KR880003731Y1

KR880003731Y1 - Igniting circuit of discharge lamps

Info

Publication number: KR880003731Y1
Application number: KR2019880004578U
Authority: KR
Inventors: 박명구; 신동희
Original assignee: 엘바산업 주식회사; 박명구
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1988-10-15

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Initial resonance current limiting circuit of resonant inverter.

제1도는 공지의 직렬 공진방식의 전자식 형광등 안정기의 기본 회로구성 이고,제2도는 본 고안의 기본 회로이며, 제3도는 고안 실시전과 고안 실시후의 공진회로 인덕터에 흐르는 전류전압의 비교 파형도이다.FIG. 1 is a basic circuit configuration of a known series resonant electronic fluorescent ballast, FIG. 2 is a basic circuit of the present invention, and FIG. 3 is a comparative waveform diagram of current voltage flowing through a resonant circuit inductor before and after the design.

본 고안은 직렬 공진방식의 인버터를 채택한 전자식 형광등 안정기가 갖는 종래의 단점을 개선코자 한 것이다.The present invention is to improve the conventional disadvantage of the electronic fluorescent ballast adopting a series resonant inverter.

도면의 (제1도)에 대한민국 발명특허 제10297호로 등록된 공지의 전자식 형광등 안정기의 기본 회로 구성을 보인다.Figure 1 shows the basic circuit configuration of a known electronic fluorescent ballast registered in Korean Patent No. 10297 in FIG.

이 회로는 전압원형 방식의 인버터를 사용한 것으로써 직렬로 연결된 2개의 스위치용 트랜지스터(1, 2)와 전류 트랜스포머(3) 그리고 직렬 공진회로를 구성하는 인덕터(4)와 캐패시터(5, 7, 8)들로 구성되어 있다.This circuit uses an inverter of a voltage source type, in which two switching transistors (1, 2), a current transformer (3) connected in series, and an inductor (4) and a capacitor (5, 7, 8) constitute a series resonant circuit. )

(제1도)의 공지의 하프, 브릿지형 인버터를 채택한 안정기의 동작원리는 다음과 같다.The operation principle of the ballast employing the known half-bridge inverter of FIG. 1 is as follows.

방전등 특성을 지닌 램프 부하(6)가 점등되지 않은 상태에서 처음으로 직류전원(9)이 인가되면 인덕터(4) 캐패시터(5, 7, 8)로 이루어진 직렬 공진회로의 공진 주파수와 동기되어 트랜지스터 스위치(1, 2)가 온. 오프 되게 되고 이때 캐패시터(5) 양단간에 직렬 공진에 의해서 인가전압 Vdc보다 아주 큰 전압이 발생하게 되며, 이 전압의 값은, 인덕터(4)의 값을 Lo캐패시터(5)의 값을 C1, 캐패시터(7, 8)의 값을 Co라 놓으면 이 LC직렬 공진회로의 퀼 리티 펙터(Quality factor)값 Qo, 즉When the DC load 9 is applied for the first time while the lamp load 6 having the discharge lamp characteristic is not turned on, the transistor switch is synchronized with the resonant frequency of the series resonant circuit composed of the inductors 4 and the capacitors 5, 7, 8. (1, 2) came. In this case, a voltage larger than the applied voltage Vdc is generated by series resonance between the capacitor 5, and the value of this voltage is the value of the inductor 4, the value of the Lo capacitor 5 is C1, the capacitor. If the value of (7, 8) is set to Co, the quality factor value Qo of this LC series resonant circuit, i.e.

과 같이 나타내지는 Qo배 만큼의 더 높은 전압, 즉Qo. Vdc가 되게 된다.Qo times higher voltage, ie Qo. Will be Vdc.

