KR900006802B1 - 프리전압용 전자식 형광등 안정기 - Google Patents

프리전압용 전자식 형광등 안정기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

프리전압용 전자식 형광등 안정기
제 1 도는 본 발명 프리전압용 전자식 형광등 안정기의 전체블록도.
제 2 도는 본 발명 프리전압용 전자식 형광등 안정기의 전체회로도.
제 3 도의 (a)-(i)는본발명 각부의 임출력파형도.
제 4 도는 본 발명 프리전압용 전자식 형광등 안정기의 형광등 구동회로의 일실시예도.
제 5 도는 본 발명 프리전압용 전자식 형광등 안정기의 프리전압회로의 일실시예도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 노이즈제거부 2 : 전파전압정류부
3 : 전파전압반비율제어부 4 : 전파정전압부
5 : 프로그램어블 위상 제어용 트리거펄스발생부
6 : 위상제어전파정류부
6′: 교류위상제어부
7 : 일차전류제한 및 필라멘트 전압공급부
8 : 고주파전압발생부 9 : 이차전류제어부
10 : 부하전류제한부
본 발명은 각종 전자기기의 부하용 정전압장치 특히 전자식 안정기 및 재래식 안정기의 광법위 교류입력전압이 수용되며 조광조절이 가능한 프리전압(free-voltage)용 전자식 형광등 안정기에 관한 것으로, 입력단에 공급되어지는 교류입력의 전압변화 측 순시변동, 상기변동, 지속적과 전압공급 100V,200V 프리입력조건에도 출력전력을 정전압으로 일정하게 유지시켜 회로를 안전하게 보호할 수 있는 프리전압용 전자식 형광등 안정기에 관한 것이다.
종래의 전자식 형광등 안정기는 입력되는 전압이 110V 또는 220V로 구분되며 안정된 교류전압만을 사용하도륵 설계되어있어서, 이 한정전압이 초과하여 입력되었을경우 이 입력전압상승에 따라 내부공급전압이 비례적으로 상승하게되어 이 상승전압에 의하여 회로소자의 파괴 및 인닥터의 과열현상, 역률감소전력의 과도상승으로 형광등 안정기 및 램프등의 수명을 단축시키고 에너지를 과다소비하는 단정을 항시 수반하므로 비정제적이며, 수명을 단축하는 단점등의 문제점을 가지고 있었고 또한 형광등의 예열시스템에 있어서도 형광등 점등후에도 게속 형광등에 예열을 하게 되므로 불필요한 전력을 소비하게되는 제반문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 입력되는 교류전압에 대하여 항상 일정직류 또는 교류전압을 출력시 킬 수 있는 노이즈제거부, 전파전압정류부, 전파전압반비율제어부, 전파정전압부, 위상제어용 트리거펄스발생부, 위상제어전파정류부로 구성된 프리전압회로와 이 프리전압회로로부터 제어출력된 직류또는 교류정전압을 받아 동작하는 형광등 구동회로를 연결구성하여 입력되어지는 임의의 교류전압에 대하여 목적회로 사용에 알맞는 일정정전압으로 자동제어 출력시켜줌으로써 형광등 구동회로가 극히 안정되게 동작되도록하여 과전압에 의한 회로소자를 안전하게 보호하므로 종래의 전자식 안정기 및 재래식 코일 코어식안정기의 제단점을 해결하게되며 기기의 수명을 연장시킬 수 있어 신뢰성이 보장된 경제적연 기기으로써 장점을 제공해줄 수 있도록 한것으로 이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
