KR930007934Y1 - 전자식 할로겐 램프용 안정기회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자식 할로겐 램프용 안정기회로

제 1 도는 본 고안의 블럭도.

제 2 도는 본 고안에 따른 상세 회로도.

제 3 도는 안정기의 출력 파형 비교도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정류부 20 : 스위칭부

30 : 발진회로부 40 : 인버터부

50 : 트랜스부 60 : 전류감지부

본 고안은 램프를 점등시키기 위한 전자식 할로겐 램프용 안정기회로에 관한 것으로, 특히 과전류의 공급시 램프로 공급되는 신호를 제어할 수 있는 전자식 할로겐 안정기회로에 관한 것이다.

종래의 전자식 할로겐 램프용 안정기는 항용 교류전압을 12V 맥튜로 변환시켜 램프를 점등만 할 수 있었다. 그래서 출력이 단락되거나 램프의 이상시 발생되는 급격한 과전류로 인하여 수초내에 안정기가 파괴되고, 다시 정상적인 동작하에서도 60㎐를 기준하여 제 3a 도 파형과 같이 발진 주파수가 끊기게 되므로 재동작에 따른 많은 열을 발생시켜야 하므로 많은 전력소비를 하였다.

또한 발진방식도 자려식 하프 브릿지(Half Bridge)방식으로 코일과 콘덴서의 변이에 의한 여러개의 발진주파수를 형성함에 따라 고주파 잡음을 발생시키며, 발생된 상기 발진주파수에 의해 스위칭되어 램프로 공급되는 스위칭 전압을 출력하는 트랜지스터의 온/오프(On/off) 동작에서도 많은 열을 소비하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 램프로 공급되는 전류를 감지하여 과전류시 램프로 인가되는 신호를 제어할 수 있는 전자식 할로겐 램프용 안정기회로를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 고유의 발진주파수신호를 발생하여 고주파성 잡읍신호를 최소화할 수 있는 전자식 할로겐 램프용 안정기회로를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 램프의 점등 전압을 유도하는 트랜스부의 2차측 전압을 발진전압으로 입력하여 전원을 최대한 활용하므로서 전력 소비를 최소화할 수 있는 전자식 할로겐 램프용 안정기회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 입력되는 교류신호를 정류시켜서 직류신호를 출력하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)의 직류출력신호를 제 1 입력단자로 입력하고 제 2 입력단자로 입력되는 제어신호에 따라 제 1 입력단자로 입력된 직류신호를 교류신호로 변환시켜서 출력하는 인버터부(40)와, 상기 인버터부(40)의 교류출력신호를 입력하여 소정의 전압으로 변환시켜서 출력하는 트랜스부(50)와, 상기 트랜스부(50)의 출력전압으로 점등되는 램프와, 상기 인버터부(40)의 교류출력신호를 입력하여 직류신호로 변환시키고 변환된 신호에서 과전류를 감지하는 전류감지부(60)를 구비한 전자식 할로겐 램프용 안정기회로에 있어서, 상기 트랜스부(50)의 2차측 출력전압을 정류시키는 제 2 정류부(D9)와, 상기 제 1 정류부 또는 제 2 정류부에서 공급되는 직류출력신호에 의해 상기 인버터부(40)를 제어하기 위한 특정 주파수신호를 발생하여 상기 인버터부(40)의 제 2 입력단자로 인가하는 발진회로부(30)와, 상기 제 1, 2 정류부의 직류출력신호를 상기 발진 회로부의 발진전압으로 선택적으로 공급하기 위하여 스위칭하는 스위칭부(20)를 포함하여 상기 전류감지부(60)에서 과전류 감지시 상기 인버터부(40)를 제어하는 발진회로부(30)의 주파수출력신호 발생을 제어함을 특징으로 한다.