따라서 이 Qo, Vdc의 값이 램프 부하의 방전개시 전압을 넘게 되면 램프 부하는 초기 방전개시 상태에 들어가게되고 이렇게 하면 램프부하가 방전되게 되면 정전압. 부저항 특성을 지닌 방전등 부하가 보이게 되어 (제1식)의 Ro값이 커지게 되며 따라서 LC직렬 공진 회로 퀄리티 펙터(Quality factor) Qo의 값이 떨어지게 되어 케패시터(5) 양단간의 전압이 퀄리티 펙터 값이 떨어진만큼 낮아지게 되고 램프에 흐르는 전류는 인덕터(4)에 의해서 제어되어 일정 전류치를 유지하게 된다.Therefore, when the value of Qo and Vdc exceeds the discharge start voltage of the lamp load, the lamp load enters the initial discharge start state. In this case, when the lamp load is discharged, the constant voltage. The load of the discharge lamp with negative resistance becomes visible, and the Ro value of (Formula 1) becomes large. Therefore, the value of the LC series resonant circuit quality factor Qo decreases, so that the voltage between the capacitor 5 is equal to the quality factor. As the value is lowered, the current flowing through the lamp is controlled by the inductor 4 to maintain a constant current value.

그러나 이 경우에 있어서 발생되는 가장 커다란 문제점은, 램프부하가 방전되기 전의 초기 LC직렬 공진시 무부하 상태의 공진전류는 LC직렬 공진 회로의 그것에 가까워 정상상태(Steady state), 즉 램프의 방전이 실시되어 일정 전류가 흐르는 안정상태에서 보다 훨씬 큰 값을 나타내게 되는데, 이 초기 LC직렬 공진시의 과전류로 인하여 첫째, 스위치용 트랜지스터에 과전류가 흘러 소용량의 트랜지스터를 사용할 경우 초기 점등시 트랜지스터가 파괴되게 되며 둘째, 램프 부하의 필라멘트에 충격전류(Inrush Current)가 흐르게 되어 필라멘트의 전자 방출물질이 조기 소모되며 램프부하가 혹화 현상을 촉진시키고 따라서 램프 부하의 수명을 현격히 단축시키는 결과를 가져오게 된다.However, the biggest problem that arises in this case is that in the initial LC series resonance before the lamp load is discharged, the resonant current in the no-load state is close to that of the LC series resonance circuit, so that the steady state, that is, the lamp discharge is performed. In the steady state in which a constant current flows, the value is much larger than that in the initial LC series resonance. First, the overcurrent flows through the switching transistor, and when a small capacity transistor is used, the transistor is destroyed upon initial lighting. An inrush current flows into the filament of the lamp load, causing the electron fusing material of the filament to be consumed prematurely, and the lamp load promotes the collapse phenomenon, thereby shortening the life of the lamp load significantly.

이에 본 고안에서는 이와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 (제2도)에서 보인 바와 같이 LC직렬 공진 회로의 인덕터(4)의 2차측에 권선(11)을 첨가하여 이를 고주파용 정류 다이오드(Fast Recovery Diode)를 사용하여 양파정류 한후 이 양파정류된 전압의 양. 음극을 각기 직류전원의 양. 음극에 접속토록 하는 방식을 고안 하였다.In order to solve these problems, the present invention adds a winding 11 to the secondary side of the inductor 4 of the LC series resonant circuit, and thus, a high recovery rectifier diode. The amount of this onion rectified voltage after the onion is rectified using. The amount of DC power to the cathode respectively. The method to connect to the cathode was devised.

이와 같은 방식을 사용할 경우에, 인덕터(4)에 유기되는 전압을 VL1, 인덕터(4)의 2차권선(11)에 유기되는 전압은 VL2, 직류전원 전압을 Vdc로 놓고 인덕터(4)와 2차권선 (11)의 권선수를 각기 n(4), n(11)이라 하면 인덕터(4)에 유기되는 전압VL1은In this case, the voltage induced in the inductor 4 is VL1, the voltage induced in the secondary winding 11 of the inductor 4 is VL2, the DC power supply voltage is set to Vdc, and the inductor 4 and 2 If the number of turns of the car winding 11 is n (4) and n (11), respectively, the voltage VL1 induced in the inductor 4 is

을 의미한다. 즉(3)식을 (2)식에 대입 하게되면 램프부하가 오픈되어 보이는 초기 방전 상태에서 발생되는 LC직렬 공진 전압은 (제3도)의 (d)에 보인바와 같이 N·Vdc로 제한되게 되며, 이때 인덕터(4)의 2차 권선(11)을 통하여 흐르는 전류의 파형은 (제3도)와 같은 형태를 나타내게 된다.Means. In other words, when substituting Eq. (3) into Eq. (2), the LC series resonance voltage generated in the initial discharge state where the lamp load is opened is limited to N · Vdc as shown in (d) of (Fig. 3). In this case, the waveform of the current flowing through the secondary winding 11 of the inductor 4 is represented as shown in (Fig. 3).

