KR830002176B1 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본발명의 한 실시예의 따른 가스방전등을 점등시키기 위한 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of an apparatus for lighting a gas discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
제2a도, 제3a도 및 제4a도는 위상제어장치로부터 공급되는 교류전압을 도시한 파형도.2A, 3A and 4A are waveform diagrams showing an AC voltage supplied from a phase control device.
제2b도, 제3b도 및 제4b도는 인버터에 공급되는 정류된 전압을 도시한 파형도.2b, 3b and 4b are waveform diagrams showing the rectified voltage supplied to the inverter.
제2c도, 제3c도 및 제4c도는 누설 리액턴스 변압기의 1차 권선으로 공급되는 고주파 전압을 도시한 파형도.2c, 3c and 4c are waveform diagrams showing the high frequency voltage supplied to the primary winding of the leakage reactance transformer.
제2d도, 제3d도 및 제4d도는 누설 리액턴스 변압기의 2차권선으로 부터형광등으로 공급되는 고주파 전압을 도시한 파형도.2d, 3d and 4d are waveform diagrams showing the high frequency voltage supplied from the secondary winding of the leakage reactance transformer to the fluorescent lamp.
제2e도, 제3e도 및 제4e도는 형광등으로 공급되는 고주파 전류를 도시한 파형도.2e, 3e and 4e are waveform diagrams showing a high frequency current supplied to a fluorescent lamp.
제5도는 본 발명의 또하나의 실시예의 따른 가스방전등 점장등치의 회로도.FIG. 5 is a circuit diagram of a gas discharge lamp and a manager lamp according to another embodiment of the present invention. FIG.
본 발명은 가스 방전등 점등장치에 관한것으로, 특히 전력조정기의 연속적인 출력을 고주파 전압으로 변환시키고 이와같이 얻어진 고주파 전압을 가스방전등을 위해가스방전등으로 공급되는 장치에 관한 것이다The present invention relates to a gas discharge lamp lighting device, and more particularly to a device for converting the continuous output of the power regulator into a high frequency voltage and the high frequency voltage thus obtained is supplied to the gas discharge lamp for the gas discharge lamp.
작고 중량이 가벼우며 높은 광발산 효율을 갖는, 고주파 전압으로 점등되는 가스방전등은 이미 공지되어 있다. 그러나 위상제어기로써 광제어되고 필라멘트가 적절한 온도로 가열되며 고주파 전압으로 점등되는 가스방전등은 아직 알려지지 않았다. 하지만 통상의 교류전원으로 점등되며 위상제어기로써 광제어되는 가스 방전등은 알려져있다. 그러나 이 광제어장치는 크고 무거우며 광발산효율이 낮은 것이다. 게다가 이 광제어장치는 위상제어기의 입력을 가스 방전등의 점등장치에 연결하는 하나의 도선을 필요Gas discharge lamps that are lit at high frequency voltage, which are small, light in weight and have high light divergence efficiency, are already known. However, gas discharge lamps, which are optically controlled by a phase controller, the filaments are heated to an appropriate temperature, and lit by high frequency voltage, are not yet known. However, gas discharge lamps that are lit with a normal AC power source and light controlled as a phase controller are known. However, this light control device is large and heavy and has low light emission efficiency. In addition, this light control device requires a single lead connecting the input of the phase controller to a lighting device such as a gas discharge lamp.
따라서 본 발명의 주 목적은 작고 중량이 가벼우면서도 가스방전등의 필라멘트로 가열전류를 공급할 수 있는 가스 방전램프 점등장치를 제공하는 것이다.Accordingly, a main object of the present invention is to provide a gas discharge lamp lighting apparatus which can supply heating current to a filament such as a gas discharge lamp while being small and light in weight.
상기 목적과 다른 목적을 위하여, 본발명은, 전원과, 상기 전원의 전력공급주기를 제어하고 이와같이 제어된 전력공급 주기중에 출력전압을 발생하는 장치와, 상기 전력 제어장치를 고주파 전압으로 변환하는 장치와 전력공급 주기들 사이의 적어도 각 주기중에 상기 변환장치로 보조전력을 공급하기 위한 보조전원장치와, 상기 변환장치로부터의 고주파 출력에 의하여 전력공급을 받으며 그 필라멘트가 가열되는 가스방전등 점등장치를 제공한다.For this and other purposes, the present invention provides a power supply, a device for controlling a power supply cycle of the power supply and generating an output voltage during the controlled power supply cycle, and a device for converting the power control device into a high frequency voltage. And an auxiliary power supply for supplying auxiliary power to the converter during at least each period between the power supply cycles and a gas discharge lamp lighting device which is powered by a high frequency output from the converter and whose filaments are heated. do.
