KR900007386B1 - 램프 점멸 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

램프 점멸 제어회로

제1도는 본 발명의 블럭도.

제2도는 본 발명에 따른 램프 점멸 제어회로에 있어서 제어신호 발생을 위한 회로구성의 일 실시예를 나타낸 회로도.

제3도는 본 발명의 작동을 설명하기 위한 파형도로서 (a)는 발진부의 출력 파형도, (b) 는 레벨비교기의 양입력단에 각각 입력되는 제어신호 및 기준램프신호의 파형도, (c)는 레벨비교기의 출력 파형도, (d)는 미분회로의 출력 파형도, (e)는 전자스위치부의 출력전압 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자 스위치부 2 : 트리거부

3 : 제어신호 발생부 4 : 제1신호 발생부

5 : 발진부 6 : 스위치부

7 : 제2신호발생부 28 : 충방전 콘덴서

54 : 적분회로 55 : 정격 기준신호 발생회로

56 : 평활회로

본 발명은 램프 점렬 제어회로에 관한 것으로서, 특히 램프의 수명을 단축시키는 과전류 및 과전압을 억제할 수 있는 램프점멸 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 필라멘트 가열형 램프는 필라멘트의 냉저항 특성, 즉 램프소등시에는 필라멘트의 저항치가 낮아지고 램프 점등시에는 저항치가 높아지는 특성때문에 램프를 온 시킬때 발생되는 서어지전류는 정상전류의 수십배 이상이 되며 이로 인하여 필라멘트가 융단되는 결과를 초래하게 된다. 더우기 연속적으로 점멸되는 램프의 경우에는 더욱 램프 수명이 단축되게 된다. 또한 램프에 공급되는 전압변동으로 인하여 인가전압이 정격치 이상으로 상승될 때는 상술한 서어지 전류가 더욱 현저하게 나타나므로 램프에 치명적인 결과가 초래된다.

또한 이러한 서어지 전류 때문에 램프 구동용의 반도체 스위칭 소자는 전류용량이 큰 것이 요구되지만 필요 이상의 큰 용량의 것으로 설계를 하는 등의 폐단이 있었다. 따라서 종래에는 램프 점등시 발생되는 서어지 전류를 감소시키기 위하여 제로 볼트 스위칭 방식이 채용되었으나 온.오프시 필라멘트의 저항이 크게 변화되기 때문에 서어지전류 억제효과가 미흡하였다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 램프를 소프트온/오프 방식으로 점멸시키고 소등시간 중에는 약간의 예열전압을 램프에 인가하여 입력전압이 정격이상 일때는 초과전압에 대하여 비례위상 제어함으로써 램프에 항상 정격치 이하의 전력이 공급되도록 제어함으로써 램프의 수명을 단축시키는 과전류 및 과전압을 억제할 수 있는 램프 점멸 제어회로를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전자스위치부를 통하여 교류전원으로부터 전력을 공급받는 램프를 일정주파수로 점멸하기 위하여 상기 전자 스위치를 트리거 시키는 트리거부를 발진부의 주파수에 따라 제어하는 램프점멸 제어회로에 있어서 상기 램프를 상기 발진부의 출력에 따라 소프트 온/오프 스위칭하기 위한 도통각 정보와 램프 오프기간 동안 램프를 예열하기 위한 도통각 정보를 가진 제1신호를 발생하는 제1신호 발생부와, 상기 램프에 정격치이상의 입력전압이 인가되는 것을 방지하기 위하여 정격치이상의 입력전압과 정격치와의 편차에 비례하여 도통각을 감소시키는 정보를 가진 제2신호를 발생하는 제2신호 발생부와, 상기 교류전원의 전압제로점에 동기된 램프신호와 상기 제1신호 및 제2신호의 논리합 신호를 비교하여 상기 트러거부를 제어하는 제어신호발생부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제1신호 발생부는 상기 발진부의 구형파 출력의 하강단에서 제1시정수에 의해 서서히 충전되고 상승단에서 제2시정수에 의해 서서히 방전되는 충방전 콘덴서를 구비하여 상기 충방전 콘덴서의 충방전시의 전압기울기를 램프 소프트 온/오프 도통각 정보로 제공하고 상기 충방전 콘덴서의 완전 충전시의 충전 전압치와 상기 램프신호의 최대 전압치와의 편차를 예열 도통각 정보로 제공하는 것을 특징으로 한다. 또한 제2신호 발생부는 상기 램프에 공급되는 입력전압의 정격치에 대응하는 정신호를 제공하는 제너다이오드와, 입력전압에 대응하는 부신호를 제공하는 평활회로와, 상기 정신호 및 부신호가 함께 부입력단에 인가되고 출력이 병렬 접속된 저항 및 콘덴서를 통하여 부입력단에 귀환되며 정입력단이 접지된 연산증폭기를 구비하여 상기 부신호가 정신호보다 클 경우 에는 두 신호의 편차를 도통각 감소정보로 제공하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 도시된 바람직한 일실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 제1도에서 램프(10)는 전자 스위치부(1), 예컨대 트라이악을 통하여 교류전원으로부터 전력을 공급받으며 또한 상기 교류전원은 트랜스(9)를 통하여 전파정류회로(8)에 공급된다. 전자스위치부(1)는 미분회로(47) 및 게이트회로(48)를 구비하는 트리거부(2)로부터 트리거신호를 공급받으며 트리거부(2)는 제어신호 발생부(3)로부터 제어신호를 공급받아 이를 미분하고 증폭하여 트리거신호를 출력한다. 제어신호 발생부(3)는 제1신호발생부(4) 및 제2신호 발생부(7)로부터 공급되는 제1신호 및 제2신호를 논리합회로(51)를 통하여 받아들이고 입력된 두신호의 논리합신호는 레벨 비교기(29)의 부입력단에 공급되고 정입력단에 접속된 램프신호발생신호(30)로부터 출력되는 램프신호와 상기 논리합 신호를 비교하여 그 출력단에 구형파를 출력하도록 구성된 것이다. 상기 램프신호 발생회로(30)는 램프(10)에 공급되는 교류전원의 전압제로점에 동기된 램프신호를 발생하도록 전파정류회로(8)로부터 전파정류된 맥류신호를 공급받는다.

