KR940001189B1

KR940001189B1 - Drive circuit for discharge lamp

Info

Publication number: KR940001189B1
Application number: KR1019910004289A
Authority: KR
Inventors: 조정환
Original assignee: 조정환
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1994-02-16
Also published as: KR920019218A

Abstract

The circuit consists of two condensers which are connected to each other in series to divide the supplied DC voltage, two power elements which are connected in parallel to the two condenser and execute the operation of alternation when the operating pulse is applied to each gate with 180 phase difference, and a resonant inductor which is connected to the two condensers and two power elements. The resonant inductor has a connecting terminal in the mid-tap for the discharge tube.

Description

Discharge tube driving circuit

제1도는 본 발명이 적용되는 방전관용 안정화 장치의 전체블럭도,1 is an overall block diagram of a stabilizing device for discharge tube to which the present invention is applied,

제2도는 본 발명의 일실시예에 대한 세부회로도.2 is a detailed circuit diagram of an embodiment of the present invention.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 대한 세부회로도.3 is a detailed circuit diagram of another embodiment of the present invention.

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

3내지 4, 30내지 60 : 전력소자 1, 2, 10, 11, 12, 20, 70, 80 : 콘덴서 5 : 공진인덕터3 to 4, 30 to 60: power devices 1, 2, 10, 11, 12, 20, 70, 80: capacitor 5: resonant inductor

본 발명은 고압 방전관용 안정화 장치에 사용되는 방전과 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge and drive circuit used in a stabilization device for a high pressure discharge tube.

종래에는 방전관의 안정화 장치가 상용주파수로 구동됨에 따라 방전관의 광효율 및 안정화 장치의 손실이 크게 되었다. 또한 무게 및 부피가 큰 결번을 가지고 있었다.Conventionally, as the stabilizer of the discharge tube is driven at a commercial frequency, the optical efficiency of the discharge tube and the loss of the stabilizer are large. It also had heavy and bulky defects.

따라서 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 방전관용 안정화 장치와 방전관이 원거리를 두고 설치될때 대지 간 간섭과 고주파 잡음 간섭의 영향을 극소화 시킬 수 있으며, 공진회로를 구성하여 구동 전류 및 전압을 전송함으로 전송효율을 향상시킬수 있는 방전관 구동회로를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 정격 전압이 높은 방전관을 구동시키기 위해 간단한 회로 변경으로 높은 방전전압을 구동시킬 수 있는 방전관 구동회로를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as to minimize the effects of ground-to-earth interference and high-frequency noise interference when the discharge tube stabilization device and the discharge tube is installed at a long distance, and constitutes a resonant circuit to drive current And to provide a discharge tube driving circuit that can improve the transmission efficiency by transmitting a voltage. Still another object of the present invention is to provide a discharge tube driving circuit capable of driving a high discharge voltage with a simple circuit change to drive a discharge tube having a high rated voltage.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 첫번째 실시예로서, 고압 방전관용 안정화 장치에 사용되는 방전관 구동회로에 있어서, 상호간에 직렬로 연결되어 공급되는 직류전압을 분압하기 위한 제1및 제2콘덴서와 상호간에 직렬로 연결되고 상기 제1 및 제2콘덴서와는 병렬로 연결되며 게이트 단에 각각에 서로다른 180의 위상차를 갖는 동작 펄스가 인가되어 교번 동작하는 제1및 제2전력소자와 상기 제1및 제2콘덴서의 연결점에 일단이 연결되고 다른 일단은 상기 제1및 제2전력소자의 연결점에 연결되어 중간탭에는 방전관이 접속되는 연결단자를 형성하는 공진인덕터로 구성하였다.In order to achieve the above object, the present invention is the first embodiment, in the discharge tube driving circuit used in the stabilization device for high-pressure discharge tube, mutually connected with the first and second capacitors for dividing the DC voltage supplied in series First and second power devices connected to the first and second capacitors in parallel with the first and second capacitors in parallel, and alternately operated by applying an operation pulse having a phase difference of 180 to each of the gate terminals. One end is connected to the connection point of the second capacitor, and the other end is connected to the connection point of the first and second power devices, and the middle tab is composed of a resonance inductor forming a connection terminal to which the discharge tube is connected.

