KR830002002Y1 - 형광등 순시점등장치(蜂光燈순時點燈裝置) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

형광등 순시점등장치(蜂光燈時點燈裝置)

제1도는 FL10이하의 작은 와트(watt)의 형광등에 사용되는 종래의 전자스타아터회로도.

제2도는 FL10이상의 형광등에 사용되는 종래의 전자스타아터회로도.

제3도는 본원 고안에 의한 비직선성 콘덴서를 사용한 전자스타아터 회로도.

제4(a)도는 제3도의 램츠 양단자간 전압파형도.

제4(b)도는 비직선성 유전체소자의 충방전 전류파형도.

제5도는 비직선성 방전체소자의 전압-축적전하량의 히스테리시스 곡선도.

제6도는 제3도의 전사스타아터를 하이브리드 IC화 했을때의 외형도로서, 제3(a)도는 그 정면도, 제3(b)도는 측면도.

제7도는 제6도의 하이브리드 IC를 글로우스타아터용 케이스에 장전한 상태를 나타낸 본원 고안의 점등장치의 완성도의 일부 절결도.

본원 고안은 형광등(flvorescent lamps)을 비직선성 콘덴서와 반도체스위치로 이루어지는 스타아터를 사용하여 순시점등(瞬時點燈)하도록 한것에 관한 것이며, 특히 본원 고안은 기설(旣設)의 형광등 기구에 아무런 가공을 가하지 않고 상기 순시점등을 실현시킨 형광등 점등장치에 관한 것이다.

종래, 글로우(glow)점등방식을 채용한 형광등기구의 글로우스 타아터 소켓에 전자스타아터를 장착하여 전자점등방식으로 변경하는 제안은 여러가지가 있었지만, 10W(FL10)이하의 소와트의 전자스타아터에서 실용화되었을 뿐이며, 15W(FL15)이상의 형광등은 실용화되어 있지 않다. 이것은 FL10이하의 형광등은 전원전압 100V를 인가한 것만으로 시동하지만, FL15이상의 형광등은 600V정도의 전압이 시동에 필요해지기 때문이다. 즉 실용화된 FL10의 전자스타어터회로도는 제1도와 같다. 도면에 있어서 (1)은 쌍방향다이리스터, (2) 다이오우드, (3) 콘덴서, (4)는 형광등, (5)는 필라멘트(filament), (6)은 안정기이다. 이 회로는 램프필라멘트(5)를 예열하는 기능만을 가지며 600V정도의 고압펄스 발생기능을 갖고 있지 않으며 회로구성이 3점으로 간소하며 이것을 JISC7603(형광등용 글로우스타아터)에 규정하는 글로우스타터 내부에 수납하는데 충분한 작은 규격을 이루고 있다. 그런데 FL15이상의 형광등의 시동에는 600V이상의 펄스전압이 필요하며, 그래서 전자스타아터의 기능으로서는 필라멘트예열기능과 멘스발생기능이 필요해진다.

현재 여러가지의 회로방식이 실용화되어 있지만, 그 일례를 제2도에 나타낸다. 즉 (6)은 안정기, (5)는 필라멘트, (2)는 다이오우드, (7)은 페라이트 자심(磁芯)을 사용한 초우크코일, (1)은 상방향성 다이리스터, (3a), (3b)는 콘덴서, (8)은 저항이다. 여기서 각 부품의 정격(定格), 외형치수는 다음의 제1표와 같다.

[제1표]

즉 다이오우드(2), 쌍방향성 다이리스터(1)의 반도체류, 저항(8)류는 각각의 칩화(chip化)와 후막저항(厚膜抗)을 사용하면 소형화할 수 있지만, 상기 제1표의 페타이트초우코일(7), 고압콘덴서(3b)류는 현재의 기술수준으로서는 소형화하는 것이 곤란하며, 도저히 글로우스타아터 정도의 크기에 수납하는 것이 아니다.

따라서, FL15이상의 전자스타아터에 있어서는 스타아터 자체의 외형수치가 글로우스타아터에 비해서 몇배의 크기로 되어 소형화 표준화의 장애로 되고 있었다.

즉, 본원 고안은 FL15이상의 형광등에는 글로우스타어터 정도의 외형치수이며, 또한 글로우스타어터용 스켓에 직접 접속 가능한 형광등 점등장치를 제공하는데 있다.