제1신호발생부(4)는 제2도에서 발진부(5)의 출력단에 저항(11)을 통하여 콜렉터가 접속되고 스위치부(6)의 출력단에 저항(14)을 통하여 베이스가 접속된 트랜지스터(12)의 에미터가 에미터접지 트랜지스터(20)의 베이스에 접속되고, 이 트랜지스터(20)의 콜렉터는 저항(18)을 통하여 PNP형 트랜지스터(17)의 콜렉터에 접속되며 이 PNP형 트래지스터(17)는 에미터에 직류전원(B⁺)이 공급되며 에미터 베이스 사이에 바이어스 저항(16)이 접속되고 베이스에는 또한 저항(15)을 통하여 스위치부(6)의 출력단이 접속되고, 상기 직류전원(B⁺)과 접지 사이에는 저항(19) 전위차계(21) 및 저항(22)이 직렬 접속되며 상기 저항(19) 및 전위차계(21)의 접속점에 상기 트랜지스터(20)의 콜렉터가 접속되고 전위차계(21)의 가변단자에는 역류방지용 다이오드(23) 및 저항(24)을 통하여 접지된 충방전 콘덴서(26)가 접속되며 상기 역류 방지용 다이오드(23) 및 저항(24) 양단에는 저항(25)이 병렬 접속되며 상기 충방전 콘덴서(26) 및 저항(25)의 접속점을 통하여 제1신호가 논리합회로(51)의 일측 입력단에 공급되도록 접속된 것이다.

제2신호 발생부(7)는 트랜스(9)를 통하여 공급된 입력신호를 전파정류하여 부신호 출력하는 전파정류회로(8)에 역류방지용 다이오드(36), 평활콘덴서(37) 및 전위차계(38)로 된 평활회로(56)를 통하여 입력신호에 대응하는 부신호가 형성되고 직류전원(B⁺)과 접지사이에 저항(40) 및 제너다이오드(41)를 직렬 연결하여 정격 기준신호 발생회로(55)가 구성되고 상기 제너다이오드(41) 양단 전압이 입력신호의 정격치에 대응되도록 설정되고 상기 부신호와 제너다이오드(41)의 정신호는 각각 저항(39) 및 저항(42)을 통하여 적분회로(54)의 부입력단에 함께 공급되며 적분회로(54)는 정입력단이 접지되고 출력단이 병렬 접속된 저항(43) 및 콘덴서(44)의 귀환회로를 통하여 부입력단에 접속된 연산증폭기(45)로 된 것이고 이 연산증폭기(45)의 출력단을 논리합회로(51)의 다른 입력단에 접속하여서 된 것이다.