인덕터 1차측과 2차측의 권선 N이 1보다 더 클 경우에 있어서 본 고안 실시후에 1차권선(4)에 흐르는 전류의 값은, 본 고안 실시전의 전류 파형인 (제3도)(a)와 비교하여 1차권선(4)의 전류치가 0이되는 시점to부터 다이오드(12)에 의해 2차전압 VL2가 제한되기 시작하는 t1까지는 계속 정현파로써 증가하고, 이t1부터 1차권선(4)의 전류치가 최대가 되는 t2까지의 구간에는 조금 증가 하였다가 인덕터의 성질에 의하여 다음 구간의 시작점인 to까지 정현파 특성으로 감소 하게 된다.In the case where the windings N of the inductor primary side and the secondary side are larger than 1, the value of the current flowing through the primary winding 4 after the implementation of the present invention is shown in Fig. 3 (a), which is the current waveform before the present invention. In comparison, from the time point at which the current value of the primary winding 4 becomes zero to t1 at which the secondary voltage VL2 starts to be restricted by the diode 12, it continues to increase as a sine wave, and from t1 to the primary winding 4 It increases slightly in the section up to t2, where the current value is maximum, and then decreases to the sine wave characteristic to to the start point of the next section by the inductor's property.

따라서 공진회로를 형성하는 인덕터(4)에 흐르는 전류의 값은 거의만큼 줄어들게 되어 초기 점등시 LC직렬 공진회로의 과다 공진 전류로 부터 트랜지스터 스위치(1, 2)를 보호할 수 있으며, 따라서 소용량의 스위치 트랜지스터를 사용해서도 신뢰성을 제고 시킬수 있어 전자식 안정기를 저렴한 가격에 양산 할 수 있게 되고 또한 초기 공진시 필라멘트에 흐르는 히터전류가 감소하게 되어 점등시의 필라멘트에 대한 충격을 줄여 혹화현상을 줄이고 결과적으로 램프의 수명을 늘일수 있게 된다.Therefore, the value of the current flowing in the inductor 4 forming the resonant circuit is almost As it is reduced, the transistor switches 1 and 2 can be protected from excessive resonant current of the LC series resonant circuit at initial lighting. Therefore, reliability can be improved even by using a small-capacity switch transistor. In addition, the heater current flowing through the filament during the initial resonance is reduced, thereby reducing the impact on the filament at the time of lighting, thereby reducing the degradation and consequently extending the life of the lamp.

본 고안의 실시 효과에 있어서, 공지의 전압원형 하프, 브릿지 방식의 40w1등용에 적용한 결과는 다음과 같다.In the implementation effect of this invention, the result of applying to the well-known voltage source type half, bridge type 40w1 etc. is as follows.

이와 같이 본 고안은 현재까지 LC직렬 공진 회로를 채택한 형광등 안정기의 가장 커다란 단점인 초기 공진전류를 임의로 제어 함으로써 초기 점등시 트랜지스터 스위치가 파괴되는 것을 막아 신뢰성을 높이고, 생산원가를 낮추며 또한 부수적으로 램프 부하의 수명을 늘릴 수 있도록 설계된 새로운 고안이다.As such, the present invention arbitrarily controls the initial resonant current, which is the biggest disadvantage of the fluorescent lamp ballast adopting the LC series resonant circuit, to prevent the transistor switch from being destroyed during the initial lighting, thereby increasing the reliability, reducing the production cost, and incidentally the lamp load. It is a new design designed to increase the lifespan.

Claims

As illustrated in the figure and described in the text, in a voltage circular inverter adopting an LC series resonant circuit for driving a discharge lamp load such as a fluorescent lamp, both ends of the second winding 11 of the inductor 4 of the series resonant circuit The amount of voltage that the onion rectifies after connecting the rectifying circuit 12 to the onion. The amount of power supply voltage (9), respectively, to the cathode. An initial resonant current limiting circuit of a resonant inverter characterized by a configuration connected to a cathode.