본원 고안에 의하면 비선형콘덴서와 반도체스위치와의 조합(組合)으로 이루어진 전자스타어터를 사요함으로써, 이들의 하이브리드 IC화를 실현하고, 종래의 글로우스타아터와 같은 정도의 외형치수로 되도록 배치 구성한 것으로 기설의 글로우스타아터용 소켓에 그대로 접속할 수 있는 매우 편리한 형광등 점등장치를 실현할 수 있다.

제3도는 비직선성 콘덴서를 이용한 순시점등이 가능한 전자스타아터 회로도를 나타내며, 그 부품 정격을 제2표에 나타낸다.

[제2표]

도면에 있어서, (4)는 양단에 필라멘트(5)(5)를 갖는 램프, (6)은 유도성안정기, (12)는 반도체스위치로서 역저지(逆止) 3단자 다이리스터(10), SBS, 다이액(diac)등의 트리거소자(1), 분압게이트회로저항(8a), (8b), 안정용저항기(8c) 및 평활콘덴서(3)로 구성되어 있다. (9)는 비직선성 콘덴서, (13)은 이들의 총칭인 점등소자를 나타낸다. 그리고, U, V는 전원단자를 나타내고 있다.

상기 구성에 있어서 전원단자 U-V사이에 교류전압 e_UV를 제4(a)도의 점선파형과 같이 인가하면, 기동(起動(초기에 있어서는 다이리스터(10)가 전원의 정반(正半)사이클의 적당한 위상 θ₁에서 터언온(turn on)하고, 안정기(6)-필라멘트 (5)-다이리스터(10)-필라멘트를 지나서 전류가 흘러 필라멘트(5)(5)가 예열된다. 이 예열전류가 흐른 후, 전원전압 부반(負半)사이클의 위상 θ₂에서 다이리스터 전류가 0으로 되어다이리스터(10)는 터언 오프한다. 이때 비직선성 콘덴서(9)의 전압이 0이미 전원전압 e_UV가 부의 파고치(波高置)근처에 있으므로, 안정기(6)를 통해서 콘덴서(9)가 도시극성(圖示極性)에 충전된다.

여기서 이 비직선성 콘덴서(9)는 그 전압 V와 축적전하량 Q와의 관계가 제5도에 나타낸 바와 같은 가포화특성(可飽和特性)을 지니고 있다. 따라서 전원전압 파고치 이하에서 비적선영역 즉, 도면의 포화전압 Es이상의 영역에 들어가도록 콘덴서 특성을 선정하면, 콘덴서(9)에의 충전전류는 전압이 비직선영역에 들어간 시점에서 급감(急感)하며, 또한 안정기(6)에 유동성안정기를 사용하고 있으므로, 콘덴서(9)의 충전전압은 급상승하고, 제4(a)도에서 나타낸바와 같은 전원전압 파고치보다 훨씬 높은 600V정도의 펄스상고압(V₂₁)으로 되어서 램프(4)에 인가된다.

펄스발생후는 다이리스터(10)가 재차 터언온할 때까지 전원전압 e_UV가 램프(4)에 인가된다.

그후, 램프(4)는 점등 개시할때까지 이 상태가 계속된다. 램프(4)는 상기 예열전류에 의해 필라멘트(5)(5)가 가열되고, 또한 정방향전압 V₁₁과 부방향전압 V₂₁에 의해 방전을 개시한다. 램프(4)가 점등하면, 램프전압은 전원전압보다 작아지며, 다이리스터(10)는 터언온할 수 있게 된다. 그리고 램프전압은 콘덴서(9)의 충전작용에 의해 제4(a)도의 전압(V₁₂), (V₂₂)과 같이 전원전압파고치 이상으로 상승하지만, 평활콘덴서(3)의 작용에 의해 상기 전압으로는 다이리스터(10)는 터언온하지 않는다.

이상과 같이 이 비직선성콘덴서와 반도체위치를 사용한 스타아터는 1초 정도하고 하는 양호한 시동성을 가지며, 회로구성이 간단하고 염가라고 하는 뛰어난 특성을 구비한 것이다. 그리고 이 비직선성콘덴서는 BaTiO₃를 주성분으로 하는 다결정으로 이루어지며, TDK Electronics Co. Ltd.(東京電氣化學工業 株式會社)에 의해 개발된 것으로 매우 저렴한 가격으로 제작된다.