이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 고안의 블럭도로서, 교류신호를 정류하는 정류부(10)에 스위칭부(20)와 인버터부(40)를 연결하고, 상기 스위칭부(20)는 발진회로부(30)를 연결하여 발진회로부(30)를 구동하는 제 2 제어전압(VC2)을 발생하며, 상기 인버터부(40)는 발진회로부(30)의 출력단 및 전류감지부(60)의 입력단 및 트랜스부(50)의 입력단에 연결하여 스위칭전압을 발생하며, 상기 트랜스부(50)는 상기 인버터부(40)의 출력신호를 2차 전압으로 유도하여 램프의 점등을 제어하고, 상기 트랜스부(50)의 2차측 출력전압은 다이오드(D9)를 통해 발진회로부(30)의 발진전압으로 인가되며, 상기 전류감지부(60)는 출력단에 발진회로부(30)를 연결하여 인버터부(40)의 출력신호에서 과전류를 감지시 발진회로부(30)의 주파수발생을 제어하도록 구성한다.

제 2 도는 본 고안에 따른 상세 회로도로서, 정류부(10)는 브릿지 다이오드(D1-D4)와, 콘덴서(C9)로 이루어지고, 스위칭부(20)는 트랜지스터(Q1)와 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 및 콜렉터, 에미터단에 각각 연결한 저항(R1, R3, R4)과 트랜지스터(Q2)와 이 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 및 베이스 단에 각각 연결한 저항(R2, R4, R5) 및 콘덴서(C2)로 이루어지며, 상기 발진회로부(30)는 발진기(31)와 발진기(31)에 연결한 저항(R9) 및 콘덴서(C3)의 적분회로와 발진기(31)에 연결한 저항(R6, R7)으로 이루어지고, 인버터부(40)는 제 1 트랜스(T1)의 1차측단에 연결한 콘덴서(C5)와 이 제 1 트랜스(T1)의 2차측단에 각각 연결한 저항(R11 및 R12) 그리고 다이오드(D6 및 D7)와 이 저항(R11 및 R12) 그리고 다이오드(D6 및 D7)의 타단에 연결한 MOSFET(Q4, Q5)로 이루어지며, 트랜스부(50)는 제 2 트랜스(T2)와 제 2 트랜스(TW)의 1차측에 연결한 콘덴서(C6-C8)로 이루어지고, 전류감지부(60)는 트랜지스터(Q3)와 이 트랜지스터(Q3) 베이스단에 연결한 저항(R14, R15) 및 콘덴서(C8)와 이 저항(R14) 및 MOSFET(Q5)의 소오스단 사이에 연결한 다이오드(D8)와 이 다이오드(D8)의 애노드단에 병렬 연결하여 접지한 저항(R13)과 트랜지스터(Q3) 콜렉터단에 연결하여 접지한 병렬 연결한 저항(R10) 및 콘덴서(C4)로 이루어진다. 그리고 트랜스(T2) 2차측에 다이오드(D9)가 접속되고, 상기 다이오드(D9)는 콘덴서(C1)과 직렬 연결되며, 발진기(31)와 접속한다.

제 3 도는 안정기의 출력 파형 비교도로서, (a)도는 종래의 출력 파형이고, (b)도는 본 고안의 출력 파형을 나타내고 있다.

상술한 구성에 의거하여 본 고안을 첨부된 제 1-3 도를 참조하여 상세히 설명한다.

우선 본 고안은 펄스폭변조발진기를 사용한 타려식 발진방식으로 하나의 고유 주파수를 발생시켜 이 주파수를 파워 MOS(Metal Oxide Semiconductor) FET(Field Effect Transistor)의 온/오프신호로서 인가함으로써, 열 발생율이 적게 된다.

또한 고유 주파수를 사용하므로서 홀수파 고주파 함유율이 현저히 저하되어 잡음성 고주파 발생요인이 저하되고, 전류감지부에 의해 과전류의 흐름을 억제하게 된다.