입력되는 교류전압의 노이즈를 제거하는 코일(L1)(L2) 콘덴서(C1-C3)로 구성된 노이즈제거부(1)와 노이즈제거부(1)로부터 노이즈가 제거된 입력교류전압을 전파정류하는 다이오드(D1-D4), 저항(R1)(R2)으로 구성된 전파전압정류부(2)와, 이 전파전압정류부(2)에 의하여 정류된 전파정류전압을 받아 반비율로 제어하는 트랜지스터(TR1-TR3), 저항(R3-R7)으로 구성된 전파전압반비율제어부(3)와 전파전압반비율제어부(3)로부터 출력된 전파전압을 전파정전압으로 만드는 제너다이오드(ZDl), 트랜지스터(TR4)(TR5) 저항(R8)(R9)으로 구성된 전파정전압부(4)와 상기 전파정전압부(4)로부터 정전압된 전파전압과 상기 전파전압 반비율제어부(3)로부터 출력된 반비율제어출력을 받아 전파전압에 의한 프로그램 위상제어용 펄스를 발생시키는 트랜지스터(TR6), 프로그램어블 단방향 트랜지스터(PUT), 저항(R10-R13), 콘덴서(C4), 가변저항(VR1), 스위치(SW), 다이오드(D5) 트랜스(PT1)로 구성된 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부(5)와, 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부(5)로부터 위상제어용 펄스신호를 받아 전파정류하는 실리콘제어정류소자(SCR1),(SCR2)다이오드(D6-D8), 저항(R14-R21), 콘덴서(C5)로구성된 위상제어전파정류부(6)로 구성된 프리전압회로(가)와 상기 프리전압회로(가)의 의상제어전파정류부(6)에서 전파정류된 직류전압을 받아일차전류제어로 전압을 추출하여 부하램프필라멘트에 전압을 공급하는 트랜스(T1)인 일차전류제한 및 필라멘트전압공급부(7)와 상기 일차전류제한 및 필라펜트 전압공급부(7)로부터 공급된 전압을 고주파전압으로 발생시키는 저항(R22-R25) 트랜지스터(TR7)(TR8), 트랜스(T2)의 코일(BTB)(STB)로 구성된 고주파전압발생부(8)와, 고주파전압발생부(8)에 의하여 고주파전압으로 발생된 전압을 램프부하에 인닥터(1 부하 및 2부하전류제한) 전압강하에 의하여 부하의 필라멘트에 전압을 제한제어하는 트랜스(T5), 트랜지스터(TR9-TR11) 저항(R26-R28)으로 구성된 이차전류제어부(9)와, 상기 고주파전압발생부(8)로부터 부하에 공급중 부하의 전류를 제한하는 트랜스(T3)(T4) 및 부하(LAMP1)(LAMP2)로 구성된 부하전류제한부(10)와로 형광등 구동회로(나)를 구성하여서 된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 교류입력전압이 입력단자(T)(S)에 인가되면 이 입력전압은 노이즈제거부(1)의 고일(L1)(L2) 콘덴서(C1)(C2)에 의하여 교류입력전압에 유입된 노이즈 및 회로자체에서 방출되는 노이즈등이 제거되어 전파 전압정류부(2)에 인가된다.
따라서 전파전압정류부(2)에는 브리지다이오드(D1-D4) 전류제한용 저항(R1)(R2)에 의하여 입력교류전압증가에 따라 정류된 출력전압도 증가하는 제3도의 (a)와 같은 전파전압파형이 출력되어 전파전압반비율제어부(3)에 인가된다.
전파전압반비율제어부(3)에서는 상기 전파전압정류부(2)에 출력된 전파정류전압을 입력으로 받아 동작하는 전파전압반비율제어부(3)는 트랜지스터(TR1)(TR2)(TR3) 저항(R3-R7)으로 구성되어 이중 트랜지스터(TR3)의 에미터저항의 저항값에 따라 전파전압반비율게어부(3)의 출력전압이 상승하다가 어느 한게점에 달하면 역비례로 하강하는 출력현상이 제3도의 (b)에 도시한 바와같은 전파전압파형이 전파전압반비율제어부(3)의 트랜지스터(TR3)의 콜렉터단자점(Q1)으로 출력된다.
