KR900001693B1 - 형광등 자동 조광장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

형광등 자동 조광장치

제1도는 본 발명에 의한 형광등용 자동 조광장치의 상세 회로도.

제2도는 모터에 부착된 감속기의 연결상태를 나타내는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 비교검출회로 2 : 모터구동회로부

3 : 모터부 4 : 전원트랜스

5 : 기등전압발생제어회로 R₁∼R₁₉: 저항

D₁∼D₉: 다이오드 VR₁∼VR₂: 가변저항

TR₁∼TR₄: 트랜지스터 C₁∼C₆: 콘덴서

M₁∼M₂: 마그네트스위치 LM : 감속기가 부착된 모터

본 발명의 복수개로 형성된 형광등 조명장치의 조도를 하나의 조광장치로 주위의 밝기에 대응하여 일정하게 유지하도록 조절하는 형광등 조광장치에 관한 것으로, 특히 주위의 밝기에 대응하여 형광등 조광장치에 입력되는 전원 트랜스의 출력전압을 연속적으로 조절하므로 주위의 밝기 변동에 따른 실내조도의 변동이 거의 시각적으로 느끼지 못할 정도로 실내 조도를 일정하게 유지하도록 자동조절되는 형광등용 자동 조광장치에 관한 것이다.

종래의 형광등용 조광장치로는 형광등용 조명기구마다 트라이액등의 반도체 소자를 사용하여서 입력되는 전원 전압의 위상을 제어하여 주위의 밝기에 대응하여 자동조절 되는 위상제어 방식에 의한 조광방식이 있었으나, 이 조광방식은 매 싸이클 마다 2번씩 반도체소자(예를들면 트라이액)를 트리거 시킬 때마다 순간적인 고전압이 발생하게 되고 이것이 그대로 트라이액이나 형광등에 인가되므로 형광등의 수명을 단축시킬뿐만 아니라 매 싸이클 마다 발생되는 펄스파에 의하여 심한 잡음과 후리커 현상이 발생되며, 또한 이 매 사이클 발생되는 순간적인 펄스파에 의한 고전압은 안정기 및 반도체 소자에 그대로 인가되기 때문에 이들을 쉽게 파괴시킨다는 결점이 있었다.

또한 최신의 대형 건물 등에서는 컴퓨터에 의하여 실내 조도를 자동으로 조절하는 조광방식도 있으나 컴퓨터에 의한 조광방식은 설치비가 엄청나게 고가일뿐만 아니라 이들을 조작하기 위하여서는 인건비 등 부담이 따르기 때문에 일반 건물에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다.

