KR940002676Y1 - 조광 제어가 가능한 전자식 형광등용 안정기 구동회로 - Google Patents

조광 제어가 가능한 전자식 형광등용 안정기 구동회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

조광 제어가 가능한 전자식 형광등용 안정기 구동회로
제 1 도는 본 고안의 블록 구성도.
제 2 도는 제 1 도의 상세 회로도.
제 3 도의 (a) 내지 (e)는 제 2 도의 각부의 동작 파형도.
제 4 도의 (a) 내지 (e)는 조광스위치의 온시 각부의 동작파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 주파수 발생부 4 : 인버터부
5 : 공진부 6 : 소프트 시동부
7 : 주파수 제어부 8 : 제어전압발생부
본 고안은 전자식 형광등용 안정기에 관한 것으로 특히 조광(Dimming) 스위치의 온/오프 제어에 따라 형광램프 출력을 제어하는 조광 제어식 안정기 구동회로에 관한 것이다.
종래의 전자식 형광등용 안정기는 자려식 발진방식을 채용하는 것으로서 발진주파수는 회로의 정수 즉, 코일과 콘덴서에 의해 설정된다.
이와 같이 미리 설정된 주파수는 임의의 변화가 극히 제한되어 있으므로 조광제어기능의 실현이 불가능하다.
또한 초기 점등시에 공진전류의 제어가 불가능하며 순간점등으로 인한 형광램프에 과전류가 순간적으로 흐르게 되므로 형광램프의 필라멘트의 단선이나 빠른 흑화현상을 야기시키게 된다.
이와 같은 흑화현상으로 종래의 안정기는 형광렘프의 수명을 상당히 단축시키는 문제점이 있었다.
따라서 본 고안의 목적은 종래 기술의 문제점을 감안하여 주파수 변조(FM)방식을 선택하여 제반 제어기능을 갖추면서 고주파를 이용하므로 불필요한 조도를 제어할 수 있는 조광제어가 가능한 전자식 형광등용 안정기 구동회로를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 주파수 제어부의 제어신호에 따라 주파수를 변환시키는 주파수 발진부와, 상기 발진주파수를 소정전압으로 변압하여 발생한 2개의 서로 반전된 유도전압에 따라 스위칭을 행하여 구형파를 발생시키는 인버터부와, 상기 구형파를 정현파로 공진시켜 형광램프의 점등을 제어하는 공진부와, 초기 점등시에 스타트신호에 따라 상기 주파수 발생부의 발진주파수를 벼노화시키는 소프트 시동부와, 제어신호에 따라 저항값의 변화로 상기 발진주파수를 제어하는 주파수 제어부와, 상기 주파수 발생부의 동작제어전압을 발생시키는 제어전압 발생부를 구비함을 특징으로 한다.
이하 본 고안은 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 고안의 블록 구성도로서, AC입력부(1)로 부터 입력되는 상용교류전압을 정류하는 정류부(2)에 연결되어 주파수를 발생시키는 주파수 발생부(3)와, 상기 주파수 발생부(3)의 발진주파수를 소정전압으로 변압하여 스위칭에 따라 구형파를 발생시키는 인버터부(4)와, 상기 인버터부(4)의 스위칭시 발생되는 구형파를 받아 직렬 공진하는 공진부(5)와, 형광램프(9)의 초기 점등시 상기 주파수 발생부(3)의 발진주파수 변화를 제어하는 소프트 시동부(6)와, 제어신호에 의해 상기 주파수 발생부(3)의 발진주파수 변화를 제어하는 주파수 제어부(7)와, 상기 주파수 발생부(3)의 동작을 제어하는 전압을 발생시키는 제어전압발생부(8)를 상호 연결하여 구성된다.
또한 상기한 제어전압 발생부(8)내의 콘덴서(C2) 및 저항(R2)을 병렬 연결하여 초기 주파수 발생을 집적회로(IC1)의 동작전압(Vo)을 인출하고, 상기 소프트 시동부(6)내의 저항(R2) 및 콘덴서(C3)에 의한 적분회로의 적분상수로 트랜지스터(Q1)를 온, 오프 제어하여 소프트 시동을 행하고, 상기 주파수 제어부(7)내의 조광스위치(SW) 온시 다이오드(D5)와 직렬로 저항(R4)을 연결하고 저항(R5) 및 콘덴서(C4)를 병렬 연결하여 높은 입력전압을 강하시켜 다이오드(D8)로 트랜지스터(Q2)를 온시켜 발진주파수를 변화시키도록 구성되어져 있다.
