1).
미설명 부호 CT1은 정전류 변환 회로부(300a)에 접속되는 전류 감지용 소자이며, 단자 P25 및 P26은 회로 The unexplained symbol CT1 is a current sensing element connected to the constant current conversion circuit (300a), and terminals P25 and P26 are circuit
외부에서 전류를 체크하기 위해 의도적으로 형성한 션트 접점이다.A shunt contact intentionally formed to check the current from the outside.
다시 부연하여 설명하면, 본 발명의 정전류 변환회로(300a)는 고압방전 램프에 맞게 전류를 조절하며, 정 To explain again, the constant current conversion circuit (300a) of the present invention adjusts the current to suit the high-voltage discharge lamp, and
전압 및 발진회로(300)가 최적의 상태로 주파수 발진을 제어하며, 상기 발진신호에 응하여 IGBT 양파분배 The voltage and oscillation circuit (300) controls the frequency oscillation in an optimal state, and the IGBT full-wave distribution is performed in response to the oscillation signal.
회로부(300b)에서 최적의 인버터(400) 제어신호(G1-G4)를 발하여, 최적의 램프 구동 전압 및 전류를 램프The circuit section (300b) generates an optimal inverter (400) control signal (G1-G4) to drive the lamp at the optimal lamp driving voltage and current.
(900)에 유기되도록 하는 것이다.(900) to be organic.
이제, 고주파 정류회로(500)는 입력 교류전원을 브릿지 다이오드 회로들을 통하여 전파 정류한 직류로 변 Now, the high-frequency rectifier circuit (500) converts the input AC power into a DC that is rectified through bridge diode circuits.
환시켜 역율 개선 및 램프에 안정된 직류전압을 공급하게 된다. 즉, 고주파 AC 19-37kHz 교류를 고주파 정 It improves the power factor and supplies a stable DC voltage to the lamp. That is, it converts high-frequency AC 19-37kHz alternating current into high-frequency rectifier.
류부(500)의 고속 다이오드 브리지 회로로 통과시키면 순수 DC에 고주파가 함유되며 초크코일(TR3)을 통과 When passed through the high-speed diode bridge circuit of Ryubu (500), high frequency is included in pure DC and passes through the choke coil (TR3).
하면서 파형이 정형된다.The waveform is formed while doing so.
다른 한편, 상기 램프의 양단에는 고조파 함유율 극소화회로(700)가 접속된다. 고조파 함유율 극소화회로 On the other hand, a harmonic content minimization circuit (700) is connected to both ends of the above lamp. Harmonic content minimization circuit
(700)는 도 3의 우측 하단에서 보는 바와 같이, 서어지 전압을 흡수하기 위한 콘덴서(C4, C5)가 램프 양극 (700) As seen in the lower right of Fig. 3, a capacitor (C4, C5) for absorbing the surge voltage is connected to the lamp anode.
에 병렬접속된다. 즉, 출력측 변압기(TR2)의 리액터 성분 및 상기 고주파 정류부(500)의 저항 성분(R2- is connected in parallel. That is, the reactor component of the output side transformer (TR2) and the resistance component (R2-) of the high-frequency rectifier (500)
R5)과 더불어 상기 콘덴서(C4, C5)는 실질적인 RLC공진회로를 구성함으로써 서어지 성분을 효과적으로 흡 The capacitors (C4, C5) along with R5) form a practical RLC resonant circuit, thereby effectively absorbing the surge component.
수하게 된다. 아울러, 저항(R6)과 바리스터(ZNR2) 및 콘덴서(C12)의 병렬회로로 이루어지는 고주파 노이즈 In addition, high-frequency noise is generated by a parallel circuit of a resistor (R6), a varistor (ZNR2), and a capacitor (C12).
감쇄회로가 상기 램프의 양 전극간에 병렬접속되며, 다시 상기 램프의 음극단에는 일측이 접지된 바리스터 A damping circuit is connected in parallel between the two electrodes of the lamp, and again, a varistor with one side grounded is connected to the cathode of the lamp.
(ZNR6) 및 콘덴서(C16의 병렬회로가 접속되며, 램프의 양극측 단자에도 일측이 접지된 바리스터(ZNR6)가 (ZNR6) and a parallel circuit of capacitor (C16) are connected, and a varistor (ZNR6) with one side grounded is also connected to the positive terminal of the lamp.
접속된다. 즉, 본 발명자들의 구동회로 이전에는 이벤트 행사 조명에 DMX 512 신호 방식을 채택하였는 바, Connected. That is, before the invention of the present inventors' driving circuit, the DMX 512 signal method was adopted for event lighting.
고주파 서어지로 인하여 다른 기기에 장해를 일으켜 아직까지는 사용이 불가능한 것으로 인식되어 왔으나, It has been recognized that it is still unusable due to interference with other devices caused by high-frequency surges.