그래서 본 발명자는 이들 문제점을 개선한 형광등 자동 조광장치를 특허출원 제87-7988호로 출원한바 있으나, 이 형광등 자동 조광장치는 주위 밝기에 대응하여 전압 및 전류의 크기를 조절하는데 있어서 전원 트랜스의 출력단에 복수개의 탭을 부착하고 이들 탭에는 동일한 반도체스위칭 소자를 접속하여 주위 밝기의 변동에 따라 검출되는 신호로 소정의 탭만이 형광등 조명장치에 접속되게 함으로서 실내 조도를 항상 일정하게 유지하도록 구성하는 것이어서, 전원 트랜지스에 부착 탭 및 이들 스위칭하기 위한 반고체 스위칭 소자가 적을 경우 주위의 밝기 변동에 민감하게 대응하지 못하여 실내 조도를 일정하게 유지하도록 조절할 수 없으며, 주위의 밝기 변동에 민감하게 대응하기 위해서 상기의 탭 및 반도체스위칭 소자의 수를 증가시킬 경우에는 조광회로가 복잡하게 되므로 가격이 상승하게 될 뿐 아니라 상기의 반도체 스위칭 소자는 주위 밝기의 변동에 따라 빈번하게 스위칭하게 되어서 유도성 부하인 형광등 조명장치에서는 반도체스위칭 소자가 스위칭 될 때마다 고전압의 펄스파가 발생하게 되고 이것이 형광등 및 형광등 조명장치에 부착된 부품에 인가하게 되므로 이들의 수명을 단축하게 되고 또한 주위의 밝기 변동이 심하게 될 때에는 실내조도변경이 시각적으로 느껴지게 될 뿐만 아니라 깜박거리는 현상(명멸현상)을 완전히 배제할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로 하나의 조광장치로 복수개의 형광등으로 형성된 조명장치를 조광하는 조광장치에 있어서, 주위의 밝기에 신속하게 대응하여 형광등 전원전압을 연속적으로 조절하므로서 형광등의 광속의 변화를 감시할 수 없을 정도로 미세하고 연속적으로 변화시켜 실내조도를 항상 일정하게 유지케하는 형광등 자동 조광장치를 제공하기 위한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도에 도시되어 있는 바와같이 본 발명의 자동조광장치는 실내조도를 감지하는 센서의 출력신호를 모터와 연동되어 가변되는 기준 전압과 비교하여 출력신호를 발생하는 비교검출회로(1)와 상기 비교검출회로(1)의 출력신호에 의해 스위칭되어 모터 구동신호를 발생하는 모터구동 회로부(2)와 감속기가 부착된 모터(3)와 상기 모터의 감속기에 연동되어 가동단자를 일정각도내에서 정·역방향으로 회전하여 소정의 출력전압을 발생하는 전원트랜스(4)와, 기동시에는 센서를 차단함과 동시에 상기 비교검출회로(1)에 최대의 정의 입력신호를 인가하여 전원트랜스에서 최대 출력전압을 발생케하는 기동전압발생제어회로(5)로 구성되어 있다.

상기 비교검출회로(1)는 비교기(OP)의 기준입력단자(비 반전단자)에 모터의 감속기에 연동되어 출력장치가 가감되는 가변저항(볼륨(VR₁))이 접속되고 비교기의 다른 입력단자에는 가변저항(VR₂)이 접속되어 있되 상기 가변저항(VR₁)의 가동단자는 포토다이오드(PD)를 통하여 기동전압 발생제어회로(5) 출력측에 접속됨과 동시에 저항(R₁)을 통하여 비교기(OP)의 출력단자에 접속하도록 구성되어 있다.

또한 모터 구동회로부(2)는 스위칭 트랜지스터(TR₁,TR₂), 저항(R₄,R₅,R₆,R₇,R₈) 및 다이오드(D₁,D₂,D₃,D₄)로 구성하되 트랜지스터(TR₁)의 베이스는 저항(R₇) 다이오드(D₁) 및 저항(R₄)를 경우하여 비교검출회로(1)의 출력단에 접속됨과 동시에 저항(R₅)을 통하여 감속기에 부착된 마그네트 스위치(M₁)의 리드스위치(LS₁)에 통하여 접지되어 있고, 트랜지스터(TR₂)의 베이스는 저항(R₉), 다이오드(D₂) 및 저항(R₄)를 경우하여 비교검출회로(1)의 출력단자에 접속됨과 동시에 저항(R₆)을 통하여 감속기에 부착된 마그네트스위치(M₂)의 리드스위치(LS₂)를 경유하여 접지되며 트랜지스터(TR₁, TR₂)의 출력단자는 감속기가 부착된 모터(M)에 접속되고 트랜지스터(TR₁) 및 트랜지스터(TR₁) 및 트랜지스터(TR₂)의 코렉터 및 에미터 사이에는 다이오드(D₃) 및 다이오드(D₄)가 접속되도록 구성되어 있다.

상기 모터는 직류 모터이고 이에 부착된 감속기는 제2도에 도시된 바와 같이, 모터측에 기어(g₁)를 설치하고 이 기어(g₁)에는 전원트랜스(3)의 가동단자(TL) 고정축에 고정된 기어(g₂)가 치합되고 또한 기어(g₂)에 치합된 기어(g₃)는 가변저항기(VR₁)의 출력저항을 가감하는 피니온기어(g₄)에 치합되도록 구성되어 있다.

