KR950005283B1 - 보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 인버터회로 - Google Patents

보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 인버터회로 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 인버터회로
제1도는 본 발명의 블럭도.
제2도는 본 발명의 회로도.
제3도는 본 발명의 실시예에 대한 회로도.
제4도는 본 발명의 출력트랜스 또 다른 실시예 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 라인필터 20 : 고역률보상회로
30 : 콘트롤회로 보조전원부 40 : 콘트롤회로(PWM)
50 : 인버터회로 60 : 출력트랜스
70 : 보호회로 TNR : 서지제어소자
NTC : 파워 써미스터 DIAC1, DIAC2: 트리거소자
SCR : 다이리스터 IC1, IC2: 집적회로
Q1-Q4, Q9: 전계효과트랜지스터(FET) Q5-Q8: 트랜지스터
BD : 브릿지다이오드 THF : 온도센서
L1, T1-T5: 트랜스 VR1-VR3: 가변저항
R1-R39: 저항 C1-C28: 콘덴서
D1-D8: 다이오드 ZD1, ZD2: 제너다이오드
MUX : 단안정 멀티바이브레터 L : 부하
본 발명은 네온안정기에 있어서 특히 네온관이 없는 무부하상태나 과부하시 출력전압 합선시 또는 과열시 기기자체의 출력을 발생하지 않고 네온관의 종류에 따라 적절한 출력조정으로 전력소모를 줄이고 조도조정을 가능하게하여 더 많은량의 전력을 절전할수 있도록한 보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 네온인버터회로에 관한 것이다.
일반적으로 기존의 트랜스방식의 네온안정기는 수명이 짧고 누설전류가 많아 많은량의 전력이 소모되고 네온관이 없는 무부하상태나 합선시 공기중에 아크가 발생하여 감전사고로 인한 인명피해 위험이나 화재로 인한 재산손실을 가져올수 있는 위험성이 야기되었고 내구성 및 신뢰성이 미약하여 널리 보편화되지 않고 있는 실정이다.
따라서 본 발명에서는 상기한 제반결점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적으로는 부하조건에 상관없이 뛰어난 절전효과를 가지며 놓은 신뢰성으로 기기의 수명을 연장시키며 내구성이 크고 선로 및 변압기의 손실을 최대한 줄이기 위해 고역률 방식을 사용하였고 안정기 전원입력단에 라인필터를 부설하여 고주파잡음을 낮추어 주변기기의 작동에 지장이 없도록하게하고 본발명의 또 다른 목적은 입력단의 서지필터에 의해 서지를 완벽하게 차단하게하여 2차측 안정기의 내부 파손을 방지하고 콘트롤회로 보조전원부의 정전압으로 입력전원 변동에 따라 생기는 발진주파수의 불안정을 없애고 발진주파수 변화와 듀티(DUTY)를 조절하여 출력전압 및 조도를 조절할 수 있도록하므로서 전력소모를 최대한 줄일수 있는 인버터 회로를 제공하는데 있다.
이와같은 목적을 가진 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
서지제어소자(TNR)와 트랜스(L1)와 콘덴서(C1-C4)와 돌입전류를 방지하는 파워 써미스터(NTC)로 라인필터(10)를 구성하여 이를 브릿지 다이오드(BD)를 통해 콘덴서(C23)(C24)를 거쳐 출력트랜스(60)에 접속하는 한편 집적회로(IC1)와 콘덴서(C5-C11) 저항(R1-R16)다이오드(D1)(D2) 트랜스(T1) 전계효과트랜지스터(Q1) 트리거소자(DIAC1) 및 가변저항(VR1)의 조합으로된 고역률보상회로(20)에 연결되게하고 상기 고역률보상회로(20)를 정전압을 설정하는 저항(R17)(R18)과 전계효과트랜지스터(Q4) 제너다이오드(ZD1) 다이오드(D3) 콘덴서(C12)로된 콘트롤회로보조전원부(30)를 거쳐 집적회로(IC2)와 다이오드(D4) 트랜지스터(Q5-Q8) 콘덴서(C13-C18) 저항(R19-R23)(R31)(R32) 가변저항(VR2)(VR3) 트랜스(T2)의 조합으로된 콘트롤회로(40)에 접속하되 전계효과트랜지스터(Q2)(Q3)와 저항(R33-R36)로 구성된 인버터회로(50)를 통해 출력트랜스(60)에 연결한다. 또한 출력트랜스(60)를 과부하를 검출하는 트랜스(T4)와 다이오드(D5-D7) 제너 다이오드(ZD2) 다이리스터(SCR) 온도센서(THF) 저항(R24-R30)(R37) 및 콘덴서(C18)(C19)의 조합으로 구성된 보호회로(70)를 경유하여 콘트롤회로(40)와 인버터회로(50)에 연결되게 구성하고 출력트랜스(60) 출력단자를 입력전원에 싱크시켜 발진주파수에 입력전원을 살리기 위해 콘덴서(C23)(C24)를 사용하거나 제3도와 같이 단안정멀티 바이브레터(MUX)를 사용할수 있도록 하고 또한 제4도에서와 같이 출력트랜스(60)를 트랜스(T5) 다이오드(D8) 저항(R39) 콘덴서(C25-D28) 트리거소자(DIAC2) 전계효과트랜지스터(Q9) 및 부하(L)의 조합으로 구성하여 수은등 및 나트륨 안정기로도 사용할수 있게 한 초절전형 인버터 회로인 것이다.