한편 전파전압정류부(2)에 의하여 전파정류된 전압을 전파정전압부(4)에 입력시키면 전파정전압부(4)에서는 제너다이오드(ZD1), 트랜지스터(TR4)(TR5) 저항(R8)(R9)에 의하여 입력전압을 제너다이오드(ZD1)의 값에 따라 일정전압으로 제어하여 제3도의 (C)에 도시한 바와같은 출력전파전압파형을 출력시키며 이 출력전압은 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부(5)에 입력되게 되고 이 입력전파정류전압은 프로그램어블 단방향 트랜지스터(PUT)의 게이트(G)에 저항(R13)(R11)에 의한 분압된 전압이 트리거레벨치로 설정공급되며 전파전압반비율제어부(3)에서 출력된 반비율전압을 프로그램이 가능한 전압으로 비례제어하는 트랜지스터(TR6)의 베이스에 가하므로 이 트랜지스터(TR6)의 비례 제어된 전파전압이 프로그램어블 단방향트랜지스터(PUT)의 에노우드에 공급되므로 콘덴서(C4)의 시정수값에 따라 공급되는 비례전파전압에 의하여 충방전시간이 달라지게 된다.
이때 콘덴서(C4)의 충전전압이 프로그램어블 단방향 트랜지스터(PUT)의 에노우드에 포화전압이 되면 프로그램어블 단방향 트랜지스터(PUT)의 에노우드와 케소우드간은 도통하며 방전전압은 트랜스(PT1)의 고일(L1)을 통하여 방전한다.
이어서 방전종료시에는 트랜스(PT1)의 고일(L1)에 역방향의 펄스가 발생하여 이 역방향의 펄스는 트랜스(PT1)의 고일(L2)로 유기되어 정의 트리거펄스를 발생시키게 된다.
이 결과 상기 전파정전압부(4)의 트랜지스터(TR4)의 베이스전압(Q2)은 제3도의 (d)에 도시한 바와같은 파형이 나타나고 상기 트랜스(PT1)의 코일(L2)에서 발생하는 트러거펄스(Q3)는 제3도의 (e)에 도시한 바와같은 파형이 나타나게 된다.
이와같이 출력된 제3도의 (e)의 위상제어용 트리거펄스파형이 출력되어 위상제어전파정류부(6)에 입력되면 이 트리거펄스전압은 실리콘제어정류소자(SCR1)(SCR2)의 게이트와 케소우드 사이에 공급되고 및 실리콘제어정류소자(SCR2)의 에노우드와 다이오드(D5)의 케소우드간에 공급되게 된다.
따라서 실리콘제어정류소자(SCR1)(SCR2)는 트리거되어 제3도의 (f)에 도시한 바와같은 파형이 나타나게되고 위상제어전파정류전압은 콘덴서(C3)에 의하여 제3도의 (g)에 도시한 바와같은 정류된 안정된 일정직류정전압을 출력시킨다.
이어서 형광등 구동회로(나)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 프리전압회로(가)로부터 안정된 직류출력전압은 형광등 구동회로(나)의 일차전류제한 및 필라멘트전압공급부(7)의 트랜스(T1)에 공급되게 되면 트랜스(T1)의 일차측에서 고주파전압발생부로 공급되므로 트랜스(T1)의 일차측의 전류가 홀러 이차측으로 전압이 유기되어 부하(LAMP1)(LAMP2)의 필라멘트(F2-F5)에 전압을 공급한다.
이때 트랜스(T1)의 이차측에 유기된 필라멘트전압파형은 제3도의 (h)의 (a)에 도시한 바와같이 나타난다.
한편 고주파전압발생부(8)에서 발생된 전압은 트랜스(T1)의 코일(STB)양단에 나타나게되며 이 고주파전압을 트랜스(T3)의 고일(L1), 트랜스(T4)의 코일(L1)을 각각 교번상태로 부하(LAMP1)(LAMP2)에 공급하게 되는데 이때 부하(LAMP)의 방전개시직전 트랜스(T3)의 코일(L1)과 트랜스(T4)의 코일(L1)에는 제3도의 (i)의 (a)와 같은 상태의 피크전류가 흐른다.
이 피크전류에 의하여 트랜스(T3)의 고일(L2) 트랜스(T4)의 코일(L2)에는 각각 제3도의 (I)의 (c)와 같은 전압이 유기된다.