본 발명은 첨부도면과 관련시켜 다음의 상세한 설명으로부터 대폭 완전히 이해될 것이다.The invention will be greatly understood from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.
제1도를 보면, 고주파 전압발생장치(2)가 공지된 바와같이 공급되는 교류전류의 위상각을 제어하기 위한 전력제어기 혹은 위상제어기(4)와 형광등(6) 사이에 연결된다. 전력제어기(4)는 전력공급선로(10), (12)를 통하여 교류전원(8)에 연결된다. 위상제어기(4)에는 전력공급선로(10)에 연결된 트라이악(14)이 구비된다. 가변저항(16)과 커패시터(18)로 구성된 직렬회로는 트라이악(14)이 임의로 선정된 위상각에서 통전되도록 트라이악(14)과 병력로 연결된다. 다이악(20)은 가변저항(16)과 커패시터(18)의 접촉점과 트라이악(14)의 게이트사이에 연결된다. 전력스위치(21)는 교류전력 공급선로(10)과 트라이악(14) 사이에 연결된다 가변저항(16)의 저항을 변화시키므로써, 위상제어기(4)와 장치(2)의 정류회로(26)를 연결하는 2개의 연결도 선(22), (24)로 위상각이 제어된 전압을 공급한다. 본 발명에 의하면, 교류전원은 직류 전원으로 대체될 수도 있다. 직류전원이 사용된다면, 정류회로(26)는 불필요하게 된다. 운상제어기는 도면에도시된 형태로 국한되지 않는다. 예를들어, 전력제어장치는 스위칭소자들, 즉 트랜지스터들로 구성되고, 이것들은 직류전압1, a high
선로(27), (28)을 통하여 정류회로(26)으로부터 공급되는 직류전압을 고주파 전압으로 변환하기 위해서 첫 번째로 전파정류 회로(26)은 인버터(30)에 연결된다. 인덕터는 고주파 성분이 정류회로(29)로 공급되는 것을 방지하기 위해 선로(26)에 연결된다. 도면에 도시된 바와같이, 인버터(28)는 한쌍의 푸시-풀트랜지스터(32), (34)를 가진다. 인버터(30)는 또한 1차권선(36)를 가지며 2차권선(38), (40) 내에 고주파 전압을 포함하기 위하여 제 1및 제 2의 2차권선(38)을 가지고 공진커패시터(44)가 1차권선(36)에 연결된 변압기 혹은 누설 리액턴스 변압기(42)를 포함한다. 형광등(6)은 소켓(도시되지 않음)을 통하여 변압기(42)의 2차권선(40)에 연결된다. 형광등(6)의 필라멘트(44), (46)은 소켓을 통하여 단자와 2차권선(40)의 중간 탭사이에 연결된다.In order to convert the DC voltage supplied from the rectifier circuit 26 through the lines 27 and 28 into the high frequency voltage, the full wave rectifier circuit 26 is first connected to the inverter 30. The inductor is connected to the line 26 to prevent high frequency components from being supplied to the rectifier circuit 29. As shown in the figure, inverter 28 has a pair of push-pull transistors 32 and 34. The inverter 30 also has a primary winding 36 and a resonant capacitor 44 with a first and a second secondary winding 38 to contain high frequency voltages in the secondary windings 38, 40. Includes a transformer or leakage reactance transformer 42 connected to the primary winding 36. The fluorescent lamp 6 is connected to the secondary winding 40 of the transformer 42 through a socket (not shown). The filaments 44 and 46 of the fluorescent lamp 6 are connected between the terminal and the intermediate tab of the secondary winding 40 through the socket.