이하 첨부된 도면에 의해 본발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
입력단에 교류(AC) 전압이 인가되면 라인필터(10)의 서지제어소자(TNR) 콘덴서(C1) 트랜스(L1)와 콘덴서(C2-C4) 및 돌입전류를 방지하는 파워써미스터(NTC)를 경유하여 전자파 및 고조파가 제거되어 브릿지다이오드(BD)를 통해 정류된후 정류된 전압이 고역률보상회로(20)의 콘덴서(C5)와 트랜스(T1)와 저항(R1-R5)과 다이오드(D1) 및 콘덴서(C6)(C7)를 통해 집적회로(IC1)에 인가되어 상기 집적회로(IC1)와 주변회로에 의해 고역률이 보상되어 저항(R6)을 거쳐 전계효과트랜지스터(Q1) 게이트에 인가되므로 전계효과트랜지스터(Q1)의 스위칭신호에 따라 브릿지다이오드(BD)에서 정류된 직류전압이 트랜스(T1)를 통해 다이오드(D2)에 승압된다.
따라서 다이오드(D2)에 승압된 직류출력전압을 저항(R13)(R12)을 거쳐 가변저항(VR1)으로 조절하여 전계효과트랜지스터(Q1)에서 스위칭된 교류분을 통과시키기 위해 콘덴서(C10)를 경유한다. 또한 고역률보상회로(20)에 트리거신호를 만들기위해 집적회로(IC1)에 저항(R7-R16)과 콘덴서(C8-C11) 및 트리거소자(DIAC1)를 접속한다. 그러므로 다이오드(D2)에 승압된 직류전압을 전계효과트랜지스터(Q4)와 제너다이오드(ZD1) 다이오드(D3) 저항(R17)(R18) 필터용 콘덴서(C12)로된 콘트롤회로보조전원부(30)에서 입력전압 변동에 관계없이 항상 일정한 정전압을 만들어 콘트롤회로(40)의 다이오드(D4)와 콘덴서(C15)를 통해 집적회로(IC2)에 전원을 공급한다.
여기서 집적회로(IC2)는 PWM IC(PULSE WIDTH MODULATION) 및 발진용 IC도 사용할수 있다.
따라서 집적회로(IC2)의 발진주파수는 저항(R23)과 가변저항(VR3) 및 콘덴서(C14)에 의해 결정되고 저항(R19-R21)과 가변저항(VR2) 조정에 의해 듀티비 조정으로 조도조정이 가능하며 저항(R22)과 콘덴서(C13)에 의해 출력전압 조정이 가능하다.
또한 집적회로(IC2)의 출력전압이 저항(R31)(R32)과 콘덴서(C16)(C17)를 통해 드라이브용 트랜지스터(Q5-Q8) 베이스에 인가되어 상기 트랜지스터(Q5-Q8)가 온(ON)이 되면 이의 에미터단자에 연결된 트랜스(T2)를 구동시키게 되어 트랜스(T2)에 연결된 인버터회로(50)의 저항(R33-R36)에 의해 전계효과트랜지스터(Q2)(Q3)를 교대로 턴온시킨다.