본 발명의 고압방전 램프용 구동회로는 EMI 극소화 회로를 개발 내장하여 고주파 성분이 함유된 전파 장애 The driving circuit for the high-pressure discharge lamp of the present invention has an EMI minimization circuit developed and built in to prevent radio interference containing high-frequency components.
를 제거함으로써 고조파 함유율을 0.8% 이하로 함으로서 EMI 문제가 해결되며 주변의 전자 정밀기기에도 By removing the harmonic content, the EMI problem is solved by reducing it to 0.8% or less, and it is also good for surrounding electronic precision devices.
악영향을 주지 않게 되며, 더구나 고주파 (8kHz 이상) 에서도 플리커 현상이 일어나지 않게 된다.It does not cause any adverse effects, and moreover, flickering does not occur even at high frequencies (over 8 kHz).
즉, 고조파 함유율 극소화 회로(700)는, DC 성분에 고조파 성분이 함유되어 있는 바, 콘덴서 C4, C5 및 바 That is, the harmonic content minimization circuit (700) contains harmonic components in the DC component, and capacitors C4, C5 and
리스터 ZNR5에서 고조파 성분을 극소화시키고, 한편 EMI 장애를 없애기 위해 콘덴서 C6 및 바리스터 ZNR6, To minimize harmonic components in the Lister ZNR5 and eliminate EMI interference, capacitor C6 and varistor ZNR6 are used.
ZNR7을 사용하여 고조파가 접지로 흘러나가도록 한다.Use ZNR7 to allow harmonics to flow to ground.
마지막으로 정류기 보호회로(800)에 대하여 설명하면, 상기 정류 및 공진회로부(200)의 평활용 콘덴서(C Finally, regarding the rectifier protection circuit (800), the smoothing capacitor (C) of the rectifier and resonant circuit (200)
1)의 일측 전압 및 상기 노이즈 필터(C12, C13)의 일측 전압을 측정하여 입력측 정보를 받아들이며, 상기 1) Input side information is received by measuring one side voltage of the noise filter (C12, C13) and one side voltage of the noise filter (C12, C13).
전원단에 접속된 변압기(TR4)의 2차측으로부터 전원 정보를 받아들여, 정류기가 이상 발진이나 이상 전압 Receive power information from the secondary side of the transformer (TR4) connected to the power supply, and the rectifier detects abnormal oscillation or abnormal voltage.
을 보일 경우에 상기 정전압 및 발진회로부(300)로 게이트 제어신호를 발함으로써 상기 인버터부(400)의 In this case, the inverter unit (400) is activated by sending a gate control signal to the constant voltage and oscillation circuit unit (300).
스위칭용 트랜지스터(Q1-Q4)의 온/오프를 통해 정류기를 보호하도록 한다. 정류기 보호회로는 과전압이나 The rectifier is protected by turning on/off the switching transistors (Q1-Q4). The rectifier protection circuit protects against overvoltage or
과전류뿐만 아니라 서머스탯(미도시됨)을 통해 정류기의 온도이상으로 부터도 정류기를 보호할 필요가 있 In addition to overcurrent, it is necessary to protect the rectifier from temperature abnormalities through a thermostat (not shown).
다. 이외에도 디스플레이 구동회로가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is desirable to include a display driving circuit.
이상, 본 발명에 관한 고압방전 램프용 구동회로의 동작에 대해 설명하면, 상기 인버터 회로(400)에 의해 Above, the operation of the driving circuit for the high-pressure discharge lamp according to the present invention will be described. By the inverter circuit (400),
여기된 고주파 전압 (일례로 19kHz∼37kHz, 1.2 kV) 이 고주파 정류회로(500)에 의해 정류되어 직류전원으 The high frequency voltage (e.g. 19 kHz to 37 kHz, 1.2 kV) generated here is rectified by a high frequency rectifier circuit (500) and converted into a DC power source.
로 바뀌며, 동시에 고주파 시동회로(600)에 의해 고전압으로 바뀌어 램프에 인가되는 바, 램프의 양단에는 At the same time, it is changed to a high voltage by the high-frequency starting circuit (600) and applied to the lamp, and at both ends of the lamp,
램프의 시동 전에는 80V 정도의 전압이 계속 걸리는 상태에 있게 되며, 정전압 및 발진회로의 기동에 의해 Before the lamp starts, it is in a state where a voltage of about 80 V is continuously applied, and by the start of the constant voltage and oscillation circuit,
램프에서의 고압방전이 행하여지는 순간에는 약 6-12 kV의 고압이 램프양단에 걸리게 되어 약 5kW의 고압 At the moment when high-voltage discharge occurs in the lamp, high voltage of about 6-12 kV is applied to both ends of the lamp, resulting in a high voltage of about 5 kW.