고주파 전압발생장치(2)는 트라이악(14)가 비통전달될때에도 형광등(6)의 필라멘트(44), (46)에 가열전류를 공급하도록 직류전원(48)을 포함하고 있다. 직류전원(48)은 그의 1차권선에 연결도선((22), (24)에 연결되고 그의 2차권선이 두 번째 전파 정류회로(50)에 연결되는 변압기(52)를 가진다. 켜패시터(54)는 선로(27)양단의 전압이 감소할때 직류전류를 인버터(30)에 공급하도록 전파정류회로(50)의 출력단에 연결된다. 커패시터(54)는 다이오드(56)를 통하여 선로(27), (28)의 사이에 연결된다. 예를들어, 변압기(52)의 1차 권선과 2차 권선의 권선비는 형광등(6)의 방전 지속전압보다 작게되게 그리고 트라이악(14)이 비통전 상태인 기간동안 형광등(6)의 필라멘트(44), (46)에 충분한 예열전류를 공급할 수 있는 전압으로 커패시터(54)를 충전시키도록 세트된다. 그러나, 본 발명이 이 권선비에 항상 국한되는 것은 아니다.The high
상술한 형태의 형광등을 점등시키기 위한 장치에서, 가변저항(16)이 셋트되어 형광등(6)이 최대전력에서 점등되고 전력스위치(21)가 닫혀지면, 제2a도의 실선으로 도시된 바와같이 교류전압V1이 위상제어기(4)부터 제1 정류회로(26)와 변압기(52)의 1차권선으로 공급된다. 그러면, 제2a도에 파선으로 도시된 바와같은 교류전압이 변압기(52)의 2차 권선 양단에서 발생된다. 제1정류회로(26)는 인가된 교류전압을 정류하고 선로(27), (28)의 양단에 전파정류된 전압을 발생한다. 회로(26)에 의하여 선로(27)로 공급되는 전압은 매반 싸이클마다 커패시터(54)의 충전압보다 낮다. 매반 싸이클에서, 다이오드(56)는 통전되고, 직류전류가 커패시터(54)로부터 선로(27)로 공급된다. 그결과, 커패시터(54)로부터 공급되는 전압은 제1 정류회로(26)의 정류된 전압에 중첩되어, 제2b도에 도시된 바와같은 전압V3가 선로(27), (28)의 양단에 인가된다. 제2b도에 도시된 정류된 전압V3는 인버터(30)에 의하여 약20-40KHZ의 고주파 전압으로 변환되어 누설리 액턴스 변압기(42)의 1차 권선(36)으로 인가된다. 이와같이, 제2d도에 도시된 바와같은 고주파 전압V5는 변압기(42)의 2차권선(40)을 통하여 형광등(6)에 인가되고, 제2e도에 도시된 바와같은 고주파 전류I5는 형광등(6)에 인가된다. 제2D도에 도시된 고주파 전압V5가 부호(58)로 도시된 방전 개시전압에 이르면, 형광등(6)은 방전을 시작하고, 그 다음 램프전압은 방전지속 전압으로 감소된다. 전압V5가 방전지속 전압 밑으로 될때까지 주기 동안, 형광등(6)은 고주파 전압에서 계속 방전한다. 고주파 전압 가 부호(60)으로 도시된 방전이 단속되는 전압밑으로 떨어지면, 형광등(6)은 방전을 그친In the apparatus for turning on the fluorescent lamp of the above-described type, when the variable resistor 16 is set so that the fluorescent lamp 6 is turned on at the maximum power and the power switch 21 is closed, the alternating voltage as shown by the solid line in FIG. V 1 is supplied from the phase controller 4 to the primary windings of the first rectifying circuit 26 and the transformer 52. Then, an alternating voltage as shown by the broken line in FIG. 2A is generated across the secondary winding of the transformer 52. The first rectifier circuit 26 rectifies the applied AC voltage and generates a full-wave rectified voltage at both ends of the lines 27 and 28. The voltage supplied to the line 27 by the circuit 26 is lower than the charging pressure of the capacitor 54 every cycle. In every cycle, the diode 56 is energized and a direct current is supplied from the capacitor 54 to the line 27. As a result, the voltage supplied from the capacitor 54 is superimposed on the rectified voltage of the first rectifying circuit 26 so that the voltage V 3 as shown in FIG. 2B is provided at both ends of the lines 27 and 28. Is approved. The rectified voltage V 3 shown in FIG. 2B is converted into a high frequency voltage of about 20-40 KHZ by the inverter 30 