KR940001187B1 - Auto-control circuit of regular power for discharge lamp - Google Patents

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Abstract

The circuit tracks and detects a lighting status and keeps an adequate rating power for an electric discharge tube according to it's characteristics and installation environment. It comprises a bridge diode (4), photo coupler (5), current detecting device (1), band-pass filter (18), 1st diode (2), zener diode (17), operational amplifier (8) which sends an intergrating control output, and a 2nd diode (15).

Description

방전관용 정격 전력 자동 제어회로Rated power automatic control circuit for discharge tube

제1도는 본 발명이 적용되는 고압방전관용 안정화 장치의 전체 블럭도.1 is an overall block diagram of a stabilization device for a high-pressure discharge tube to which the present invention is applied.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 세부 회로도.2 is a detailed circuit diagram according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 전류 검출소자 2 : 다이오드1: current detecting element 2: diode

3 : 평활 콘덴서 4 : 브리지 다이오드3: smoothing capacitor 4: bridge diode

5 : 포토 커플러 8 : 연산증폭기5: photo coupler 8: operational amplifier

본 발명은 고압 방전관 안정화 장치에 적용되는 방전관 정격전력 자동 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge tube rated power automatic control circuit applied to the high-pressure discharge tube stabilization device.

일반적으로 고압 방전관은 제조 특성으로 인하여 각 제품화된 고압 방전관 사이에는 적지 않은 오차를 갖게 된다. 그러므로, 종래의 고압 방전관 구동장치는 고압 방전관에 정격 전력을 제공함에 있어 제품상의 차이에 조응하는 정격 전력을 출력하는데 한계가 뚜렷했고, 특히, 고압 방전관 구동장치와 방전관이 원거리를 두고 설치될 경우, 심지어 방전관 구동장치에서 제공하는 구동출력이 방전관의 정격전력에서 벗어나는 문제점이 존재하였다.In general, the high-pressure discharge tube has a significant error between each commercialized high-pressure discharge tube due to the manufacturing characteristics. Therefore, the conventional high pressure discharge tube driving device has a clear limit in outputting rated power corresponding to the product difference in providing rated power to the high pressure discharge tube, and particularly, when the high pressure discharge tube driving device and the discharge tube are installed at a long distance, There was even a problem that the drive output provided by the discharge tube driving device is out of the rated power of the discharge tube.

따라서, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 고압 방전관의 제품상의 특성에 조응하면서 적정한 정격 전력을 제공할 수 있는 방전관 정격 전력 자동 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a discharge tube rated power automatic control circuit capable of providing an appropriate rated power while complying with the product characteristics of the high-pressure discharge tube.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 방전관 연결 선로에 병렬로 연결되어 선로 양단의 전압을 검출하는 브리지 다이오드와, 상기 브리지 다이오드에 연결된 포토 커플러와, 방전관 연결선로에 직렬 접속되어 방전관 전류를 검출하는 전류 검출소자와, 상기 전류 검출소자(1)에 연결되어 검출된 전류를 필터링시키는 밴드패스 필터와, 상기 밴드패스 필터의 출력을 정류시키도록 연결된 제1다이오드와, 상기 다이오드에 연결되어 온도변화에 따른 출력변화분을 전압강하시켜 정전력을 유지하도록 하는 제너 다이오드와, 상기 포토 커플러의 출력단과 상기 제너다이오드에 각각의 입력 저항을 통해 (+) 입력단자가 연결되고, (-)입력단자는 자체출력을 기준전압으로 입력받도록 연결되어 전분제어 출력을 내는 연산 증폭수단과, 상기 증폭수단의 출력단에 연결되는 제2다이오드를 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention, a bridge diode connected in parallel to the discharge tube connecting line for detecting the voltage across the line, a photo coupler connected to the bridge diode, and connected in series to the discharge tube connecting line for detecting the discharge tube current A current detector, a bandpass filter connected to the current detector 1 to filter the detected current, a first diode connected to rectify the output of the bandpass filter, and connected to the diode to change temperature A Zener diode which maintains constant power by dropping the output variation according to the voltage, a positive input terminal is connected to the output terminal of the photocoupler and the Zener diode through respective input resistors, and the negative input terminal is itself An operational amplification means connected to receive an output as a reference voltage to produce a starch control output, and an output of the amplification means. A and a second diode is connected.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

제1도는 본 발명이 적용되는 고압 방전관용 안정화 장치에 관한 전체 블럭도로서, 도면에서 100은 직류 전원 공급 회로부, 200은 시동 고압 펄스 회로부, 300은 방전관 구동회로부, 400은 본 발명인 정격전력 자동 제어회로부, 500은 초기 기동 전류 제어회로부, 600은 전압 제어 발진부, 700은 버퍼 회로부, 800은 방전관 구동 제어회로부를 각각 나타낸다.1 is an overall block diagram of a stabilization apparatus for a high-pressure discharge tube to which the present invention is applied, in which 100 is a DC power supply circuit unit, 200 is a high-voltage pulse circuit unit, 300 is a discharge tube drive circuit unit, 400 is the rated power automatic control of the present invention The circuit portion 500 represents an initial starting current control circuit portion, 600 represents a voltage controlled oscillation portion, 700 represents a buffer circuit portion, and 800 represents a discharge tube drive control circuit portion.

