KR920002240Y1

KR920002240Y1 - 광속의 온도 의존성을 개선한 형광등 점등장치

Info

Publication number: KR920002240Y1
Application number: KR2019880018137U
Authority: KR
Inventors: 이인홍
Original assignee: 삼성전자주식회사; 안시환
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1992-04-02
Also published as: KR900011209U

Abstract

내용 없음.

Description

광속의 온도 의존성을 개선한 형광등 점등장치

제 1 도는 다양한 점등 주파수에 대한 형광등 상대 광속의 온도 특성도.

제 2 도는 종래 형광등 점등 장치의 회로도.

제 3 도는 본 고안 형광등 점등장치의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 온도센서용 집적회로 110 : 비교 및 판별회로

111, 112 : 비교기 113, 114 : 인버터

115 : 오아게이트 120 : 온도보상회로

130 : 전력증폭회로 131 : 발진트랜스

131F : 베이스권선 131N : 1차권선

131H : 필라멘트권선 131S : 2차권선

140 : 램프회로 141 : 형광등

141a : 전극 ZD1,ZD2 : 제너다이오드

TH₁,TH₂: 정특성 더미스터 CH₁~CH₃: 쵸크코일

TR₁~TR₅: 트랜지스터 C₁~C₄: 콘덴서

R₁~R₅: 저항

본 고안은 감열장치나 이미지 스캐너(Image Scanner)와 같은 OA(Office Automation)기기에 이용할 수 있는 형광등 점등장치에 관한 것으로, 특히 정특성 더미스터(Thermistor)를 이용하여 주위온도 변화로 인한 램프(Lamp)광속의 저하를 자동으로 보상함으로써 어떤 온도에서도 안정된 동작을 할수 있도록 한 광속의 온도 의존성을 개선한 형광등 점등장치에 관한 것이다.

일반적으로 형광등은 온도 의존성과 주파수 의존성을 가지고 있는데 제 1 도는 여러가지 점등 주파수에 대한 형광등 상대 광속(F)의 온도 특성을 도시한 것으로 상기 램프 광속은 온도의 상승에 의해 최초 상승하여 25℃부근에서 최대의 광속을 나타내지만 다음에는 감소하는 특성을 나타내어 온도 의존성을 현저히 나타내며 또한 동일 온도에 있어서는 주파수가 높은 만큼 광속은 증가하는데 20KH_Z에 비해 30KH_Z는 12%, 45KH_Z에는 20%정도 광속이 상승하는 현저한 주파수 의존성을 나타내므로 고주파 점등쪽이 고효율을 얻을 수 있으며 장치가 소형화되고 반짝거림이 없는 등의 효과를 얻을 수 있다.