두번째 실시예로서는 브리지 구조로 구성되어 제1전력소자와 제4전력소자가 연동되고 제2전력소자와 제3전력소자이 연동되도록 동작신호를 받는 제1내지 제4전력소자와 상기 제1내지 제4전력소자의 브리지 구조에 병렬로 연결되어 제2전력소자와 제3전력소자가 또는 제1전력 소자와 제4전력소자가 연동될때 충전전압을 방전하는 제1콘덴서와 상기 제1전력소자와 제2전력소자의 연결점에 일단이 연결되고, 다른 일단은 제2콘덴서를 통해 상기 제3전력소자와 제4전력소자의 연결점에 연결되며 중간탭에 방전관의 연결단을 형성하는 공진인덕터와 상기 공진인덕터의 방전관 연결단에 병렬로 연결된 제3콘덴서로 구성하였다.In a second embodiment, the first to fourth power devices and the first to fourth power devices are configured in a bridge structure to receive an operation signal such that the first power device and the fourth power device are interlocked, and the second power device and the third power device are interlocked. A connection point of the first capacitor and the first power device and the second power device which are connected in parallel to the bridge structure of the first capacitor to discharge the charging voltage when the second power device and the third power device or the first power device and the fourth power device are interlocked. One end is connected to the other end, and the other end is connected to the connection point of the third power device and the fourth power device via a second capacitor, and is connected to the discharge tube connection end of the resonant inductor and the resonant inductor forming a connection end of the discharge tube in the intermediate tab. A third capacitor was connected in parallel.

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 발명에 적용되는 고압 방전관용 안정화 장치에 관한 전체 블럭도로서 도면에서 100은 직류전원 공급회로부, 200은 시동 고압 펄스 회로부, 300은 본 발명인 방전관 구동회로부, 800은 방전관 구동 제어회로부, 700은 버퍼회로부, 600은 전압 제어발진부, 400은 정격전력 제어회로부, 500은 초기 기동전류제어회로부를 각각 나타낸다.1 is an overall block diagram of a stabilization apparatus for a high-pressure discharge tube applied to the present invention 100 is a DC power supply circuit unit, 200 is a high-voltage pulse circuit unit, 300 is a discharge tube drive circuit unit, 300 is a discharge tube drive control circuit unit, 700 denotes a buffer circuit portion, 600 denotes a voltage controlled oscillator portion, 400 denotes a rated power control circuit portion, and 500 denotes an initial starting current control circuit portion.

직류전압공급회로부(100)는 상용전원(100V 또는 200V, 380V, 440V, 480V등)을 입력으로 받아 일정한 직류 전압을 얻는 기능을 한다.The DC voltage supply circuit unit 100 receives a commercial power supply (100V or 200V, 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 발진하며, 이 발진 주파수 신호는 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)은 방전관구동회로부(300)가 동작하도록 동작신호를 방전관구동회로부(300)에 인가하고, 방전관구동회로부(300)내의 전력소자의 동작시 파괴를 방지하기 위해 전력소자의 게이트의 동작점을 제어한다.The discharge tube drive control circuit unit 800 applies an operation signal to the discharge tube drive circuit unit 300 to operate the discharge tube drive circuit unit 300, and prevents destruction of the power device during operation of the power element in the discharge tube drive circuit unit 300. Control the operating point of the gate.

본 발명인 방전관구동호로부(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 최소화 시킨다.The inventors of the present invention, the discharge tube driving circuit unit 300 divides the DC voltage provided by the DC voltage supply unit 100 to charge the capacitor, and when the power device receives the operation signal of the discharge tube driving control circuit unit 800 alternately to operate. It provides the operating voltage and current to the discharge tube, and provides the operating voltage and current to the discharge tube through the series resonant circuit to improve the efficiency of the transmission power. 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.