직류전압공급회로부(100)는 상용전원(110V 또는 220V, 380V, 440V, 480V등)을 입력으로 받아 일정한 직류 전압을 얻는 기능을 한다.The DC voltage supply circuit unit 100 receives a commercial power source (110V or 220V, 380V, 440V, 480V, etc.) as an input to obtain a constant DC voltage.

시동고압펄스회로부(200)는 상기 직류전압공급회로부(100)에서 제공되는 직류 전압을 충전하였다가 내부의 구형파 발진회로의 출력 주파수 주기대로 충전 전압을 방전시켜 방전관의 고압 시동펄스를 제공한다.The starting high voltage pulse circuit unit 200 charges the DC voltage provided from the DC voltage supply circuit unit 100 and discharges the charging voltage at an output frequency period of the square wave oscillation circuit therein to provide a high voltage starting pulse of the discharge tube.

초기 기동전류제어회로부(500)은 상기 시동고압펄스회로부(200)가 동작하는 시점에, 즉, 방전관이 점등되기 전에 기동전류를 제공하는 기능을 하다가 방전관이 점등되면 상기 시동고압펄스회로부(200)의 동작을 멈추게 하며, 자기 자신도 동작을 멈춘다.The initial starting current control circuit unit 500 functions to provide a starting current at the time when the starting high pressure pulse circuit unit 200 operates, that is, before the discharge tube is turned on, and then turns on the starting high pressure pulse circuit unit 200. Stops the movement of itself, stops itself.

전압제어발진기(600)은 방전관을 점등시키기 위한 방전관구동회로부(300)의 동작주파수를 발진하여, 이 발진 주파수 신호를 버퍼회로부(700)에 의해 버퍼링되어 방전관구동제어회로부(800)에 가해진다.The voltage controlled oscillator 600 oscillates the operating frequency of the discharge tube driving circuit unit 300 for turning on the discharge tube, and the oscillation frequency signal is buffered by the buffer circuit unit 700 and applied to the discharge tube driving control circuit unit 800.

방전관구동제어회로부(800)는 방전관구동회로부(300)가 동작하도록 동작신호를 방전관구동회로부(300)에 인가하고, 방전관구동회로부(300)내의 전력소자의 고주파 동작시 파괴를 방지하기 위해 전력소자의 게이트의 동작점을 제어한다.The discharge tube driving control circuit unit 800 applies an operation signal to the discharge tube driving circuit unit 300 to operate the discharge tube driving circuit unit 300, and prevents the power device in the high frequency operation of the power element in the discharge tube driving circuit unit 300 from being destroyed. Control the operating point of the gate.

방전관구동회로부(300)는 상기 직류전압공급부(100)에서 제공하는 직류전압을 분압하여 콘덴서에 충전시켰다가 전력소자가 방전관구동제어회로부(800)의 동작신호를 받아 교번적으로 동작할때 방전관에 동작 전압과 전류를 제공하며 전송전력의 효율을 높이기 위해 직렬 공진회로를 통해 동작전압과 전류를 방전관에 제공한다. 한편, 내부의 공진인덕터의 중간탭에서 방전관의 연결단자를 설치하여 방전관이 연결되도록 하고 그러므로써 방전관이 원거리에 설치될때 대지와 고주파의 간섭을 최소화시킨다.The discharge tube driving circuit unit 300 divides the DC voltage provided by the DC voltage supply unit 100 to charge the capacitor, and then operates the discharge tube when the power device alternately operates by receiving the operation signal of the discharge tube driving control circuit unit 800. It provides voltage and current, and provides operating voltage and current to discharge tube through series resonant circuit to improve transmission power efficiency. On the other hand, by installing the connection terminal of the discharge tube in the middle tap of the internal resonant inductor to connect the discharge tube, thereby minimizing the interference of the earth and high frequency when the discharge tube is installed at a long distance.

본 발명인 정격전력 자동 제어회로부(400)는 방전관에 안정된 정격전력을 지속적으로 제공하는 회로부로서, 방전관이 점등되면 지속적으로 방전관의 전압과 전류를 검출하여 검출결과에 따라 상기 전압제어발진부(600)를 자동제어하며, 초기 기동전류제어부(500)의 동작이 멈추는 시점에 동작한다.The present inventors automatic power control circuit 400 is a circuit for continuously providing a stable rated power to the discharge tube, when the discharge tube is turned on continuously detects the voltage and current of the discharge tube to the voltage control oscillator 600 according to the detection result Automatic control is performed at the time when the operation of the initial starting current control unit 500 stops.