이와 같이 구성된 본 고안의 동작을 실시예의 회로 구성인 제 2 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 상용교류전원(AC)이 정류부(2)에 인가되면 브리지 정류 다이오드(D1-D4) 및 평활콘덴서(C1)를 통해 인버터부(4)의 구동전원(Vo)이 발생된다.
상기한 인버터 전원(Vo)은 미분회로인 콘덴서(C2) 및 저항(R1)을 통해 주파수 발생부(3)내의 집적회로(IC1)를 동작시켜 소정의 주파수를 발생시킨다.
이와 같은 발진주파수는 콘덴서(C7)를 통해 제 1 트랜스(T1)에서 각각 제어하는 전압을 발생시키는 제어전압 발생부(8)를 상호 연결하여 구성된다.
또한 상기한 제어전압 발생부(8)내의 콘덴서(C2) 및 저항(R2)을 병렬 연결하여 초기 주파수 발생용 집적회로(IC1)의 동작전압(Vo)을 인출하고, 상기 소프트 시동부(6)내의 저항(R2) 및 콘덴서(C3)에 의한 적분회로의 적분상수로 트랜지스터(Q1)를 온, 오프 제어하여 소프트 시동을 행하고, 상기 주파수 제어부(7)내의 조광스위치(SW) 온시 다이오드(D5)와 직렬로 저항(R4)을 연결하고 저항(R5) 및 콘덴서(C4)를 병렬 연결하여 높은 입력전압을 강하시켜 다이오드(D8)로 트랜지스터(Q2)를 온시켜 발진주파수를 변화시키도록 구성되어져 있다.
이와 같이 구성된 본 고안의 동작을 실시예의 회로 구성인 제 2 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 상용교류전원(AC)이 정류부(2)에 인가되면 브리지 정류 다이오드(D1-D4) 및 평활콘덴서(C1)를 통해 인버터부(4)의 구동전원(Vo)이 발생된다.
상기한 인버터 전원(Vo)은 미분회로인 콘덴서(C2) 및 저항(R1)을 통해 주파수 발생부(3)내의 집적회로(IC1)를 동작시켜 소정의 주파수를 발생시킨다.
이와 같은 발진주파수는 콘덴서(C7)를 통해 제 1 트랜스(T1)에서 각각 위상이 반전된 2개의 유도전압을 발생하여 각각 저항(R11, R13), 콘덴서(C8, C9) 및 저항(R12, R14)에 의해 파형을 정형하여 각각 MOS FET(FET1, FET2)를 동작시킨다.
상기한 MOS FET(FET1, FET2)의 온, 오프 동작으로 MOS FET(FET1, FET2)를 서로 연결한 제 1 노드(N1)에서 구형파 펄스신호를 발생한다.
상기 인버터부(4)의 펄스신호는 콘덴서(C10, C11) 및 쵸크트랜스(T2)로 구성되는 직렬 공진부(5)에서 구형파를 사인파로 공진이 되면서 부하인 형광램프(9)를 방전시킨다.
이때 형광램프(9)는 서서히 켜지게 되는데 이는 초기 점등시 소프트 시동부(6)내의 트랜지스터(Q1), 다이오드(D7), 저항(R2, R3, R6)과 콘덴서(C3)에 있어 저항(R2) 및 콘덴서(C3)의 시정수에 의해 트랜지스터(Q1)는 오프상태가 되므로 저항(R6)을 통해 트랜지스터(Q2)는 온상태가 된다.
트랜지스터(Q2)가 온상태이면 주파수 발생부(3)의 발진주파수를 결정하는 저항(R8)과 저항(R7)은 병렬 접속상태가 된다.
즉 트랜지스터(Q2)는 약 1. 5초 동안 온상태가 유지되며 이때 상기한 저항(R7)과 저항(R8)의 병렬연결로 인한 저항값의 감소로 발진주파수를 상승시키므로 제 3d 도에 도시한 바와 같이 형광램프 전류의 감소로 형광램프(9)는 서서히 밝아진다.
상기 트랜지스터(Q2)가 온상태에서는 소프트 시동부(6)내의 저항(R2) 및 콘덴서(C3)에 충전되는 충전전압이 제 3a 도에서와 같이 트랜지스터(Q1)의 베이스 바이어스 전압이 0. 7V가 되는 순간 트랜지스터(Q1)가 온상태로 된다.
이와 같이 트랜지스터(Q1)가 온상태이면 콜렉터와 에미터사이에 걸리는 전압은 OV가 되어 저항(R6)으로 베이스 전압을 받던 트랜지스터(Q2)는 오프상태가 된다.