상기 기어(g₂)의 일측에는 마그네트 스위치(M₁)와 마그네트 스위치(M₂)가 형광등의 최대전압과 최소전압을 조절하도록 설정되는 위치에 부착 설치되고 이들은 가동단자(TR)가 회전하여 이들 마그네트 스위치(M₁,M₂)에 접촉하면 이들 마그네트 스위치가 가동되어 마그네트 라이드 스위치(LS₁,LS₂)가 접속되도록 구성되어 있다.

또한 상기의 전원 트랜스(4)는 가동단자(T) 가 설치되어 있으며 이 가동단자는 형광등에 인가되는 최대 전압과 최소전압을 발생하는 구간내에서 회전되도록 상기 모터의 감속기와 연동되어 있다.

그리고 상기한 가동전압 발생제어회로(5)는 다이링톤 접속회로(TR₃,TR₄), 이 다이링톤 접속회로를 전원투입시에 트리거 시키기 위한 입력회로(R₁₇,R₁₈,R₁₉,D₆,C₂) 일정시간동안 다이링톤 접속회로를 작동시키는 시정수 회로(C₁, R₁₃) 및 릴레이(R_y,D₁,P₂)로 구성되고, 이들 릴레이(R_y)단자(P₁)의 메이크 단자(on)는 저항(R₁₁), 저항(R₁₂)과 발광소자(LED₂)를 통하여 각각 비교기(OP)의 기준단자 및 접지점에 접속되어 있고, 릴레이(R_y)의 단자(P₁)의 브레이크 접점(OFF)은 저항(R₉), 저항(R₁₀) 및 발광소자(LED₁)를 통하여 각각 포토 다이오드(PD)와 접지점에 접속되어 있다.

기타 미설명 부호 6은 통상의 정류회로로서 다이오드(D₇,D_8.D₉), 콘덴서(C₂,C₄,C₅)로 구성되어 있으며, AC는 입력전원, SW는 전원스위치이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명한다. 처음에 전원스위치(SW)를 투입하면, 정류회로(6)의 출력단자에서 일정전압이 기동전압 발생제어회로(6)의 콘덴서(C₂), 다이오드(D₆) 및 저항(R₁₇)를 통하여 트랜지스터(TR₄)를 트리거 시켜 다이링 접속회로를 구동하고 이것에 의해 릴레이(R_y)의 코일에 전류가 흐르면 릴레이의 단자(P₁)의 가동단자는 메이크 접점(on)에 접속됨과 동시에 릴레이의 단자(P₂)의 메이크 접점(on)도 역시 그의 가동단자에 접속된다. 따라서 포토다이오드(PD)는 전원이 차단됨과 동시에 비교검출기(1)의 비교기(OP)의 비반적 입력단자(기준입력단자)에 정(+)의 전원이 인가하게 되고 또한 정류회로(6)의 직류전압은 저항(R₂) 및 저항(R₃)를 경유하여 각각 가변저항(VR₂) 및 가변저항(VR₁)에 인가되므로, 비교기(OP)의 출력은 정(+)이 됨과 동시에 최대로 되어 전원 트랜스(3)의 가동단자는 반시계방향으로 회전하여 최대의 출력전압이 발생하므로 형광등 조명장치가 명멸현상없이 기동된다.

한편, 기동전압 발생제어회로(5)의 시정수 회로(C₁,R₁₃)는 콘덴서(1)와 저항(R₁₃)을 통하여 콘덴서(C₁)에 충전이 개시되어서 일정시간이 경과하여 콘덴서(C₁)에 충전이 되면, 저항(R₁₃)에 전류가 흐르지 못하므로 전압강하가 없을 뿐만 아니라 콘덴서(C₂)에서도 충전이 되어 트랜지스터(TR₄)의 베이스에는 트리거 전압이 인가되지 못하므로 다이링톤 접속회로는 차단하게 되어 릴레이(R_y)에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 릴레이 단자(P₁)의 가동단자는 브레이크 접점(off)에 접속되어 포토다이오드(PD)는 저항(R₁₅) 및 저항(R₉)을 통하여 소정의 직류전압이 인가하게 된다. 이때 발광다이오드(LED₂)는 기동상태임을 표시하고 발광다이오드(LED₁)는 실내조도가 제어되는 상태임을 표시하게 된다. 상기한 바와 같이 기등이 완료되어 포토 다이오드(PD)에 전원이 접속되면, 실내조도의 변동에 따라 포토다이오드의 저항치가 변화하게 된다. 즉, 주위가 밝아져서 실내조도가 높아졌을 경우에는 포토다이오드의 저항값은 작아지므로 비교기(OP)의 반전단자에 입력되는 전압은 증가하게 되므로 비교기(OP)의 반전단자에 입력되는 잔압은 증가하게 되므로 비교기(OP)의 출력은 부(-)의 전압이 되고, 이 전압은 저항(R₄)을 통하여 모터구동회로(2)에 인가된다.