제2도는 본 발명인 정격전력 자동 제어회로부(400)의 일실시예에 대한 세부 회로도로서, 도면에서 1은 전류 감지소자, 2와 15는 다이오드, 4는 브리지 다이오드, 5는 포토 커플러, 8은 연산증폭기, 3은 평활콘덴서, 12 내지 14는 콘덴서, 6, 7, 9, 10, 11, 16은 저항, 17은 제너다이오드, 18은 밴드패스 필터를 각각 나타낸다.2 is a detailed circuit diagram of an embodiment of the automatic power control circuit 400 according to the present invention, in which 1 is a current sensing element, 2 and 15 are diodes, 4 is a bridge diode, 5 is a photo coupler, and 8 is a calculation. An amplifier, 3 denotes a smoothing capacitor, 12 to 14 a capacitor, 6, 7, 9, 10, 11, 16 denotes a resistor, 17 denotes a zener diode, and 18 denotes a bandpass filter.

방전관의 초기 점등시 방전관의 전류는 전류 감지소자(1)에 의해 감지되고, 저항(11)과 콘덴서(12)로 구성되는 밴드패스 필터(18)를 통해 다이오드(2)에 의해 정류된다. 여기서, 밴드패스 필터로 필터링시키는 이유는, 무부하시 또는 점등초기시 선로가 길어지면 선로의 임피이던스가 부하로 작용하여 비점등 상태이지만 점등한 상태인 것처럼 회로가 작동하는 경우가 발생하므로 이를 방지하기 위함이다.When the discharge tube is initially turned on, the current of the discharge tube is sensed by the current sensing element 1 and rectified by the diode 2 through the band pass filter 18 composed of the resistor 11 and the condenser 12. Here, the reason for filtering by the band pass filter is to prevent the circuit operation as if the impedance of the line acts as a load when the line is long at no load or at the initial stage of lighting. to be.

정류된 전류는 콘덴서(3)에 의해 평활되어 제너다이오드(17)와 저항(7)을 통해 연산증폭기(8)에 가해지면 연산증폭기(8)는 출력 전압이 상승하게 되고 방전관이 완전히 점등하면 안정한 전압을 출력하게 된다. 여기서, 상기 제너다이오드(17)는, 안정기 동작시 소자의 발열로 인한 소자 특성오차의 한계로 출력의 변화가 발생하는데 이를 최소화하기 위해 온도변화에 대한 전압 변화분을 전압강하시켜 정전력을 유지시키는 기능을 담당한다.The rectified current is smoothed by the condenser 3 and applied to the operational amplifier 8 through the zener diode 17 and the resistor 7 so that the operational amplifier 8 increases the output voltage and is stable when the discharge tube is completely lit. Output voltage. Here, the zener diode 17, the output change occurs due to the limit of the device characteristic error due to the heat generation of the device when the ballast operation, in order to minimize the voltage change for the temperature change to maintain a constant power In charge of the function.

점등후, 초기 방전관의 양단 전압은 수십 볼트로 매우 낮으며, 이 전압은 저항(9)과 브리지 다이오드(4)를 통해 포토 커플러(5)에 공급된다. 이때, 포토 커플러(5)의 발광다이오드는 방전관의 전압에 비레하는 빛의 밝기를 가지므로 포토 커플러(5)의 출력 트랜지스터는 저항(10)에 방전관의 전압에 해당하는 전압을 발생시킨다. 연산증폭기(8)는 (-)입력단에 자체출력을 기준전압으로 받고, (+)입력단은 방전관의 전압 및 전류를 가중치를 두어 입력받는다.After lighting, the voltage across the initial discharge tube is very low, several tens of volts, which is supplied to the photo coupler 5 through the resistor 9 and the bridge diode 4. At this time, since the light emitting diode of the photocoupler 5 has the brightness of light that is proportional to the voltage of the discharge tube, the output transistor of the photo coupler 5 generates a voltage corresponding to the voltage of the discharge tube in the resistor 10. The operational amplifier 8 receives its own output as a reference voltage at the negative input terminal, and receives the voltage and current of the discharge tube with a weighted input.