이와같이 유기된 전압은 이차전류제어부(9)의 트랜지스터(TR10)(TR11)을 온하게 되므로 트랜스(T5)의 양단간이 온상태로 되어진다.
이때 트랜스(T1)의 코일(L2) 권수비로 부하(LAMP)에 적합한 필라멘트전압을 유기시키게 되므로 제3도의 (h)의 (b)와 같은 전압이 실제로 공급되어지므로 부하(LAMP1)(LAMP2)는 방전을 개시하게 된다.
방전이 끝나면 부하(LAMP1)(LAMP2)는 발광을 행하므로 트랜스(T3)(T4)의 코일(L1)의 전류가 적정부 하동작전류로 하강하므로 트랜스(T3)(T4)의 코일(L2)의 유기전압은 제3도의 (I)의 (c)와 같이 하강되므로 차전류제어부(9)의 트랜지스터(TR10)(TR11)이 오프된다.
이 트랜지스터(TR10)(TR11)이 오프되면 트랜스(T5) 동작상태를 취하며 제3도의 (h)의 (b)와 같은 동작을 행하므로 상기 트랜스(T1)의 코일(L2)에 유기되었던 전압이 제3도의 (i)의 (c)에 도시한 바와같이 소멸상태로 돌아간다.
이렇게하여 전자식 형광등 구동회로는 정등을 위한 1 사이클의 주기를 끝내고 점등을 유지하고 부하(LAMP1)(LAMP2)의 필라멘트에 전압이 소멸된 상태로 계속 점등을 유지한다.
이와같이 동작하는 본 발명의 전자식 형광등 안정기는 부하(LAMP)를 점등하기 위하여 필요로하는 정등개시 고주파전압을 비교적 낮추고 부하(LAMP)의 필라멘트전압을 점등에 적합한 보조전압으로 맞추어 점등을 시킨후 소멸이 자동으로 이루어지므로 부하의 수명을 한층 연장시키며 더욱더 절전을 행할 수 있으며 또한 형광등 구동회로의 이차전류제어부의 트랜스가 동작되고 나면 일차전류제한 및 필라멘트전압공급부의 트랜스에 흐르는 전류가 상기 이차전류제어부의 트랜스와 등기적으로 직렬로 흐르게 되므로 이차로 전류를 제어하므로 회로상의 안정을 더욱더 향상시키게 되므로 무효전력손실이 적어지므로 역율이 더욱 향상되는장점을 갖게되는 것이다.
제4도는 본 발명의 일실시예도로서 제1도의 프리전압회로(가)로부터 안정화된 직류정전압을 받아 동작하는 형광등 구동회로(나)를 1차전류제한 및 필라멘트전압공급부(7)와 콘덴서(C61-C63) 제너다이오드(ZD61), 다이오드(D61), 코일(L61-L64)로구성된 싱글앤드푸시풀 고주파전압발생회로와 트랜스(TRANSs)(TRANS6) 및 필라멘트(F2-F5), 부하(LAMP1)(LAMP2)로 구성된 부하전류제한부(10')와 트랜지스터(TR9-TR11) 저항(R26-R28)으로 구성시킨 싱글앤드푸시풀회로로 구성하여서 된 것으로 이하 동작과정은상기 본 발명과 동일하다.
제5도는 본 발명의 일실시예도로서 제2도의 프리전압회로(가)의 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부(5)의 트랜스(PT1)와 노이즈제거부(1)에 트라이액(TRIAC), 저항(R14)(R15), 콘덴서(C5), 다이오드(D6), 초크(CH1), 부하(LAMP)로 구성된 교류위상제어부(6')를 부가하여서 된 것으로, 이의 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.