따라서 트랜지스터(TR₂)가 도통되나 트랜지스터(TR₁)는 차단되어 모터(LM)는 화살표(→)방향으로 전류가 흐르게 되어 모터는 역방향으로 회전한다.

이때 모터의 감속기에 연동된 트랜스(T₁)의 가동단자가 시계방향으로 회전하여 형광등에 인가되는 전압을 하강시킨다.

한편, 모터의 감속기의 기어(g₃)을 통하여 가변저항(VR₁)의 가동단자가 가동단자에서의 출력저항이 커지는 방향으로 회전되어 가변저항(VR₁)의 가동단자에서 검출되는 전압도 상승하게 되므로 비반전 입력단자(기준입력단자)의 전압이 상승하게 되고 이것이 반전입력단자에 인가되는 전압과 밸런스를 이루어 실내조도에 대응되는 점에서 비교기(OP)의 출력은 제로(0)가 되어 모터의 회전이 중지되고, 트랜스(T₁)의 출력전압은 실내조도를 일정하게 유지하는 전압에서 셋팅된다.

이때 비교기(OP)의 출력이 제로(0)로 될 때 헌팅하는 것은 저항(R₁)으로 방지하게 되고 비교기(OP)의 피크의 출력전압이 모터구동회로(2)로 인가되는 것을 억제(또는 완충)하는 것은 저항(R₄)을 통하여 이루어진다.

이와 반대로 주위가 어두워지면 실내조도가 낮게 되고 포토다이오드(PD)의 저항값이 증가하게 되어 반전입력단자에서의 전압이 낮아지게 되므로 비교기(OP)의 출력은 정(+)의 전압이 되고 이때에는 트랜지스터(TR₁)가 도통되고, 트랜지스터(TR₂)는 차단되어 모터에 흐르는 전류는 화살표(→)와 반대방향으로 되기 때문에, 모터는 정방향으로 회전하고 이에 연동된 트랜스(T₁)의 가동단자(TL)는 반시계 방향으로 회전하게 되어 형광등에 인가되는 전압이 증가하게 된다. 또한 가변저항(VR₁)의 가동단자는 상기 모터에 연동되어 가동단자에서의 출력 저항이 작아지는 방향으로 회전하여 기준입력 전압이 낮아지므로 이는 상기 비반전 입력 전압과 어느 시점에서 밸랜스를 이루어서 비교기(OP)의 출력전압이 제로(0)가 되어 모터의 회전이 중지되므로 형광등에 인가되는 트랜스(T)의 출력전압은 실내조도를 일정하게 유지하는 전압에서 셋팅된다.