이 순간적으로 방전됨으로써 램프의 점등이 시작된다. 일단 램프가 점등되면, 램프 양 전극단에는 약 30V This instantaneous discharge starts the lamp lighting. Once the lamp is lit, there is about 30 V across the two electrodes of the lamp.
의 전압이 계속적으로 인가되며, 이때 램프 양 전극 간에는 약 140A의 전류가 흐르게 된다.The voltage is continuously applied, and at this time, a current of about 140 A flows between the two electrodes of the lamp.
한편, 램프에 인가되는 고주파 전원신호에 비해 서어지와 같은 노이즈 성분이 10% 이내로 제한되면, EMI의 Meanwhile, if the noise component such as surge is limited to less than 10% of the high-frequency power signal applied to the lamp, EMI
문제가 해결된다고 하는 바, 본 발명에 관한 고조파 함유율 극소화 회로(700)를 사용하게 되면, 노이즈의 The problem is said to be solved, if the harmonic content minimization circuit (700) of the present invention is used, the noise
함유율이 최대 0.8% 이내로 제한되어 다른 전자기기에 악영향을 주는 EMI 문제를 해결하는 것이 가능하게 The content is limited to a maximum of 0.8%, making it possible to resolve EMI problems that adversely affect other electronic devices.
된다.It works.
더구나, 양파 분배 방식에 의하여 고주파에서도 플리커 현상을 방지할 수 있게 된다.이상 본 발명을 첨부도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아 In addition, the flicker phenomenon can be prevented even at high frequencies by the onion distribution method. The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the attached drawings, but the present invention is not limited thereto.
니며, 당업자가 용이하게 생각해 낼 수 있는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, Of course, various modifications are possible within the scope that can be easily conceived by those skilled in the art. Therefore,
본 발명의 한계는 다음의 특허청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.The scope of the present invention should be limited only by the following claims.
Claims (1)
입력 교류신호를 정류하여 직류전압을 공급하는 정류 및 공진회로부(200);
제1 내지 제4 스위칭 제어신호(G1, G2, G3, G4)의 제어에 의해 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3,
Q4)의 스위칭에 의해 고주파 신호를 생성하는 인버터부(400);
출력측 신호가 피드백 인가되어, 출력측으로부터 측정된 파워가 소정치 이상일 경우에 상기 제1 내지 제4
스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 상기 스위칭 제어신호(G1-G4)를 발함으로써 출력파워가 일정하게 유지될
수 있도록 하며, 최초 램프 점등시에는 상기 스위칭 소자의 스위칭을 시작하는 발진 동작을 개시하도록 하
는 정전압 및 발진회로부(300);
입력 교류전원을 브릿지 다이오드 회로들(BD1-BD4)을 통하여 전파 정류한 직류로 변환시켜 역율 개선 및
램프에 안정된 직류전압을 공급하는 고주파 정류부(500);
고주파 전류에 의한 램프 예열을 행하는 고주파 시동회로부(600); 및
고조파 노이즈 성분의 억제를 행하는 고조파 함유율 극소화 회로부(700)를 포함하되,
상기 인버터부(400)는 2쌍(4개) 이상의 스위칭 소자들로 구성됨으로써, 양파 분배를 행하며,
상기 구동회로는, 상기 정전압 및 발진회로부(300)로부터의 제어신호에 응하여 상기 인버터부(400)로 상기
스위칭 제어신호(G1-G4)를 발하는 IGBT 양파분배 회로부(300b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압방
전 램프용 구동회로.As a driving circuit for lighting a high-pressure discharge lamp,
A rectifier and resonant circuit (200) that rectifies an input AC signal and supplies a DC voltage;
The first to fourth switching elements (Q1, Q2, Q3,) are controlled by the first to fourth switching control signals (G1, G2, G3, G4).
Inverter section (400) that generates a high-frequency signal by switching Q4);
When the output side signal is fed back and the power measured from the output side is higher than a predetermined value, the first to fourth
By issuing the switching control signal (G1-G4) that controls the switching of the switching element, the output power is maintained constant.
and initiates the oscillation operation that starts switching the switching element when the lamp is first turned on.
is a constant voltage and oscillation circuit (300);
The input AC power is converted into a rectified DC through the bridge diode circuits (BD1-BD4) to improve the power factor.
A high-frequency rectifier (500) that supplies a stable direct current voltage to the lamp;
A high-frequency starting circuit (600) for preheating the lamp by high-frequency current; and
Including a harmonic content minimization circuit (700) that suppresses harmonic noise components,
The above inverter part (400) is composed of two or more pairs (four) of switching elements to perform onion distribution.
The above driving circuit responds to the control signal from the constant voltage and oscillation circuit unit (300) to the inverter unit (400).
A high-voltage circuit characterized by further including an IGBT power distribution circuit (300b) that generates a switching control signal (G1-G4).
Driver circuit for all lamps.
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