이러한 동작을 제 2 도에 도시된 상세 회로도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 AC 상용교류전압이 인가되면, 정류부(10)의 브릿지 다이오드(D1-D4)를 통해 정류하여 콘덴서(C9)에서 평활되어 직류 신호인 제 1 제어전압(VC1)을 발생한다.

상기 제 1 제어전압(VC1)은 제어 전압 발생부(20)의 저항(R1, R2)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스단자로 인가되어 상기 트랜지스터(Q1)을 턴온(Turn On) 시킨다. 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온으로 제 1 제어전압(VC1)은 트랜지스터(Q1) 콜렉터단에 연결한 저항(R3)을 통해 트랜지스터(Q1) 출력단인 에미터단으로 공급되어 제 2 제어전압(VC2)을 발생한다.

상기 제 2 제어전압(VC2)은 콘덴서(C1)에 충전되면서 발진회로부(30)의 발진전압으로 인가되어 주파수를 발생한다. 상기 발진기(31)는 저항(R6, R7)을 통해 인가되는 제 1 입력신호를 기준전압으로 하고, 저항(R8, R10)을 통해 인가되는 제 2 입력신호를 상기 기준전압과 비교하여 펄스폭이 변화되는 발진 주파수 신호를 출력한다.

상기 발생된 발진주파수는 인버터부(40)의 콘덴서(C5)를 통해 제 1 트랜스(T1)로 인가되며 각기 위상이 다른 2개의 유도전압을 발생하여 각기 저항(R11, R12)을 통해 파워 MOSFET(Q4, Q5)를 각각 동작시킨다.

상기 발진기(31)에서 발생되는 주파수 발생은 하기 식(1) 및 식(2)에 나타낸다.

상기 MOSFET(Q4, Q5)의 온/오프 동작으로 제 1 노드(N1)에서 스위칭 전압이 발생된다.

상기 스위칭전압에 의해 트랜스부(50)의 제 2 트랜스(T2)의 1차측 및 콘덴서(C6, C7)를 통해 전류가 흘러 2차측으로 전자 유도되어 제 3b 도에 도시한 파형과 같은 2차 전압(12V맥튜)을 발생하므로 할로겐 램프를 점등시킨다.

또한 제 2 트랜스(T2)에 의해 유도되는 2차전압은 다이오드(D9) 및 콘덴서(C1)를 통해서 제 2 제어전압(VC2)을 유도하고, 상기 제 2 제어전압(VC2)은 발진회로부의 발진전압으로 인가된다.

상기 다이오드(D9) 및 콘덴서(C1)로 부터 제 2 제어전압(VC2)을 발생하는 과정에서 초기 전원스위치가 온이되면 트랜지스터(Q1)에 의해 제 2 제어전압(VC2)을 형성한다.

그런데 저항(R4, R5) 및 콘덴서(C2)에 충전되는 전압이 0.7V 이상 충전되는 시점에서 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 트랜지스터(Q1) 베이스 전원이 접지화되므로 트랜지스터(Q1)가 오프된다. 그래서 저항(R3)을 통해 공급되던 제 1 제어전압(VC1)의 공급이 차단되고, 제 2 트랜스(T2)의 2차 전압을 다이오드(D9)로 정류하여 발진회로부의 발진전압으로 공급되는 제 2 제어전압(VC2)을 유도시킨다.

이러한 제 2 제어전압(VC2)의 변환은 저항(R3)에서 소모하는 소모 전력을 없애고 제 2 제어전압(VC2)을 제 2 트랜스(T2)에서 공급하므로서 전원을 최대한 활용하게 되어 전력소비를 최소화한다.

또한편, 안정기의 정상적인 동작중에 출력전압이 단락되거나 급격한 과전류가 흐르게 되면, 전류감지부(60)의 MLOSFET(Q5)에 연결된 저항(R13)에서 전압 강하되어 다이오드(D8) 및 저항(R14) 및 콘덴서(C8)를 통해 트랜지스터(Q3)의 베이스단에 전압이 인가되므로 트랜지스터(Q3)의 콜렉터와 에미터단의 세츄레이션(Saturation)에 의해 발진기(31)로 인가되는 제 2 입력신호가 접지화된다.

