KR900007388B1 - 형광등용 안정기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

형광등용 안정기

제1도는 일반적인 브릿지 정류회로.

제2도는 본 발명의 전체 회로도.

제3도의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시예의 일부발췌회로도.

제4도는 교류파형도.

제5도는 양파정류된 맥류파형도.

제6도는 맥류속에 포함된 리플(Ripple) 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공지의 트랜지스터(Q₁,Q₂) 구동회로.

본 발명은 형광램프의 점등장치로서 전자식 형광등용 안정기에 관한 것이며, 본 발명의 주요 요지는 인덕런스(inductance) 및 캐페시턴스(capacitance) 즉 리엑턴스(Reactance)에 의한 무효전력(Reactive power)을 간단한 방법으로 감소시켜 역율을 높이며(고역을) 형광램프를 점등시킬때 미 예열상태에서 강제방전(고압방전) 시키지 아니하고 형광등의 필라멘트에 적정한 예열이 이루어진후 방전(on lamp) 되도록 함으로서 램프의 수명을 연장시킬 수 있는 형광등 점등장치를 제공하기 위한 것이다. 지금까지 일반적으로 사용되고 있는 제1도에 도시된 바와 같은 정류회로에 있어서는 정류소자 D₁과 D₂의 접속점과 D₃와 D₄의 접속점 사이에 제4도에 도시된 바와 같은 교류전압을 인가하면 D₁과 D₄접속점이 +전위를 가진 맥류 즉 제5도에도시된 바와 같은 전압을 나타낸다.

일반적으로는 이것을 DC화시키기 의하여 제1도에 도시된 바와 같이 A.B 사이에 평활용 캐페시터(Filter capaciter) C₁을 접속시켜 DC전력을 얻는다. 이 회로에 부하 RL을 연결시켜 전력을 소모시키면 전류 I₁이 RL을 통하여 흐르게 되며 C₁에는 I₂와 I₃의 전류가 인가되어 사용 교류전원의 180°를 주기로 하는 제6도에 도시된 바와 같은 전류가 C₁을 통하여 흐르게 된다. 이 전력이 곧 RL에 무효한 무효전력으로 낭비되는 것이다.

이때 무효전력량은 C₁의 용량에 따라 다르나 RL에 소모되는 유효전력을 P₀라 하면 무효전력량은 P₀×

이것을 백분율로 환산하면 역율은 약 58.58%가 된다. 이러한 결점을 개선하기 위하여 본 발명은 브릿지 정류된 전원입력에 C₁, C₂, D₅, D₆로 된 공지의 배전압정류회로를 연결하고, D₆의 출측과 C₂의 +단자의 연결점에 D₇을 연결하고, D₇의 출력을 전원입력의 +단자에 연결시켰다. 그리하여 이제는 브릿지 정류기의 D₁, D₄및 D₂, D₃사이에 제5도에 도시된 바와 같은 맥류전압이 나타나며, 제4, 5, 6도를 비교하여 보는 바와 같이 주입 교류전압보다 2배의 주파수를 가진 리플(Ripple) 전류가 흐르게 된다.

리플 전압의 크기는 다음식으로 구해진다.

C₁, C₂, D₅, D₆는 일반적으로 사용되고 있는 베압 정류회로의 일종으로써 동작상태는 교류전원의 위상각이 135

일때 부터 설명하면 이때에 D₅를 거쳐 C₁에 리플전압이 위상각 225

일때 까지 I₁이 흘러 리플전압의 최대치가 축전된다. 다시 위상각 315

일때 까지는 축전 전압과 역으로 I₂가 흘러 리플전압의 2배되는 전압을 가진 I₃가 C₂에 축전되며 이 축전된 전압은 D₇을 거쳐 교류전원의 의 상각이 90

-270

되는 기간 동안 방전되므로 제5도에 도시된 바와 같이 맥류를 평활시킨 효과를 가지며 리플전압에 의한 무효전력을 방지역율을 개선할 수 있다.

그리고 저항 RC는 부하 RL의 동작상태와 그 이하 부분의 동작상태를 감 결합(Decapling)시키기 위한 저항이며 C₃는 부하의 동작이 고속 스위칭 동작일 경우 발생되는 스위칭 리플 제거용이다.

나아가 본 발명은 직류전원의 양단에 두개의 TR을 직렬로 연결하고 그 연결점에 인덕터 LC와 캐폐시터 C₃, C₅, C₆및 다이오드 D₈, D₉을 접속하여 직렬공진회로를 형성시킨 공지의 형광등 점등회로(이는 일본국 특허공고 소51-1076, 공고일 1976. 1. 13, 방전등 점등장치에 의하여 공지된 바 있다.)에 있어서, 형광등 FL의 양측 필라멘트의 일단과 일단을 캐페시터 C₃로 연결한 회로상에 또 하나의 캐페시터 C₄를 연결하고 두개의 캐페시터 C₃, C₄의 연결점에 캐페시터 CD와 인덕터 LD로 된 제2의 직렬공진회로를 부가하고 이 직렬공진회로에 다이오드 D₁₀, D₁₁을 개재시켜 접지시킨다. 그런데 이 제2직렬공진회로에 있어서 인덕터 LD의 위치는 제3도의 (a)에 되시된 바와 같이 캐페시터 CD와 다이오드 D₁₀, D₁₁의 연결점(P)으로부터 다이오드 D₁₀사이일 수도 있고, 또는 제3도의 (b)에 도시된 바와 같이 이 연결점(P)으로부터 다이오드 D₁₁사이일 수도 있다. 이와같은 본 발명은 Q₁, Q₂의 베이스에 위상이 180°따른 구형파를 인가해 포화(Saturate)시키면 Q₁, Q₂의 결합중점에는 W₁과 같은 구형파 전압이 나타나며 여기에 L_c, C₃, C₅, C₆로 구성된 회로를 접속시키면 C₃+C₅+C₆는 하나의 C로 생각할 수 있으며 L_c와 합성 C로서 결합된 L/C직렬공진회로가 되며 C₃양단에는 형광등 FL이 연결되어 있다. L/C공진회로에 W₁과 같은 전류가 흐르게 되면 L과 C증점에는 W₂와 같은 정연파(sinwive)가 발생되며 이때 발생전압은 L과 C의 공진회로의 Q(Quality Factor) 승배가 된다.

