KR920006438Y1 - Hid램프용 전자식 안정기의 보호회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

HID램프용 전자식 안정기의 보호회로

제1도는 본 고안의 전체회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

D₁: 고역률화 정류회로 S₁: 리레이스위치

Q₅: 다이리스터

NE₁: 일정전압이상이 인가되면 도통되는 전압 감지소자로서 도면에 도시된 것은 네온램프임

본 고안은 HID(High Intensity Discharge) 램프 즉, 고압소디움램프, 고압수은램프, 메탈할라이드램프등과같은 고광도 방전램프, 그리고 저압소디음램프등과 같이 예열전극없이 주전극으로 방전되는 각종 방전관의 방전장치인 안정기에 관한 것이다.

HID램프의 안정기로서는 자기회로식 안정기인 전류이그나이터식 안정기와 전류이그나이터식 안정기가 사용되고 있다. 그런데 이와같은 안정기는 전력손실이 많은 결점이 있을뿐 아니라 배전선이 과열되는 결점이 있으며, 중량이 큰 결점이 있었던 것이다. 뿐만 아니라 HID램프는 전원을 공급하면 비교적 장시간이 지나야 제밝기를 내게 되며, 또 일단 점등된후 소등되면 가열되어 증기압이 높아진 방전관이 적당한 정도로 냉각되어 관내압이 낮아져야 점들 수 있고, 냉각되지 않은 상태에서 전원이 가해지면 점등이 되지 아니하고 점등회로에 과열이 발생되는바, 간혹 순간적인 점등등과 같이 짧은 시간 전원이 차단되었다가 방전관이 채 식기전에 다시 전원이 공급되는 경우 점등회로가 파손되는 결점이 있었던 것이다.

이에 본 고안은 형광등 점등용 전자식 안정기의 기술을 HID램프용 안정기에 응용하므로서 HID램프용 안정기를 전자식으로 개량하며, 나아가 HID램프가 없거나 가열되어 있어 점등이 불가능하게 되면 점등회로에 흐르는 과전압이 점등회로를 차단시키되 차단된 점등회로가 적당한 시간이 지나면 다시 점등회로를 도통시키므로서 점등회로의 과열을 방지할뿐 아니라 방전관이 식으면 별도로 또다시 스위치를 작동시키지 아니하여도 저절로 점등되도록 안출된 것인바, 이를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

전원입력에 공지의 고역률화 정류회로(D₁)을 설치하고, 직류전원 양단에 트랜지스터 Q₁,Q₂를 직렬로 연결시키되 트랜스포머 T₁에 의해 교호로 온, 오프되게 하며, 트랜스포머 T₁의 유도코일 L₂의 일단은 트랜지스터 Q₁, Q₂의 중점에, 또 유도코일 L₂의 타단은 쵸크코일 CH₁에 연결하고 그 출측에 콘덴서 C₁을 연결하여 직렬공진회로를 형성시키며 이 직렬공진회로와 병렬로 HID램프를 부착시킨다.

이와같이 구성된 점등회로는 일단 점등되었다가 전원이 차단된 경우 점등관이 채 식기전에 전원이 공급되면 HID 점등회로가 점등되지 아니하여 점등회로 특히 직렬 공진회로가 파괴될 염려가 있다.

따라서 직렬공지회로에 과전압이 인가되면 전원을 차단시키는 장치를 설치하는 것이 필요하다. 그리하여 본고안은 초크코일 CH₁과 HID램프의 연결점 C와 -전원 연결점 D 사이에 저항 R₉,R₁₀을 연결하고 그 중점에 전압감지소자 NE₁를 결선하고, 그 출측에 다이리스터(Q₅)의 게이트를 연결하며, 다이리스터(Q)의 에노드는 +전원에, 그리고 케소드는 지연회로를 개재시켜 트랜지스터 Q₂제어용 트랜지스터 Q₃의 베이스에 각각 연결한다.

다이리스터 Q₅의 케소드에 연결되는 지연회로는 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와 같이 리레이스위치(S₁)로 형성시킬 수 있다. 즉, 트랜지스터 Q₂의 베이스와 -전원 사이에 연결시킨 트랜지스터 Q₃의 베스에 리레이스위치 S₁의 접점 P₃을 연결하고 리레이스위치(S₁)의 접점 P₁을 다이리스터 Q₅의 케소드에 연결하며, 접점 P₂에는 트랜지스터 Q₄, 콘덴서 C₅및 저항 R₅을 병렬로 연결하였으며, 리레이스위치(S₁)의 코일과 트랜지스터 Q₄의 드레인과 쏘스를 직렬로 직류전원 양단에 연결하였다.