그리고, 모터가 최대 전압이나 최소전압 이상으로 트랜스(T)의 가동단자를 회전시킬 때 트랜스의 가동단자(TL)가 마그네트 스위치(M₁)에 접촉하면, 마그네트 스위치(M₁)가 작동되어 마그네트 리드 스위치(LS₁)가 접속되고 이것에 의하여 접지 전위가 트랜지스터(TR₁)의 베이스에 인가하게 되므로 트랜지스터(TR₁)는 오프되어 모터가 중지되고, 이에따라 트랜스(T₁)의 가동단자(T_L)도 정지되며, 또한, 마그네트 스위치(M₂)에 가동단자(T_L)가 접속하면 갚은 방식으로 트랜지스터(TR₂)가 오프되어 모터가 중지되어 트랜스(T)의 가동단자의 회전각도를 어느 일정각도 이상으로 회전되는 것을 저지하여 최대 전압이상이나 최소 전압 이하로 출력전압이 증감되는 것을 방지하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 형광등 자동 조광장치는 형광등의 기동시에는 정격전압보다 높은 기동전압을 인가하게 되어 명멸현상이 없이 점등되고 점등완료된 후에는 주위의 밝기에 대응하여 센서에서 실내조도를 감지하여 비교검출회로에서 센서에 의하여 검출된 신호를 모터와 연동되어 변등되는 기준신호와 비교하여 검출신호를 발생하고 이 검출신호는 모터 구동회로를 스위칭하여 실내 조도의 변화에 대응하여 모터 회전수를 제어하여 가동단자에 의하여 트랜스의 출력전압을 세밀하게 연속적으로 중감하므로서 명멸현상의 제거는 말할 것도 없거니와 실내조도를 시각적으로 감지할 수 없을 만큼 세밀하고 연속적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 형광등 조명장치에는 단속파가 아닌 입력전원과 동일한 연속되는 전원을 인가하게 하므로서 형광등 조명장치의 수명 단축을 방지하고 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실내조도를 감지하는 센서의 출력신호를 모터와 연동되어 가변되는 기준전압과 비교하여 출력신호를 발생하는 비교검출회로(1)와, 상기 비교 검출회로(1)의 출력신호에 의해 스위칭되어 모터의 구동신호를 발생하는 모터구동회로부(2)와, 감속기가 장착된 모터부(3)와, 상기 모터의 감속기에 연동되어 가동단자를 일정각도 내에서, 정·역방향으로 회전하여 출력전압으로 발생하는 전원트랜스(4)와, 기동시에는 센서를 차단함과 동시에 상기 비교검출회로(1)의 기준입력단자에 최대의 입력신호를 인가하여 전원트랜스에서 최대 출력전압을 발생케하는 기동전압발생제어회로(5)가 구비되어 주위의 밝기에 대응하여 실내조도를 세밀하고 연속적으로 조절하여 일정치로 유지함을 특징으로 하는 형광등 자동 조광장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교검출회로(1)는 비교기(OP)의 기준입력단자에 모터의 감속기에 연동되어 출력저항치가 가감되는 가변저항(VR₁)이 접속되고 비교기(OP)의 다른 입력단자에는 가변저항(VR₂)이 접속되어 있되, 상기 가변저항(VR₂)의 가동단자는 기동전압발생제어회로(5)의 출력측과 포토다이오드(PO)를 경유하여 접속됨과 동시에 저항(R₁)을 통하여 비교기(OP)의 출력단자와 접속되게 구성됨을 특징으로 하는 형광등 자동 조광장치.
3. 제1항에 있어서, 모터 구동회로부(2)는 스위칭 트랜지스터(TR₁',TR₂), 저항(R₄',R₅',R₆',R₇',R₈') 및 다이오드(D₁',D₂',D₃',D₄')를 접속하여 구성하되, 트랜지스터(TR₁)의 베이스는 저항(R₇), 다이오드(D₁) 및 저항(R₄)를 경유하여 비교검출회로(1)의 출력단과 접속됨과 동시에 저항(R₅)를 경유하여 모터부(3)의 감속기에 부착된 마그네트(M₁)스위치의 리드스위치(LS₁)를 통하여 접지되고, 트랜지스터(TR₂)의 베이스는 저항(R₈), 다이오드(D₂) 및 저항(R₄)을 경유하여 비교검출회로(1)의 출력단에 접속됨과 동시에 저항(R₆)을 통하여 모터부(3)감속기에 부착된 마그네트 스위치(M₂)의 리드스위치(LS₂)를 경유하여 접지되며, 트랜지스터(TR₁) 및 트랜지스터(TR₂)의 코렉터와 에미터 사이에는 다이오드(D₃) 및 다이오드(D₄)가 접속되게 구성됨을 특징으로 하는 형광등 자동 조광장치.

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