제 2 도는 종래의 형광등 점등장치를 도시한 것으로 상기 점등장치는 공진용 콘덴서(C₁), 트랜지스터(TR₄)(TR₅), 저항(R₄)(R₅), 쵸크코일(CH₁), 발진트랜스(131)로 이루어진 전력증폭회로(130)와, 전류제한용 콘덴서(C₂~C₄), 형광등(141)으로 이루어진 램프회로(140)로 구성되어 직류전원이 입력되면 트랜지스터(TR₄)(TR₅)가 도통되어 발진트랜스(131)에 전류가 흐르게 되고 상기 발진트랜스(131)와 공진용 콘덴서(C₁)와의 공진전압에 의해 생긴 트랜지스터(TR₄)(TR₅)의 전압차로 인해 상기트랜지스터(TR₄)(TR₅)가 교대로 발진하게 되므로 상기 발진 트랜스(131)에는 고주파 전압이 발생하게 되며 상기 고주파 전압이 형광등(141)의 양단에 인가되어 형광등을 점등시킬 수 있었는데, 상기와 같은 점등장치는 전술된 바와같이 주위의 온도가 변화함에 다라 램프 광속이 변화하는 결점을 가지고 있으므로 상기 광속의 변동율로 인해 전원 전압의 변동이 생겨 동작이 불안정해지는 결점이 있었고, 온도가 낮을때는 트랜지스터의 베이스로의 드라이브(Drive) 부족현상이 생기고 온도가 높을때는 과드라이브에 의한 스위칭 특성의 열화현상이 생기므로 특수한 특성의 트랜지스터를 필요로하는 결점이 있었으며, 발진 주파수도 그다지 높지 않게 되므로 전술된 것과 같은 고주파 점등으로 인한 효과를 얻을 수 없는 결점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 결점들을 해결하기 위하여, 주위온도를 감지하는 온도센서용 집적회로의 전압레벨을 기준전압과 비교해 이에 따라 다수의 트랜지스터들이 스위칭되도록 함으로써 주위의 온도 변화에 따라 직류전원이 입력되도록 하되 온도가 변화함에 따라 저항값이 변화하는 정특성 더미스터를 이용해 입력전류가 자동으로 조절되도록 함으로써 온도 변화에 따른 트랜지스터의 특성 변화 및 열화를 방지하고 고주파 점등으로 안정한 동작을 할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 제 3 도에서 도시한 바와같이 트랜지스터(TR₄)(TR₅), 공진용 콘덴서(C₁), 저항(R₄)(R₅), 발진트랜스(131)로 이루어진 전력증폭회로(130)와 전류제한용 콘덴서(C₂~C₄), 형광등(141)으로 이루어진 램프회로(140)로 구성된 형광등 점등장치에 있어서, 주위의 온도 변화에 따라 각기 다른 전압 레벨을 출력하는 온도센서용 집적회로(100)는 기준전압(Vref)이 설정되어 있는 비교기(111)(112), 제너다이오드(ZD₁)(ZD₂), 인버터(113)(114), 오아게이트(115)로 구성되어 상기 온도 센서용 집적회로(100)의 출력 전압레벨과 기준 전압을 비교해 기준전압 이상인지 이하인지를 판별하는 비교 및 판별회로(110)에 연결하고, 상기 비교 및 판별회로(110)와 직류전원입력단자(Vin)는 저항(R₁~R₃), 트랜지트터(TR₁~TR₃), 쵸크코일(CH₂)(CH₃), 정특성더미스터(TH₁)(TH₂)로 구성되어 상기 비교 및 판별회로 (110)의 출력에 따라 스위칭 동작이 일어남으로써 직류전원이 입력되도록 하되 온도 변화에 따른 정특성 더미스터의 저항값 변동으로 입력전류가 자동조절되어 온도로 인한 전류의 변동을 보상해 줄수 있도록 한 온도 보상회로(120)에 연결하며 상기 온도보상회로(120)는 상기 전력증폭회로(130)를 통해 상기 램프회로(140)에 연결하여 구성한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

온도센서용 집적회로(100)는 주위의 온도를 감지하기 위한 것으로 주위의 온도변화에 따라 각기 다른 전압레벨이 출력되는데 상기 온도센서용 집적회로(100)의 출력전압(V_S)은 비교기(111)의 비반전 입력단자와 비교기(112)의 반전입력단자로 각각 인가되어 상기 비교기(111)(112)들의 반전 및 비반전 입력단자에 설정되어 있는 기준전압(Verf)과 비교된다.

먼저 온도상승시에는 상기 출력전압(V_S)이 기준전압(Verf)보다 크게되므로 비교기(111)로부터는 하이신호가, 비교기(112)로부터는 로우신호가 각각 출력되는데 상기 하이신호는 제너다이오드(ZD₁)를 거쳐 인버터(113) 및 오아게이트(115)의 일측 입력단자로 인가되고 상기 로우신호는 제너다이오드(ZD₂)를 거쳐 인버터(114) 및 상기 오아게이트(115)의 타측 입력단자로 인가되므로 상기 인버터(113)에 의해 반전되어 출력된 로우신호는 트랜지스터(TR₁)의 베이스 단자로 인가되어 상기 트랜지스터(TR₁)는 도통되고 상기 인버터(114)와 오아게이트(115)로부터 출력된 하이신호는 저항(R₂)(R₃)을 통해 트랜지스터(TR₂)(TR₃)의 베이스 단자로 각각 인가되므로 상기 트랜지스터(TR₂)(TR₃)는 오프된다.

따라서 직류전원입력단자(Vin)를 통해 인가된 직류전원은 트랜지스터(TR₁)와 쵸크코일(CH₂)을 통해 정특성 더미스터(TH₁)로 인가되며 이때 온도에 따라 저항값이 변화하는 상기 정특성 더임스터(TH₁)의 저항값이 증가하므로 전력증폭회로(130)에는 전보다 작은 전류가 흐르게 되어 과드라이브 현상이 생기는 것을 막을수 있게된다.