정격전력제어회로부(400)는 방전관에 안정된 정력전력을 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 rated power control circuit unit 400 is a circuit unit that continuously provides stable energetic power to the discharge tube. When the discharge tube is turned on, the voltage control oscillator 600 is automatically controlled according to the detection result by continuously detecting the voltage and current of the discharge tube. In operation, the initial starting current control unit 500 stops operating.

제2도는 본 발명인 방전관 구동회로부(300)의 일실시예에 따른 상세회로로서, 도면에서 1, 2는 분압용 콘덴서, 3, 4는 전력용 소자, 5는 공진인덕터, 6내지 9는 저항, 11, 12은 콘덴서를 각각 나타낸다.Figure 2 is a detailed circuit according to an embodiment of the discharge tube driving circuit unit 300 of the present invention, 1, 2 is a voltage divider capacitor, 3, 4 is a power device, 5 is a resonant inductor, 6 to 9 is a resistance, 11 and 12 represent capacitors, respectively.

전력소자(3, 4)는 방전관 구동제어회로부(800)로부터 180 서로다른 위상의 고주파 동작펄스를 제공받아 교번하며 동작하게 된다.The power devices 3 and 4 receive 180 high-frequency operation pulses of different phases from the discharge tube driving control circuit 800 to operate alternately.

전력소자(3)가 ON되어 동작할때는, 직류전원 공급회로부(100)로 부터 공급된 고전압을 분압하여 충전하고 있던 분압 콘덴서(1)의 충전전압이 전력소자(3)→공진인덕터(5)의 권선b→방전관→공진인덕터(5)의 권선 a로 형성되는 폐회로를 통해 공급된다. 이때 분압콘덴서(1)와 공진인턱터(5)는 직렬 공진회로를 형성하며, 공진회로의 임피던스가 거의 무시되므로 방전관으로의 전류와 전압의 전소효율이 향상된다. 또한, 전력소자(4)가 ON되어 동작하면 분압콘덴서(2)의 충전전압이 공진인덕터(5)의 권선 a→방전관→공진인덕터(5)의 권선 b→전력소자(4)로 형성되는 폐회로를 통해 공급되며, 이로인한 분압콘덴서(2)와 공진인덕터(5)로 형성되는 공진회로의 동작은 상기한 전력소자(3)의 동작때와 동일하다. 한편, 방전관의 연결단을 공진인덕터(5)의 중간 탭에 마련하여 방전관을 연결하기 때문에 대지와의 간섭 또는 외부의 고주파 잡음간섭이 회로 내에 영향을 끼치지 못하게 되어 회로의 안정적 동작이 보장되게 한다. 또한, 본 발명의 공진주파수는 상기 직류전원공급회로부(100)의 출력단에 설치된 노이즈 제거용 코일의 영향으로 직류전원 공급회로부(100)로의 유출이 방지된다.When the power device 3 is turned on and operated, the charging voltage of the voltage dividing capacitor 1 charged by dividing and charging the high voltage supplied from the DC power supply circuit unit 100 is changed from the power device 3 to the resonance inductor 5. It is supplied through the closed circuit formed by the winding a of the winding b → discharge tube → resonant inductor 5. At this time, the voltage divider capacitor 1 and the resonant inductor 5 form a series resonant circuit. Since the impedance of the resonant circuit is almost ignored, the power efficiency of the current and voltage to the discharge tube is improved. In addition, when the power device 4 is turned on and operated, a closed circuit in which the charging voltage of the voltage divider capacitor 2 is formed from the winding a of the resonant inductor 5 to the discharge tube to the winding b of the resonant inductor 5 to the power device 4. Supplied through, the operation of the resonant circuit formed by the divided capacitor (2) and the resonant inductor (5) is the same as the operation of the power device (3) described above. On the other hand, since the connection end of the discharge tube is provided in the middle tab of the resonant inductor 5 to connect the discharge tube, interference with the earth or external high frequency noise interference does not affect the circuit, thereby ensuring stable operation of the circuit. . In addition, the resonance frequency of the present invention is prevented from leaking to the DC power supply circuit unit 100 under the influence of the noise removing coil installed in the output terminal of the DC power supply circuit unit 100.