이것에 대해서는 "Journal of Electric Engineering"의 March 80, 제20페이지에 간단한 소재가 기재되어 있다.

여기서 현재의 하이브리드 IC의 기술을 고찰하면, 반도체류는 전부 칩화가 가능하며 또 콘덴서(3)도 25V정도라면 소형의 칩형 콘덴서를 사용할 수 있다. 또 저항은 1/16W이하라면 후막화(厚膜化)가 가능하며 본 회로의 저항류는 모두 후막화할 수 있다. 본 점등소자(13)를 하이브리드 IC화 한 것은 제6도와 같이되며, 외형 14mmψ, 두께 1mm정도의 크기를 갖는 원판상의 세라믹 비선형콘덴서(9)와, 이 콘덴서(9)에서 도출되는 리이드선(17)에 전기적으로 접속되며, 또한 그 콘덴서(9)의 외형수치수와 대충 동일한 방형(方形)을 이루고 콘덴서(9)와 대충평행으로 설치된 세라믹기판(14)상에, SCR(10), SBS(11)의 반도체 칩, 저항(8a), (8b), (8c)를 후막저항으로 한 것 콘덴서(3)로서 칩형콘덴서를 장착한 반도체스위치(12)로 이루이지는 것이다. 그리고 이들의 외형치수는 폭 14mm, 높이 16mm, 두께 4mm로 되었다. 이 치수는 본원 고안의 목적을 달성하는데 충분한 치수이다. 참고로JISC7603(Interational Electrotechnical Commission의 Publication 155에 해당)에 규정된 글로우스타어터의 외형은 18mmψ×40mm(E형), 22mmψ×38mm(P형이다. 제7도는 본원 고안의 일실시예 도면이다.

(16)은 알루미늄 원통상케이스, (15)는 접속단자이며, 모두 JISC7603(IEC-Publication 155)에 규정된 치수형상의 것이다. (14)는 후막저항(8a), (8b), (8c), 칩형콘덴서(3), 반도체칩(2), (10), (11)을 장착한 세라믹기판, (9)는 비선형콘덴서이다.

이처럼 전자스타아터를 종래의 JISC7709(IEC-Publication 61)과 JISC7603(IEC-Publication 155)에 구성된 글로우스타아터의 꼭지쇠(mouthpiece)에 전기적, 기계적으로 결합할 수 있는 접속부(15)를 접합함으로써 종래의 글로우스타아터용 소켓, 예를들어 JISC8324(IEC-Publication 400에 해당)에 장착할 수 있는 점등소자를 제공할 수 있게끔 되었다. 또 제6도처럼 전자스타어터가 소형으로 되었기 때문에 JISC7603 및 JISC(77 9에서 규정된 글로우스타아터와 대충 동형의 케이스내에 수납하며 또한 종래의 글로우스타아터 소켓과 호환성(互換性)을 부여하는 것이 가능해졌다.

그리고, 실시예에서는 콘덴서(9)는 원판상의 형상을 하고 있지만, 동일 평면적의 방형판상의 형상의 콘덴서(9)를 기판(14)에 평행으로 설치해도 좋다.

이상 설명한 바와같이 본원 고안에 의하면, 기설의 글로우점등방식을 사용한 조명기구에 있어서도, 아무런 가공을 가하지 않고 전자점등 방식으로 변경시킬 수 있고, 형광등의 순서점등화를 도모할 수 있으며, 또 종래와 같은 글로우스타아터의 교환작업이 불필요해지는 등, 그 실용상의 가치는 매우 큰 것이다.

Claims (1)

1. 비직선성콘덴서(9)와 반도체스위치(12)와의 조합(組合)에 의한 점등소자(13)를 사용하여 순시점등을 하는 형광등 점등장치에 있어서, 상기 점등장치(13)는 판상의 비직선성콘덴서(9)와, 이 비직선형콘덴서(9)와 반도체스위치(12)를 가지며, 상기 판상의 비직선성콘덴서(9)와 대충 평행인 기판에 의해 하이브리드IC화하며, 이 하이브리드 IC화된 점등소자(13)를 기지의 글로우스타아터와 같은 정도의 크기의 케이스(16)내에 수납하는 동시에, 이 케이스(16)에 기설의 글로우스타어터용 소켓에 전기적, 기계적으로 접속가능한 접속부(15)를 설치한 것을 특징으로 하는 형광등 순시점등장치.