따라서 발진기(31)는 주파수발생을 억제하여 MOSFET(Q4, Q5)를 오프시키므로 회로가 동작하지 않게 된다.

이와 같이 회로동작의 정지에 따라 트랜스부(50)로 공급되는 전원이 차단되어 다이오드(D9)와 콘덴서(C1)에 의해 공급되던 제 2 제어전압(VC2)은 OV가 되고, 스위칭부의 트랜지스터(Q2)도 온상태에서 오프상태가 된다.

상기 트랜지스터(Q2)가 오프되면 트랜지스터(Q1)는 다시 온상태가 되는데, 출력이 단락되거나 과전류의 흐름이 계속 유지되면 발진기(31)에서 주파수를 발생시키지 않아 회로는 정지상태를 계속 유지한다.

이때 출력이 정상으로 환원되면 트랜지스터(Q1)가 온되면서 정상적으로 회로가 작동하게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 할로겐 램프 안정기가 종래에 사용된 자력식에서 주파수발생부를 집적회로로 사용한 타려식 발진방식으로 구동회로를 MOSFET로 사용하여 스위칭 주파수를 50㎑까지 상승시키므로 트랜스의 경량화와 단일 주파수 성분만을 함유함으로써, MOSFET의 온/오프 과정에서 발생되는 손실이 적고 고주파 잡음도 발생시키지 않는 이점이 있다.

또한 출력회로의 단락이나 램프이상시 과전류 흐름을 감지하여 회로의 기능을 제어하므로 안정기의 안정화를 기할 수 있는 신뢰성이 향상된 이점이 있다.

Claims (3)

1. 입력되는 교류신호를 정류시켜서 직류신호를 출력하는 정류수단(10)과, 상기류수단(10)의 직류출력신호를 제 1 입력단자로 입력하고 제 2 입력단자로 입력되는 제어신호에 따라 제 1 입력단자로 입력된 직류신호를 교류신호로 변환시켜서 출력하는 인버터부(40)와, 상기 인버터부(40)의 교류출력신호를 입력하여 소정의 전압으로 변환시켜서 출력하는 트랜스부(50)와, 상기 트랜스부(50)의 출력전압으로 점등되는 램프와, 상기 인버터부(40)의 교류출력신호를 입력하여 직류신호로 변환시키고 변환된 신호에서 과전류를 감지하는 전류감지부(60)를 구비한 전자식 할로겐 램프용 안정기회로에 있어서, 상기 트랜스부(50)의 2차측 출력전압을 정류시키는 제 2 정류수단(D9)와, 상기 제 1 정류수단 또는 제 2 정류수단에서 공급되는 직류 출력신호에 의해 인버터부(40)를 제어하기 위한 특정 주파수신호를 발생하여 상기 인버터부(40)의 제 2 입력단자로 인가하는 발진회로부(30)와, 상기 제 1, 2 정류수단의 직류출력신호를 상기 발진회로부의 발진 전압으로 선택적으로 공급하기 위해 스위칭하는 스위칭수단(20)을 포함하여, 상기 전류감지부(60)에서 과전류 감지시 상기 인버터부(40)를 제어하는 발진회로부(30)의 주파수출력신호 발생을 제어함을 특징으로 하는 전자식 할로겐 램프용 안정기회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발진회로부(30)는 펄스폭변조발진기를 사용함으로 특징으로 하는 전자식 할로겐 램프용 안정기회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭수단(20)은 초기점등시 상기 제 1 정류수단(10)의 직류출력을 상기 발진회로부로 공급하고, 소정시간 경과후 상기 제 2 정류수단(D9)의 직류출력을 상기 발진회로부로 공급함을 특징으로 하는 전자식 할로겐 램프용 안정기회로.