여기서, 전력소자(3, 4)를 교번 동작시키는 이유는 방전관을 고주파 전압으로 구동시켜 소자의 소형화와 방전관 광속의 효율을 꾀하기 위함이다.Here, the reason why the power devices 3 and 4 are operated alternately is to drive the discharge tube at a high frequency voltage to achieve miniaturization of the element and the efficiency of the discharge tube luminous flux.

도면에서 미설명된 저항(8, 9)와 콘덴서(11, 12)은 전력소자(3, 4)동작 안정화 소자이고, 저항(6, 7)은 콘덴서 보호용이다.The resistors 8 and 9 and the capacitors 11 and 12 which are not described in the drawing are the power stabilizing elements of the power elements 3 and 4, and the resistors 6 and 7 are for protecting the capacitor.

제3도는 본 발명의 다른 실시예로서 높은 정격전압이 요구되는 방전관에 적용되는 방전관 구동회로의 세부회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of a discharge tube driving circuit applied to a discharge tube requiring a high rated voltage as another embodiment of the present invention.

도면에서 20, 70, 80은 콘덴서 30내지 60은 전력소자를 각각 나타낸다.In the drawings, 20, 70, and 80 represent capacitors 30 to 60, respectively, for power devices.

도면에 도시한 바와 같이, 큰 정격전압을 방전관에 제공하기 위해 전력소자(30내지 60)는 브리지 구조로 연결되어 제1도의 일실시예보다 2배의 내압을 감당할수 있으며, 직류전원공급회로부(100)에서 제공되는 전압을 분압하지 않고 전체를 충전한 콘덴서(20)가 전력소자(30 내지 60)의 교번동작으로 방전하므로 직류전원공급회로부(100의 제공전압의 2배 정도의 전압을 제공할수 있게 된다. 방전관 구동제어회로부(800)에서 전력소자(30내지 60)의 동작 펄스를 전력소자(30, 60)와 전력소자(40, 50)가 교번 동작하도록 제공한다면, 콘덴서의 충전전압은 전력소자(30)→공진인덕터(5)의 권선 a→방전관→공진인덕터(5)의 권선 b→콘덴서(70)→전력소자(60)의 폐회로, 또는 전력소자(50)→콘덴서(70)→공진인덕터(5)의 권선 b→방전관→공진인덕터(5)의 권선 a→전력소자(40)의 폐회로를 통해 인가된다.As shown in the figure, in order to provide a large rated voltage to the discharge tube, the power devices 30 to 60 are connected in a bridge structure and can withstand twice the breakdown voltage than the embodiment of FIG. Since the capacitor 20 charged in its entirety without dividing the voltage provided by 100 is discharged by the alternating operation of the power devices 30 to 60, the voltage 20 of the DC power supply circuit unit 100 may provide about twice the voltage provided by the DC power supply circuit unit 100. If the discharge tube driving control circuit unit 800 provides the operation pulses of the power devices 30 to 60 so that the power devices 30 and 60 and the power devices 40 and 50 alternately operate, the charging voltage of the capacitor is applied to the power. Element 30-> winding of resonant inductor 5-> discharge tube-> winding of resonant inductor 5-> capacitor 70-> closed circuit of power element 60, or power element 50-> capacitor 70-> The winding b of the resonant inductor 5 → the discharge tube → the winding a of the resonant inductor 5 → the power element 40 It is applied through a closed circuit.