and applied to the primary winding 36 of the leaky actance transformer 42. Thus, the high frequency voltage V 5 as shown in FIG. 2d is applied to the fluorescent lamp 6 through the secondary winding 40 of the transformer 42, and the high frequency current I 5 as shown in FIG. 2e is the fluorescent lamp. Is applied to (6). When the high frequency voltage V 5 shown in FIG. 2D reaches the discharge start voltage shown by the
위상제어기(4)의 가변저항(16)이 형광등(6)을 50%광 조절비율로 점등하도록 셋트되면, 제3a도의 실선으로 도시된 바와같이 위상각이 제어된 광조절 교류전압V1이 위상제어기(4)로부터 제1 정류회로 로그리고 변압기(52)의 1차권선으로 인가된다. 제3a도에 파선으로 도시된 바와같은 교류전압 V2는 정류회로(50)로 인가되어 커패시터(54)를 충전시킨다. 다이오드(56)는 선로(27) 양단이 전압이 미리 설정된 전압보다 낮을때마다 통전되므로, 제3b도에 도시된 바와같은 정류된 전압이 선로(27), (28) 양단에 인가된다. 제3a도를 3b도와 비교하면 명백하듯이, 트라이악(14)이 비통전된 동안에도 전압은 직류전원(48)으로부터 선로(27), (28)로 인가된다. 제3b도에 도시된 바와같은 정류된 전압은 선로(27), (28)을 통하여 인버터(30)로 인가되고 결과적으로 제3c도에 도시된 바와같은 고주파 전압이 누설 리액턴스 변압기의 1차 권선(36)의 양단에서 발생된다. 이와같이, 제3d도에 도시된 바와같은 고주파 전압은 누설 리액턴스 변압기(42)의 2차 권선40)의 양단에서 발생되며 형광등(6)은 방전주기 T2동안 방전하고 결국 방전 단속기간 S2동안에 소호된다. 제3d도와 유사한 파형을 갖는 전류가 방전 단속기간 S2중에도 직류전원(48)로부터의 직류전압에 의하여 형광등(6)의 필라멘트(44), (46)으로 공급된다. 이와같이, 위상제어기(4)의 트라이악(14)이 통전과 비통전 상태로 변할지라도 필라멘트 전류는 형광등(6)의 필라멘트(40), (46)으로 일정하게 공급된다. 이와같이, 형광등(6)은 정확하게 방전을 시작하며 방전 단속기간 S2가 비교적 긴 50% 광제어상태에 있을 때에도 교대로 점등되고 꺼진다.When the variable resistor 16 of the phase controller 4 is set to light the fluorescent lamp 6 at 50% light control ratio, the light control AC voltage V 1 whose phase angle is controlled as shown by the solid line in FIG. 3A is phased. It is applied from the controller 4 to the first rectifier circuit furnace and to the primary winding of the transformer 52. An alternating voltage V 2, as shown by broken lines in FIG. 3A, is applied to the
또한, 위상제어기(4)가 20%미만의 어두운 상태로 셋트되고 트라이악(14)의 비통전기간이 길게 될때에도 제4a도-제4d도에 도시된 바와같은 전압이 회로의 여러지점에 서발생되어서 제4d도와 유사한 파형을 가진 전류가 형광등(6)의 필라멘트로 공급된다. 이와같이, 형광등은 20%의 광제어비율의 상태에서도 점등된다. 제4a도는 위상제어기(4)로부터 인가된 교류전압을, 제4b도는 선로(27), (28) 양단의 정류된 전압을, 제4c도는 변압기(42)의 1차권선으로 공급되는 고주파 전압을, 그리고 제4d도는 변압기(42)의 2차권선으로 부터 형광등(6)로 공급되는 고주파 전압을 도시한다. 도면에서, T3는 방전기간을 그리고 S3는 방전단속 기간을 표시한다.In addition, when the phase controller 4 is set to a dark state of less than 20% and the non-conduction period of the
제4d도로부터 명백한 바와같이, 방전단속기간 S3중에도, 전압은 형광등(6)의 필라메트(44), (46)으로 공급되어서 형광등(6)의 방전의 반복과 개시는 광제어상태에서 정확하게 되어질 수 있으며 20% 광제어상태가 지속된다.As is apparent from FIG. 4D, even during the discharge interruption period S 3 , the voltage is supplied to the filaments 44 and 46 of the fluorescent lamp 6 so that the repetition and initiation of the discharge of the fluorescent lamp 6 is accurately performed in the light control state. 20% light control is maintained.