상기 트랜지스터(Q2)가 오프되면 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결된 저항(R7)에 의한 병렬 저항값은 없어지게 되어 발진주파수는 정상주파수로 복귀되면서 공진전류가 제 3d 도에서와 같이 증가하여 형광램프(9)는 완전점등상태가 된다.
여기서 주파수 발생부(3)의 주파수 변화상태는 제 3c 도와 같고, 형광램프(9)의 전력제어범위는 제 3e 도와 같으며, 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작관계도는 제 3b 도와 같다.
이와 같은 트랜지스터(Q1, Q2)의 온, 오프에 따른 발진주파수의 관계식은 아래와 같다.
상기(1)식에 나타낸 바와 같이 초기점등시 저항(R7)에 의해 발진주파수가 상승하며, 트랜지스터(Q2)의 오프에 의해 발진주파수는 상기 (2)식과 같이 저항(R7)값이 없어지게 되어 정상주파수로 복귀되면서 형광램프(9)는 부드럽게 서서히 밝아진다.
이때 제 4a 도에서와 같이 조광스위치(SW)가 온상태가 되면 다이오드(D5), 저항(R4), (R5) 및 콘덴서(C4)로 구성되는 주파수 제어부(7)로 부터 제어신호가 발생된다.
주파수 제어부(7)의 제어신호는 다이오드(D8)를 거쳐 트랜지스터(Q2)의 베이스에 전압을 유도시켜 제 4b 도와 같이 트랜지스터(Q2)는 온상태가 된다.
트랜지스터(Q2)가 온되면 발진주파수는 저항(R7)의 병렬저항값으로 인하여 제 4c 도와 같이 발진주파수는 상승하게 된다.
발진주파수가 상승하게 되면 주파수 제어부의 제어특성에 따라 제 4d 도와 같이 전력(W)이 하강된다.
이는 공진전류 특성인 공진주파수로 결정되므로 제 4e 도와 같이 공진주파수(fo)에서 조광주파수(fi)로 변화되면 공진전류는 주파수의 상승에 따라 50%까지 형광램프의 조도를 변화시키게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 제어신호에 의해 주파수의 변화를 발생시켜 직렬공진부의 공진전류를 제어하여 50-100% 범위까지 조광제어가 가능함은 물론 초기점등시 발진주파수의 변화에 따른 공진전류의 제어로 형광램프를 서서히 켜지게 함으로써 램프의 흑화현상 또는 필라멘트의 단선을 방지함으로써, 램프의 수명을 연장시키는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. AC 입력부(1)로 부터 상용교류전압을 입력받아 브리지 정류하여 형광램프(9)를 구동하는 형광등용 안정기회로에 있어서, 주파수 제어부(7)의 제어신호에 따라 주파수를 변환시키는 주파수 발생부(3)와, 상기 발진주파수를 소정전압으로 변압하여 발생한 2개의 서로 반전된 유도전압에 따라 스위칭을 행하며 구형파를 발생시키는 인버터부(4)와, 상기 구형파를 정현파로 공진시켜 형광램프(9)의 점등을 제어하는 공진부(5)와, 초기 점등시에 스타트 신호에 따라 상기 주파수 발생부(3)의 발진주파수를 변화시키는 소프트 시동부(6)와, 제어신호에 따라 저항값의 변화로 상기 발진주파수를 제어하는 주파수 제어부(7)와, 상기 주파수발생부(3)의 동작제어전압을 발생시키는 제어전압 발생부(8)를 구비함을 특징으로 하는 조광제어가 가능한 전자식 형광등용 안정기 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어전압 발생부(8)내의 콘덴서(C2) 및 저항(R2)을 병렬 연결하여 초기 주파수 발생용 집적회로(IC1)의 동작전압(Vo)을 인출하고, 상기 소프트 시동부(6)내의 저항(R2) 및 콘덴서(C3)에 의한 적분회로의 적분상수로 트랜지스터(Q1)를 온, 오프 제어하여 소프트 시동을 행하고, 상기 주파수 제어부(7)내의 조광스위치(SW) 온시 다이오드(D5)와 직렬로 저항(R4)을 연결하고 저항(R5) 및 콘덴서(C4)를 병렬 연결하여 높은 입력전압을 강하시켜 다이오드(D8)로 트랜지스터(Q2)를 온시켜 발진주파수를 변화시키도록 함을 특징으로 하는 조광제어가 가능한 전자식 형광등용 안정기 구동회로.
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