미설명부호 13, 27, 46은 다이오드, 28은 저항이다. 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제2도의 스위치부(6)가 오프상태일 때에는 트랜지스터(12)는 차단되고 PNP형 트랜지스터(17)는 도통되므로 직류전원(B⁺)은 PNP형 트랜지스터(17)의 에미터 콜렉터간, 저항(1a) 전위차계(21), 다이오드(23) 및 저항(24)을 통하여 충방전 콘덴서(26)에 공급되고 충방전 콘덴서(28)의 양단 전압은 램프신호 발생회로(30)의 최대전압보다 높은 레벨을 가지게 된다. 따라서 레벨비교기(29)의 출력단은 0전위이하로 유지되므로 트리거부(2)는 작동되지 않아 전자스위치부(1)는 차단되므로 램프(10)는 소등상태를 유지하게 된다. 스위치부(6)가 온상태일 때에는 트랜지스터(12)는 도통되고 PNP형 트랜지스터(17)는 차단된다. 따라서 발진부(5)의 제3-A도의 구형파 출력은 트랜지스터(12)의 콜렉터 에미터간을 통하여 트랜지스터(20)의 베이스에 인가된다. 구형파의 상승단 t₀에서 트랜지스터(20)는 도통되므로 충방전 콘덴서(26)에 충전된 전압은 저항(25) 및 전위차계(21)를 통하여 트랜지스터(20)의 콜렉터에미터간으로 방전된다. 이때 방전시정수, 즉 제2시정수는 저항(25) 및 전위차계(21)의 설정된 저항값에 따른다. 충방전콘덴서(26)의 제2시정수에 따른 방전으로 충방전 콘덴서(26)의 양단 전위는 제3-B도의 t₀-t₁기간동안 서서히 낮아지므로 레벨비교기(29)에서 램프신호와 비교되어 제3-C도의 펄스폭이 충방전 콘덴서(26)의 양단 전압 감소 기울기에 비례하여 점차적으로 넓어지는 구형파가 출력된다. 이 구형파는 트리거부(2)에 공급되어 제3-D도의 미분신호로 되고 이 신호가 게이트회로(48)에 인가되어 증폭되어 전자스위치부(1)의 트리거신호로 공급된다.

이에 전자스위치부(1)의 도통각은 충방전 콘덴서(26) 양단 전압감소 기울기에 비례하여 넓어지고 램프(10)에 인가되는 전력이 제3-E도와 같이 점차 증가되므로 램프(10)은 소프트 온된다. 완전히 방전되면 레벨비교기(29)의 부입력단에 제로전압이 인가되어 전입력전압이 공급되므로 램프(10)는 온된다. 램프(10)의 온상태에서 입력전압이 정격치 이상으로 상승되면 제2신호 발생부(7)의 평활회로를 통하여 검출된 입력전압에 대응된 부신호와 제너다이오드(41)의 양단전압으로 설정된 정격치에 대응된 정신호와 비교되어 두신호의 편차분이 적분되어 제2신호로서 레벨비교기(29)의 부입력단에 인가된다. 따라서 제2신호와 제1신호는 논리합회로(51)를 거쳐서 부입력단에 인가되므로 제3-B도의 t₁-t₂기간에서 제2신호 레벨만큼 상승되므로 레벨비교기(29)의 구형파출력의 펄스폭은 제2신호 레벨에 비례하여 감소되어 전자스위치부(1)의 도통각이 제3-E도와 같이 줄어들게 된다. 따라서 램프(10)에는 입력전압이 정격치 이상으로 상승되는 만큼 이에 비례하여 전자스위치부(1)에서 도통각을 감소시키므로 항상 정격 전력이 공급되다. 발진부(5)의 구형파 하강단 즉 제3-A도의 t₂에서 트랜지스터(20)는 차단되므로 충방전 콘덴서(26)에는 직류전원(B⁺)으로부터 저항(19), 전위차계(21) 및 저항(22)에 인가되는 전압중 전압차계(21) 및 저항(22)에 분압된 전압에 의해 저항(24) 및 저항(25)의 병렬접속을 통하여 충전된다. 제1시정수, 즉 충전시정수는 저항(24) 및 저항(25)의 병렬합성 저항값으로 설정되어 제3-B도의 t₂-t₃기간동안 서서히 충전된다.