즉 제2도의 프리전압회로(가)의 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부(5)의 트랜스(PT1)의 트리거펄스로 교류위상제어부(6')의 트라이액(TRIAC)의 주전극(T2)와 게이트(G) 사이에 트리거펄스를 가하여 트라이액(TRIAC)을 제어함으로써 안정된 직류전압의 교류정전압으로 바꾸어 주게되어 재래식 안정기 및 각종 교류제어기에 사용할 수 있도록한 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 입력되는 임의의 교류전압에 대하여 노이즈제거부, 전파정류부, 전파전압반비율제어부, 전파정전압제어부, 프로그램어블 위상제어용트리거펄스발생부, 위상제어전파정류부,교류위상제어부로 구성된 프리전압회로를 이용하여 항상 일정한 직류 또는 교류전압을 얻을 수 있게함으로써 광범위한 입력전압을 수용하여 사용할 수 있으므로 종래에 부하에 알맞는 전압을 사용하기 위하여 별도의 가변트랜스포모를 사용하지 않아도 되므로 정제적이며, 또한 이 프리전압회로를 사용하는 형광등 구동회로에 있어서, 형광등 구동회로에는 이차전류제한제어부를 접속시켜 부하의 점등시에만 예열을 행하고 점등후에는 예열을 중지시킴으로서 점등후 램프필라멘트에서 소비되는 전력을 제거하여 불필요한 전력소비를 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 고주파전압발생부에서 소요되는 무효전류를 2차로 제어하므로 역율이 현저히 개선되며 또한 본 발명의 입력단에는 노이즈제거부를 설치하여 고주파전압발생부에서 발생되어 유출되는 고주파노이즈를 제거하고 교류입력단자에 유입되는 노이즈를 제거하게 되므로 타 전자기기의 전파방해를 일으키지 않고 또한 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부에는 가변저항과 스위치를 부설하여 필요에 따라 가변저항을 조절시켜줌으로써 부하의 조도를 자유로이 조광할 수 있어 불필요한 전력을 소비하지 않게되어 초 절전효과를 얻을 수 있는 장점을 제공해줄 수 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 입력되는 교류전압의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부(1)와 노이즈제거부(1)로부터 노이즈가 제거된 교류전압을 전파정류하는 전파정류부(2)와 이 전파정류부(2)에 의하여 전파정류된 전압을 받아 전파전압반비율로 제어하는 전파전압반비율제어부(3)와 전파전압을 정전압으로 제어하는 전파정전압부(4)와 상기 전파정전압부(4)로부터 정전압된 전파전압과 상기 전파전압반비율제어부(3)의 출력전압을 받아 프로그램이 가능한 위상제어용 트리거펄스를 발생시키는 프로그램어블 위상제어용 트리거펄스발생부(5)와 이 위상제어용 트리거펄스신호를 전파정류하여 안정된 직류정전압으로 제어하는 위상제어전파정류부(6)로 구성된 프리전압회로(가)와 상기 프리전압회로(가)로부터 안정된 직류전압을 받아 구동하는 형광등 구동회로(나)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 프리전압용 전자식 형광등 안정기.
  2. 제 1 항에 있어서, 형광등 구동회로(나)에 부하의 전류를 제한제어하는 트랜스(T5), 트랜지스터(TR9-TR11), 저항(R26-R28)로 구성된 이차전류제어부(9)를 부가하여서 된 것을 특징으로 하는 프리전압용 전자식 형광등 안정기.
  3. 제 1 항에 있어서, 프로그램어를 위상제어용 트리거펄스발생부(5)에 가변저항(VR), 스위치(SW)을 부가하여 원격으로 조광을 행할 수 있도록 한것을 특징으로 하는 프리전압용 전자식 형광등 안정기.
  4. 제 1 항에 있어서, 위상제어전파정류부(6) 대신에 저항(R14)(R15), 콘덴서(C5), 다이오드(D6), 초크(CH1), 트라이액(TRIAC)로 구성된 교류위상제어부(6')로 구성하여 직류정전압을 교류정전압으로 바꾸어출력할 수 있도록 한것을 특징으로 하는 프리전압용 전자식 형광등 안정기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 형광등 구동회로(나)를 싱글앤드푸시풀회로로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 프리전압용 전자식 형광등 안정기.
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