한편, 콘덴서(80)는 높은 정격전압의 방전관을 시동하기 위한 것으로 시동과정에서 콘덴서(80)만으로 직렬동진이 일어나는데, 공진주파수가 콘덴서(80)의 영향으로 매우 높은 주파수가 되도록 값이 설정되면, 방전관에 가해지는 전압은 콘덴서(80)로 인한 높은 주파수의 감쇄 진동으로 중첩되므로 최고 2배 정도의 정격전압을 방전관으로 제공할 수 있다. 그리고, 방전관이 점등되면 방전관의 저항치가 콘덴서(80)에 비해 매우 적으므로 콘덴서(80)은 무시될 수 있다. 여기서, 콘덴서(70)는 정상상태의 공진주파수를 결정하는 것이다. 결국, 전력소자(30 내지 60)의 교번동작으로 형성되는 직렬 공진회로에 의한 효과와 공진인덕터(5)에 방전관의 연결단을 형성하는것에 대한 효과는 그대로 유지되면서 제1도의 일실시예보다 최고 2배 정도 높은 전압을 요구하는 방전관도 구동시켜 사용할 수 있다.On the other hand, the capacitor 80 is to start the discharge tube of a high rated voltage, and the series vibration occurs only in the condenser 80 during the startup process, if the value is set so that the resonance frequency is a very high frequency under the influence of the condenser 80, Since the voltage applied to the discharge tube is superimposed by the attenuation vibration of the high frequency due to the condenser 80, it is possible to provide the discharge tube with a rated voltage of up to about 2 times. When the discharge tube is turned on, since the resistance value of the discharge tube is very small compared to the capacitor 80, the capacitor 80 may be ignored. Here, the capacitor 70 determines the resonance frequency of the steady state. As a result, the effect of the series resonant circuit formed by the alternating operation of the power devices 30 to 60 and the effect of forming the connection end of the discharge tube in the resonant inductor 5 remain the same as in the embodiment of FIG. It can also be used by driving a discharge tube that requires a voltage twice as high.

따라서, 본 발명은 방전관에 전압을 인가할 때 직렬공진회로를 통하므로 전송효율을 증대시킬수 있고, 공진인덕터의 중간탭에서 방전관의 연결단을 형성하므로 대지와 외부 고주파 잡음의 간섭을 극소화 할수 있다. 또한, 본 발명에 적용되는 방전관용 안정화 장치의 전체를 병형하지 않고도, 간단한 회로 변형으로 최고 2배 이상의 정격전압이 요구되는 방전관도 점등시킬수 있어 경제성이 뛰어난 적용효과가 있다.Accordingly, the present invention can increase the transmission efficiency when the voltage is applied to the discharge tube through the series resonant circuit, and minimize the interference between the earth and external high frequency noise by forming the connection terminal of the discharge tube at the middle tap of the resonant inductor. In addition, it is possible to light up the discharge tube requiring a rated voltage of up to twice or more by simple circuit modification, without the whole of the discharge tube stabilization apparatus applied to the present invention, there is an excellent economic effect.

Claims

1. A discharge tube drive circuit for use in a stabilization apparatus for a high pressure discharge tube, comprising: first and second capacitors (1, 2) for dividing a DC voltage supplied in series with each other; Are connected in series with each other, and are connected in parallel with the first and second capacitors 1 and 2, and the first and second alternately operated by applying an operation pulse having a phase difference of 180 ° to each of the gate terminals. Discharge tube driving circuit, characterized in that consisting of a resonant inductor (5) connected to the connection point of the power device (3,4) to form a connection terminal connected to the discharge tube in the middle tab.

In the discharge tube driving circuit used in the stabilization apparatus for the high-pressure discharge tube, it is composed of a bridge structure, the first power device 30 and the fourth power device 60 is interlocked, the second power device 40 and the third power device First to fourth power devices 30 to 60 that receive an operation signal so that the 50 is interlocked; And a first capacitor 20 for discharging a charging voltage when the first to fourth power device 40 and the third power device 50 or the first power device 30 and the fourth power device 60 are interlocked. ; And one end is connected to a connection point between the first power device 30 and the second power device 40, and the other end is connected to the third power device 50 and the fourth power device through the second capacitor 70. A resonant inductor 5 connected to the connection point of 60 and forming a connection end of the discharge tube in the middle tab; And a third capacitor 80 connected in parallel to the discharge tube connecting end of the resonant inductor 5 to drive a discharge tube having a high rated voltage up to twice the voltage supplied to the entire circuit. Driving circuit.