따라서 레벨비교기(29)의 구형파 출력은 제3-C도와 같이 펄스폭이 충전되는 전압 기울기에 비례하여 좁아지게 되어 전자 스위치부(1)의 도통각은 제3-E도와 같이 점차적으로 줄어들게 되므로 램프(10)에 인가되는 전력이 점차적으로 감소되면서 램프(10)는 소프트 오프된다. 충방전 콘덴서(26)가 t₃에서 완전 충전되었을 때 콘덴서 양단 전압치는 램프신호의 최대 전압치에 대해 소정의 레벨 이하를 유지하게 되므로 레벨비교기(29)의 구형파 출력은 소정의 펄스폭을 유지하게 되고 이에 전자스위치부(1)는 소정의 도통각을 유지하게 되어 램프(10) 오프기간에도 약간의 전력이 계속 공급된다. 따라서 램프(10)의 필라멘트는 예열되게되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 램프의 한주기 동안 소프트온-점등-소프트오프-예열소 등으로 램프를 점멸제어 함으로써 온/오프시 발생되는 서어지전류로부터 램프를 보호할 수 있으며, 램프 오프기간 동안 필라멘트를 예열함으로써 램프의 온/오프시 필라멘트의 저항값 변화량을 감소시켜 서어지 전류의 발생을 적극적으로 억제할 수 있으며, 램프에 인가되는 입력전압이 정격치 이상으로 상승할 경우에도 램프에는 이에 관계없이 항상 정격치이하로 구동될 수 있도록 제어가능하다. 이와 같이 서어지 전류 또는 과전압 입력으로부터 램프를 보호할 수 있어 램프가 항상 최적 상태에서 점멸 구동될 수 있게 되므로 램프의 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 전자스위치부(1)를 통하여 교류전원으로부터 전력을 공급받는 램프(10)를 일정주파수로 점멸하기 위하여 상기 전자스위치부(1)를 트리거시키는 트리거부(2)를 발진부(5)의 주파수에 따라 제어하는 램프점멸제어회로에 있어서, 상기 램프(10)를 상기 발진부(5)의 출력에 따라 소프트 온/오프 스위칭하기 위한 도통각 정보와 램프오프기간 동안 램프(10)를 예열하기 위한 도통각 정보를 가진 제1신호를 발생하는 제1신호 발생부(4)와, 상기 램프(10)에 정격치이상의 입력전압이 인가되는 것을 방지하기 위하여 정격치이상의 입력전압과 정격치와의 편차에 비례하여 도통각을 감소시키는 정보를 가진 제2신호 발생부(7)와, 상기 교류전원의 전압제로점에 동기된 램프신호와 상기 제1신호 및 제2신호의 논리합신호를 비교하여 상기 트리거부(2)를 제어하는 제어신호를 발생하는 제어신호 발생부(3)를 구비한 것을 특징으로 하는 램프 점멸제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1신호 발생부(4)는 상기 발진부(5)의 구형파출력의 하강단에서 제1시정수에 의해 서서히 충전되고 상승단에서 제2시정수에 의해 서서히 방전되는 충방전 콘덴서(26)를 구비하여, 상기 충방전 콘덴서(26)의 충방전시의 전압기울기를 램프 소프트 온/오프 도통각 정보로 제공하고 상기 충방전 콘덴서(26)의 완전 충전시의 충전 전압치와 상기 램프신호의 최대전압치와의 편차를 예열 도통각 정보로 제공하는 것을 특징으로 하는 램프점멸제어회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2신호발생부(7)는 상기 램프(10)에 공급되는 입력전압의 정격치에 대응하는 정신호를 제공하는 정격 기준신호 발생회로(55)와, 입력전압에 대응하는 부신호를 제공하는 평활회로(56)와, 상기 정신호와 부신호의 편차를 적분하는 적분하는 적분회로(54)를 구비하여, 입력전압의 정격치 초과레벨에 비례한 상기 전자스위치부(1)의 도통각 감소정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 램프 점멸 제어회로.

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