상기 연산증폭기(8)는 적분 제어를 행하며, 정상상태, 즉, 점등이 완전히 된 상태에서 정격전류가 되도록 저항(6, 7)의 저항값이 결정되어 있다. 그러므로, 초기 점등시, 방전관의 전압이 작을때는 정격 전류보다 많은 전류가 흐르게 되고, 방전관의 전압이 상승함에 따라 전류가 감소되어 정격치에 도달하게 된다. 또한, 출력단에 연결된 다이오드(15)는 상기 제너 다이오드(17)와 동일한 기능을 수행하기 위해 부가된다.The operational amplifier 8 performs integral control, and the resistance values of the resistors 6 and 7 are determined so as to be rated current in a steady state, that is, in a state where the lighting is completed. Therefore, during initial lighting, when the voltage of the discharge tube is small, more current flows than the rated current, and as the voltage of the discharge tube increases, the current decreases to reach the rated value. In addition, a diode 15 connected to the output terminal is added to perform the same function as the zener diode 17.

상기와 같은 동작으로 방전관의 특성이 다소 차이가 있어도 방전관의 전압, 전류 모두를 추적 검출하여 자동제어하므로 정격에 가까운 출력을 얻을 수 있다. 또한, 방전관 연결선로 길이, 주위 온도등 설치 환경에 의한 소자변동분을 보상하여 출력을 일정하게 할 수 있고, 상용전원의 전압이 변하여도 항상 일정한 출력이 얻어지게 할 수 있다.Even if the characteristics of the discharge tube are slightly different by the operation described above, since the voltage and current of the discharge tube are tracked and automatically controlled, an output close to the rating can be obtained. In addition, the output can be made constant by compensating element variation due to the installation environment such as the discharge tube connecting line length and the ambient temperature, and it is possible to always obtain a constant output even when the voltage of the commercial power source changes.

따라서, 본 발명은 본 발명이 적용되는 방전관용 안정화장치가 방전관의 다양한 제품특성에 조응하면서 정격 전력을 제공할 수 있게 하는 작용효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of enabling the stabilizer for a discharge tube to which the present invention is applied can provide rated power while responding to various product characteristics of the discharge tube.

Claims (2)

고압 방전관 안정화 장치에 적용되어 방전관의 정격 전력을 자동제어하는 회로에 있어서, 방전관 연결 선로에 병렬로 연결되어 선로 양단의 전압을 검출하는 브리지 다이오드(4)와, 상기 브리지 다이오드(4)에 연결된 포토 커플러(5)와, 방전관 연결선로에 직렬 접속되어 방전관 전류를 검출하는 전류 검출소자(1)와, 상기 전류 검출소자(1)에 연결되어 검출된 전류를 필터링시키는 밴드패스필터(18)와 상기 밴드 패스 필터(18)의 출력을 정류시키도록 연결된 제1다이오드(2)와, 상기 다이오드(2)에 연결되어 온도변화에 따른 출력변화분을 전압강하시켜 정전력을 유지하도록 하는 제너 다이오드(17)와, 상기 포토 커플러(5)의 출력단과 상기 제너다이오드(17)에 각각의 입력 저항(6,7)을 통해 (+)입력단자가 연결되고, (-)입력단자는 자체출력을 기준전압으로 입력받도록 연결되어 적분제어출력을 내는 연산 증폭수단(8)과, 상기 연산증폭 수단(8)의 출력단에 연결되는 제2다이오드(15)를 구비하여, 방전관의 설치환경 및 특성에 따른 점등 상태를 추적 검출하여 방전관에 적정한 정격전력을 유지시키기 위한 자동제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 방전관 정격 전력 자동 제어회로.In the circuit applied to the high-pressure discharge tube stabilization device to automatically control the rated power of the discharge tube, the bridge diode (4) connected in parallel to the discharge tube connecting line for detecting the voltage across the line, and the photodiode connected to the bridge diode (4) A coupler (5), a current detection element (1) connected in series with a discharge tube connecting line to detect discharge tube current, and a band pass filter (18) connected to the current detection element (1) to filter the detected current and the A first diode 2 connected to rectify the output of the band pass filter 18, and a Zener diode 17 connected to the diode 2 to drop the output change according to the temperature change to maintain a constant power. ) And a positive input terminal are connected to the output terminal of the photocoupler 5 and the zener diode 17 through respective input resistors 6 and 7, and the negative input terminal supplies its own output voltage. Input by And a second amplifier 15 connected to the output terminal of the operational amplifying means 8 to track the lighting state according to the installation environment and characteristics of the discharge tube. A discharge tube rated power automatic control circuit for detecting and generating an automatic control signal for maintaining an appropriate rated power in a discharge tube. 제1항에 있어서, 상기 다이오드(2)를 통한 전류신호를 평활하기 위해 상기 다이오드(2) 출력단에 연결된 평활 콘덴서(3)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 방전관 정격 전력 자동 제어회로.2. The automatic discharge circuit rated power control circuit according to claim 1, further comprising a smoothing capacitor (3) connected to an output terminal of said diode (2) for smoothing a current signal through said diode (2).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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