즉 E=QE₀여기서 E₀는 전원 전압 E₁과 같다.

Q승배된 E는 LC 및 C₃에 각각 발생되며 대단히 높은 전압이 된다. 제2직렬공진회로를 갖지 아니한 종래의 안정기는 형광등 FL의 예열용 필라멘트는 C₃의 양단을 각각 거쳐 L_c와 C₅, C₆로 연결되어 있다. C₅, C₆는 등가적으로 합성되어 하나의 C로 생각할 수 있다. 전원이 off상태에서 on상태로 on/off를 반복하게 되면, 트랜지스터 Q₁이 on상태에서는 전류가 Lc룰 거쳐 회로에 따라 C₃를 거쳐 C₆에 축전되며 Q₁이 off Q₂가 on되면 C₆에 축전된 전압은 회로와 같이 C₃를 거쳐 L_C와 Q₂를 통하여 방전되는 상태로 반복된다.

이 과정에서 FL의 필라멘트는 회로와 직렬로 연결되어 있기 때문에 예열이 이루어지며 C₁양단에 Q승바된 높은 전압에 의하여 F₁은 방전이 개시되며 즉 점등 상태로 된다. 그러나 이와같은 종래의 안정기는 LC와 C의 직렬공진시 Q가 대단히 높으므로 C₃에는 FL이 충분히 예열되기 이전에 램프의 강제방전(그로우방전)현상이 발생되어 램프의 혹화현상을 가속화시켜 램프의 수명을 단축시킨다.

공진회로의 Q를 저하시키기 위하여 L_C및 C₁양단에 저항댐핑(DAMPPING)방법이 있으나 저항이 열회되며 능률이 저하되어 실용성이 못된다. 그리하여 본 발명 회로에서는 능률에 영향없이 회로를 댕핑(Dampping)시켜 종래의 점등방법을 개선시켰다. 즉 본 발명은 C₃, C₄로 점등직전 램프 양단에 발생되는 EF를 분할시켜 C_D와 L_D를 부가시켰는데 이 CD와 LD는 직렬공진회로로서 D₁₀과 D₁₁을 거쳐 각각 접지시켰으며 CD는 C₃와 C₄의 증점에 접속시켰다.

또 CD와 LD의 공진회로는 캐페시터를 통하여 접지되지 않고 D₁₀및 D₁₁를 통하여 접지되었기 때문에 다이오드방향에 해당되는 위 상면이 번갈아 접지되며 다이오드 순방향 특성에 따라 파형 W₃과 같이 파형이 크림핑(cliping)되고, CD, LD의 회로는 Q가 낮은 회로가 되머, C₃, C₄의 중점에서 전압을 인가했으므로 형광등 FL의 양단 공진위상과는 합성회로에서 L_C와 C의 직렬공진은 45°어긋난 위상이 된다. L/C공진회로는 LC와 C₃+C₄+C₅+C₆로 구성되나 C₃과 C₄중점에는 Q가 낮고 위상이 어긋난 또 하나의 L/C공진회로가 부가되어 있기 때문에 C₃와 C₄가 복합된 양단 전압 EF는 낮은 전압이 발생되어 EF는 램프의 필라멘트가 완전 예열되기 이전에 강제 방전(글로우방전) 상태를 이루지 못하며 정상적인 예열이 된 이후에 방전(점등)이 이루어져 램프의 혹화현상을 제한시키며 수명을 연장시켰다.

Claims (4)

1. 직류전원의 양단에 두개의 TR을 직렬로 연결하고, 그 연결점에 인덕터 L_C와 캐페시터 C₃, C₅, C₆및 다이오드 D₈, D₉를 접속하여 제1직렬공진회로를 형성시켜서된 것에 있어서, 형광등의 양측 필라멘트의 일단과 일단을 연결한 회로상에 캐페시터 C₃외에 또 하나의 캐페시터 C₄를 연결하고 두개의 캐페시터 C₃, C₄의 연결점에 C_d와 L_d로 된 제2의 직렬공진회로를 부가하고 이 직렬공진회로에 D₁₀, D₁₁를 개재시켜 접지시킴을 특징으로 하는 형광등용 안정기.
2. 제1항의 것에 있어서, 제2직렬공진회로의 인덕터 L_D가 캐페시터 CD와 다이오드 D₁₀, D₁₁의 연결점(P)로부터 다이오드 D₁₀의 사이에 위치된 형광등용 안정기.
3. 제1항의 것에 있어서, 제2직렬공진회로의 인덕터 L_D가 캐페시터 CD와 다이오드 D₁₀, D₁₁연결점(P)로부터 다이오드 D₁₁의 사이에 위치된 형광등용 안정기.
4. 제1항 내지 제3항의 것에 있어서, 브릿지 정류전원 입력에 C₁,C₂, D₅, D₆로 된 공지의 배전압 정류회로를 연결하되 D₆의 출측과 C₂의 +단자의 연결점에 D₇을 연결하고 D₇의 출력을 전원입력의+단자에 연결시킴을 특징으로 하는 형광등용 안정기.

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