상술한 바와같이, 낮은 광제어상태에서도 필라멘트(44), (46)을 예열하고 형광등(6)의 방전 지속전압보다 낮은 전압을 공급하기 위하여 형광등의 점등회로(2)에 충분한 전류를 공급할 수 있는 직류전원(48)이 포함된다. 이와같이, 형광등(6)은 예를들어 10% 광제어상태 미만의 어떠한 광제어 상태에서도 점등될 수 있다 다음에 나타난표는 커패시터(54)가 22μF의 용량을 가지는 하나의 형광등(6)의 특성을 보여준다. 표에서,는 트라이악(14)이 점화되는 위상각을 표시하며 위상각의 π에 대한 비로서 표시된다. Vc는 커패시터(54)이 충전전압을 가리키며, TF는 예열전류가 형광등(6)의 필라멘트(44), (46)로 공급될때 필라멘트 온도이다 광제어비는 제어되지 않은 상태에서 빛의 세기가 100%로 취해졌을때 빛의 세기이다.As described above, sufficient current can be supplied to the
[표 1]TABLE 1
상기표에서 명백하듯이, 형광등(6)은 본 발명에 따라 여러가지 광제어비에서 점등된다. 또한 제1도에 도시되었듯이, 위상제어기(4)와 고주파 전압발생장치(2)는 연결도선(22), (24)로 연결되므로, 위상제어기(4)는 다른장치에서 멀리 고정될 수 있으며 종래 형광등 제어장치보다 결선이 쉬워서 잘못 결선되는 문제는 없다. 또한, 본 발명은 기존형광등의 전력장치에도 쓰일 수 있다.As is apparent from the above table, the fluorescent lamp 6 is lit at various light control ratios in accordance with the present invention. In addition, as shown in FIG. 1, since the phase controller 4 and the high
본 발명의 변경된 실시예를 제5도를 참조하여 설명한다.A modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
제5도에서, 동일부품 제1도에서와 같은 번호로 표시되고, 그들의 설명은 생략한다. 제1도에 설시된 실시예에서, 정류회로(50)는 변압기(52)를 통하여 연결도선(22), (24)에 연결되었다. 그러나, 제5도에 도시된 실시예에서는 변압기(52) 대신에 누설리액턴스 변압기(42)가 3차권선도 가지고 있으며 직류전원(48)의 정류회로(50)와 연결된다. 제5도에 도시된 형광등 제어장치는 전압이 변압기(42)에 의하여 정류회로(50)로 공급되는 것을 제외하고는 제1도에 도시된 장치와 거의 같으므로, 작동 설명은 생략한다. 제5도에 도시된 장치에서, 제1도에 도시된 변압기(52)는 불필요하고, 따라서 이 장치의 점등회로(2)는 더욱 소형으로 만들어질 수 있으며 더욱 저렴하다. 이 실시예에서, 위상제어기(2)와 정류회로(26)가 하나로 조립되면, 정류회로(26)는 2개의 도선으로 고주파 발생장치(2)에 연결될 수 있다.In FIG. 5, the same numbers as in FIG. 1 of the same parts are denoted, and their description is omitted. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the
본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 여러가지 변형이 가능하다. 예를들어, 제1도아 제5도에 도시된 실시예에서, 커패시터(54)를 충전시키기 위한 회로는 전파정류회로에 국한되는 것이 아니라, 반파정류회로로 될 수도 있다. 또한, 커패시터(54)의 충전전압은 변압기(52)의권선비에 의해서 결정될 필요가 없으며, 다른 수단에 의하여 결정될 수 있고 직류전원의 출력전압은 임의로 셋트될 수 있다.Various modifications are possible without departing from the scope of the invention. For example, in the embodiment shown in Figs. 1 and 5, the circuit for charging the capacitor 54 is not limited to the full-wave rectifying circuit but may be a half-wave rectifying circuit. In addition, the charging voltage of the capacitor 54 need not be determined by the winding ratio of the transformer 52, but can be determined by other means, and the output voltage of the DC power supply can be arbitrarily set.
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