이와같이 구성된 본 고안은 입력측에 AC전원이 인가되면 제1도에 있어서 AB간에는 정류된 DC전압이 인가되며, 트랜지스터 Q₁,Q₂는 유도코일인 트랜스포머 T₁에 의하여 교호로 ON/OFF를 계속하며 쵸크코일 CH₁에는 구형파 전압이 인가된다. 초크코일 CH₁은 값이 높은 전류제어용 코일로서 쵸크코일 CH₁과 R₇-C₁-R₈회로는 RLC 직렬공진회로를 이루고 OUT 콘덴서인 C₃와 C₄의 중점으로 전류가 흐를 수 있게 구성되어 있으며. 램프는 R₇-C₁-C₈과 병렬로 연결되어 있다.

따라서 트랜지스터 Q₁, Q₂의 구동에 의하여 쵸크코일 CH₁의 I점에 구동된 고주파 전압이 인가되면 전류는 CH₁-R₇-C₁-R₈의 직렬 회로를 거쳐 C₃,C₄의 중점으로 흐르며, 이때 CH₁과 C₁은 직렬공진 상태를 이루며 전류가 흐르게 되어 C₁양단에는 대단히 높은 고주파 전압 E₁이 발생되며, 이 전압의 크기는 인가된 구동전압xLC공진회로의 Q값에 해당된다. 이때 발생된 전압은 R₇,R₈의 저항값에 의하여 적당한 전압으로 산정해 놓는다.

C₁양단에 고주파 전압 E₁이 발생되면 HID램프는 방전을 개시하며 방전이 개시되면 램프는 부저항 특성을 가지므로 구동전류의 대부분은 C₁을 흐르지 않고 램프의 방전 전류로 램프 내부를 흐르게 되며, 램프 양단의 전압 E₂는 램프 특성에 따라 급격이 저하되며, E₁=E₂가 되어 C₁양단의 전압도 저하되며, 램프는 방전을 계속한다. 방전이 계속되면 램프 내부에는 관내의 증기압이 상승되며 시간이 경과함에 따라 정상적인 광속을 유지하게 되며, 점등을 지속한다.

HID램프는 정상적인 광속을 유지한뒤, 소등후 재점등을 하게 되면 관내의 증기압이 높아졌기 때문에 냉각되어 관내압이 낮아질 때까지 점등이 안된다.

이 상태는 램프의 종류 주위 온도 상태에 따라 다르나 수십초 내지 수분간이 된다.

램프가 증기압이 높아져 방전되지 않는 상태, 또는 램프를 제거한 상태에서 C₁의 양단에 고주파 전압 E₁이 인가되고 시간이 경과되면 C₁에는 대단히 높은 전압이 장기간 인가되어 과전류로 인하여 R₇및 R₈그리고 C₁이 열화되어 파손될 우려가 있다. 그러므로, 이때에는 특별한 보호회로가 필요하게 된다.

그리하여 본 고안은 제1도에서 C점과 D점 사이에 R₉과 R₁₀을 직렬로 연결시키되, R₉와 R₁₀의 중점 전압이 램프가 반전되지 않을때 전압감지소자 NE₁이 도통될 수 있는 전압이 되게 R₉, R₁₀의 정수를 산정한다. 따라서 HID램프가 방전되지 않게 되면 C₁양단의 전압 E₁과 동일한 전압이 C, D간에 인가되며 전압이 증가되어 전압감지소자 NE₁이 도통되면 전류는 콘덴서 C₂에 축전된다. 콘덴서 C₂에 축전된 전류는 다시 저항 R₆을 거쳐 다이리스터 Q₅의 게이트에 인가되어 다이리스터 Q₅의 에노드와 케소드를 도통시켜 +전원으로 부터 공급된 전류가 리레이 스윗치인 S₁의 접점 P₁에 인가되며, 릴레이 S₁이 작동되지 않을 때에는 접접 P₁과 P₂가 연결되어 있음으로 전류는 C₅을 축전시킨다.