한편 온도 하강시에는 상기 출력전압(V_S)이 기준전압(Verf)보다 작게 되므로 비교기 (111)(112)로부터는 로우, 하이신호가 각각 출력되는데 상기 로우신호는 인버터(113) 및 오아게이트(115)의 일측 입력단자로 인가되고 상기 하이신호는 인버터(114) 및 상기 오아게이트(115)의 타측 입력단자로 인가되므로 상기 인버터(113) 및 오아게이트(115)로부터는 하이신호가 출력되어 트랜지스터(TR₁)(TR₂)는 모두 오프되고 상기 인버터(114)로부터 출력된 로우신호에 의해 트랜지스터(TR₃)가 도통되므로 직류전원은 상기 트랜지스터(TR₃)와 쵸크코일(CH₃)을 통해 정특성 더미스터(TH₂)로 인가되며 이때 상기 정특성 더미스터(TH₂)의 저항값이 감소하므로 전력증폭회로(130)에는 전보다 큰 전류가 흐르게 되어 드라이브 부족현상이 생기는 것을 막을 수 있다.

또한 상기 출력전압(V_S)이 기준전압(Vref)과 같을 경우에는 비교기(111)(112)로부터 로우신호가 출력되어 인버터(113)(114) 및 오아게이트(115)로 인가되므로 상기 인버터(113)(114)로부터는 하이신호가 출력되어 트랜지스터(TR₁)(TR₃)가 오프되지만 상기 오아게이트(115)로부터는 로우 신호가 출력되어 트랜지스터(TR₂)가 도통되므로 직류전원은 상기트랜지스터(TR₂) 및 쵸크코일(CH₂), 정특성더미스터(TH₁)를 통해 전력증폭회로(130)로 인가된다.

상기와 같이 인가된 직류전원은 발진 트랜스(131)의 콜렉터권선(131N)으로 인가됨과 아울러 저항(R₄)(R₅)을 통해 트랜지스터(TR₄)(TR₅)의 베이스 단자로 인가되므로 상기 트랜지스터(TR₄)(TR₅)는 도통되고 이로인해 전류가 발진 트랜스(131)에 흘러 상기 발진트랜스(131)와 공진용 콘덴서(C₂)와의 공진전압이 베이스권선(131F)에 발생하게 되므로 상기 공진전압에 의해 트랜지스터(TR₄)(TR₅)의 베이스와 에미터간 전압에 차이가 생기게 되어 상기 트랜지스터(TR₄)(TR₅)는 서로 교대로 스위칭되며 상기와 같은 발진동작에 의해 발진트랜스(131)의 각 권선에 고주파 전압이 유기되다가 필라멘트 권선(131H)으로부터 출력된 전압에 의해 형광등(141)의 전극(141a)이 예열되면 동시에 2차권선(131S)으로부터 출력된 전압이 상기 형광등(141)의 양단으로 인가 되어 형광등이 점등된다.

이상에서와 같이 본 고안은 드라이브 부족현상이나 과드라이브 현상을 방지하여 트랜지스터의 특성 변화 및 열화를 막을 수 있는 효과가 있고 높은 발진 주파수를 얻을 수 있으므로 안정된 동작을 기대할 수 있는 효과가 있으며 광속의 온도 의존성을 개선하여 온도변화가 심한 곳에서도 일정한 광속을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

Claims

입력된 직류전원에 의해 발진동작이 일어남으로써 고주파 전압을 발생시켜 형광등을 점등하는 회로에 있어서, 주위의 온도를 감지해 온도변화에 따라 각기 다른 전압레벨을 출력하는 온도 센서용 집적회로(100)와, 상기 온도센서용 집적회로(100)의 출력전압과 설정된 기준전압을 비교해 기준전압 이상인지 아하인지를 판별하는 비교 및 판별외로(110)와, 상기 비교 및 판별회로(110)의 출력에 따라 스위칭 동작이 일어남으로써 직류 전원이 입력되도록 하되 온도 변화에 따른 정특성 더미스터의 저항값 변동으로 입력전류가 자동 조절되도록하는 온도보상회로(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 광속의 온도 의존성을 개선한 형광등 점등장치.
제 1 항에 있어서, 비교 및 판별회로(110)는 기준전압이 설정되어 있는 비교기(111)(112)에 제너다이오드(ZD₁)(ZD₂)와 인버터(113)(114) 및 오아게이트(115)를 연결하여 온도 센서용 직접회로(100)의 출력레벨에 따라 상기 인버터 및 오아게이트의 출력상태가 달라지도록 구성한 것을 특지으로 하는 광속의 온도 의존성을 개선한 형광등 점등장치.
제 1 항에 있어서, 온도보상회로(120)는 저항(R₁~R₃)과 트랜지스터(TR₁~TR₃)에 쵸크코일(CH₂)(CH₃) 및 정특성 더미스터(TH₁)(TH₂)를 연결하여 온도 상승시에는 입력전류를 감소시켜 과드라이브 현상을 방지하고 온도 하강시에는 입력전류를 증가시켜 드라이브 부족현상을 방지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 광속의 온도 의존성을 개선한 형광등 점등장치.