C₅가 축전되면 트랜지스터 Q₄의 드레인과 쏘스간이 도통되어 릴레이는 작동되며, 그리하여 접점 P₁은 P₃로 연결되어 다이리스터를 통하는 전류가 트랜지스터 Q₃의 베이스에 인가되어 트랜지스터 Q₃가 도통되고 따라서 트랜지스터 Q₂의 베이스와 에미터를 쇼트 상태로 되게 하여 트랜지스터 Q₁, Q₂의 구동이 정지된다.

그리하면 콘덴서 C₁양단 즉, E₁의 전압이 0으로 되는 것이며, 따라서 전압감지소자 NE₁에 인가되는 전류도 차단되며 다이리스터 Q₅의 게이트도 0전위가 된다.

그러나 다이리스터 Q₅는 계속 트랜지스터 Q₃에 전류를 공급해 구동이 정지되어 있게 한다. 트랜지스터 Q₄의 게이트에는 전류 공급이 중단되어도 콘덴서 C₅에 축전된 전하에 의하여 리레이가 계속 ON되어 P₁과 P₃가 연결되어 있기 때문이다.

그러나 콘덴서 C₅에 축전된 전하는 서서히 저항 R₅를 통하여 방전되므로 수십초 후에는 리레이스위치가 OFF되어 접점 P₁과 P₂가 연결된다. 그리하여 트랜지스터 Q₂의 베이스 쇼트 상태는 회복되며 트랜지스터 Q₁, Q₂의 구동은 다시 시작되어 점등 초기 상태로 된다.

이때 램프가 냉각되어 관내압이 낮아졌으면 방전을 시작하면 방전 가능 상태까지 냉각되지 않았으면, 다시 릴레이 회로는 전과 동일하게 수십초간 작동되며, 램프가 정상 방전 가능 상태에 도달할 때까지 구동을 정지시키게 된다.

따라서 본 고안은 램프가 냉각되지 아니하고 관내압이 높은 상태에서는 전원이 인가되더라도 전원이 차단되므로서 R₇,C₁,R₈이 열화되어 파손될 염려가 없어 안정성을 높였을 뿐 아니라, 재점등시 상당시간(콘덴서 C₅의 방전시간)동안만 차단시켰다가 다시 도통시켜 보고 도통가능 상태가 아니면 다시 차단시키고 도통 가능상태가 되면 도통되도록 하므로서 수시로 전원 스위치를 작동시켜야 하는 불편을 제거하였다.

그리고 본 고안은 종래의 자기회로식 안정기인 전압이그나이터식 안정기나 전류이그나이터식 안정기에 비하면 효율을 증대시켜 전력손실을 줄이므로서 초절전형으로 구성된 것이며, 무효전력을 최저로 줄임으로 배전선의 열화를 방지시켰고, 고주파 방식에 의해 점등시키므로서 램프의 발광효율을 향상시켰다.

Claims (2)

1. HID램프를 점등시키는 공지된 임의의 점등회로상에 전압 감응 스위칭 소자를 설치하고 그 출측에 다이오드 D₄를 순방향으로 연결하고, 그 출측에 콘덴서 C₂과 다이리스터 Q₅의 게이트를 병렬로 연결하고, 다이리스터 Q₅의 에노드는 +전원에, 그리고 케소드는 점등회로를 쇼트시키는 트랜지스터 Q₃의 베이스에 연결하고, 다이리스터 Q₅에는 다이리스터 Q₅를 간헐적으로 개폐시키는 간헐적 스위칭회로를 설치하여서 된 HID램프용 전자식안정기의 보호회로.
2. 제1항에 있어서, 다이리스터 Q₅를 간헐적으로 개폐시키는 스위칭회로는 다이리스터 Q₅의 캐소드에 리레이 스위치 S₁의 접점 P₁을 연결하고 리레이스위치 S₁의 접점 P₁을 연결하고 리레이 스위치 S₁의 접점 P₂에는 저항 R₅, 콘덴서 C₅, 트랜지스터 Q₄의 게이트를 병렬로 연결하며, 직류전원에 리레이코일과 트랜지스터 Q₄의 드레인과 쏘스를 직렬로 연결시키고, 리레이스위치 S₁의 접점 P₃에는 트랜지스터 Q₂의 베이스에 가해지는 전원을 쇼트시키는 트랜지스터 Q₃의 베이스를 연결시켜서 됨을 특징으로 하는 HID램프용 전자식 안정기의 보호회로.