따라서 상기 전계효과트랜지스터(Q2)(Q3)의 온, 오프 동작에 의해 스위칭 작용이 이루어져 출력트랜스(60)의 트랜스(T3)에 고압이 발생되어 안정된 고전압이 출력된다.
이때 부하가 연결되지 않은 경우 또는 과부하시나 출력쇼트 및 과열시에는 보호회로(70)가 동작하므로 과부하를 검출하는 트랜스(T4)에 의해 과전류가 검출되어 다이오드(D6)(D7)에서 정류되고 임피던스 저항(R37)을 거쳐 저항(R28)(R25)에 의해 디바이드된 신호를 저항(R24)을 통해 콘트롤회로(40)이 집적회로(IC2)에 인가하므로 상기 집적회로(IC2)의 출력이 중지되게 된다.
또한 출력트랜스(60)에 의해 검출된 전압이나 서지(SURGE)가 다이오드(D5)를 통해 정류되어 저항(R30)과 콘덴서(C19)에 의해 필터된후 제너다이오드(ZD2)와 저항(R27)을 경유하여 다이리스터(SCR) 게이트에 제너다이오드(ZD2)의 전압보다 큰신호가 유기되면 상기 다이리스터(SCR)가 도통되어 콘트롤회로(40)의 집적회로(IC2) 리세트단자에 인가되므로 집적회로(IC2)의 출력이 중단되어 고압출력이 중단되게 된다.
또한 온도센서(THF)에 의해 동작중 세트가 설정된 온도보다 상승될때에는 온도센서(THF)가 도통하여 저항(R29)을 통해 쇼트 오픈(SHORT, OPEN)시와 마찬가지로 제너다이오드(ZD2)와 저항(R27)을 거쳐 다이리스터(SCR)를 구동시키게 되므로 콘드롤회로(40)의 집적회로(IC2) 출력이 중단되며 출력트랜스(60) 각각의 출력단자를 입력전원에 콘덴서(C23)(C24)를 통해 싱크시키므로 입력전원에 고주파(발진주파수)를 실릴수 있어 큰출력을 얻을수 있다.
또한 출력트랜스(60)의 출력단자를 입력전원에 싱크시키는데 있어 제3도와 같이 콘덴서(C23)(C24)를 사용하지 않고 단안정멀티바이브레터(MUX)를 사용하여 발진주파수를 실릴수 있어 적은 용량으로도 큰 출력을 얻을수 있다.
또한, 제4도에서와 같이 출력트랜스(60)를 변형하면 용량에 관계없이 수은등이나 나트륨등에 모두 사용하여 조도 및 출력전압조정이 가능하다. 상술한 바와같이 본 발명은 일반역률회로와는 달리 고역률집적회로를 사용하여 역률보상을 거의 100%까지 보상되며 부하조건에 관계없이 뛰어난 절전효과를 가지며 높은 신뢰성으로 제품의 수명을 연장시키며 내구성 또한 크고 선로 및 변압기의 손실을 최대한 줄여주는 한편 출력전압 및 조도조정이 가능한 발명이다.

Claims (6)

  1. 서지제어소자(TNR)와 트랜스(L1)와 콘덴서(C1-C4) 및 돌입전류를 방지하는 파워써미스터(NTC)로 라인필터(10)를 구성하여 브릿지다이오드(BD)를 통해 고역률을 만들고 직류전압을 승압시키는 고역률보상회로(20)에 연결하되 입력전원을 싱크시키는 콘덴서(C23)(C24)를 경유하여 출력트랜스(60)에 접속하고 고역률보상회로(20)를 입력전원에 관계없이 정전압을 만드는 전계효과트랜지스터(Q4)와 제너다이오드(ZD1) 다이오드(D3) 저항(R17)(R18) 콘덴서(C12)로된 콘트롤회로보조전원부(30)를 거쳐 콘트롤회로(40)의 집적회로(IC2)에 인가하여 안정된 발진을 하게하는 한편 전계효과트랜지스터(Q2)(Q3)와 저항(R33-R36)로된 인버터회로(50)에 접속하여 이에 연결된 출력트랜스(60)가 안정된 고압을 출력되게 하고 출력트랜스(60)를 부하가 연결되지 않는 경우나 과부하시 또는 출력쇼트 및 과열시 동작하는 보호회로(70)를 통해 콘트롤회로(40)의 집적회로(IC2)에 연결하여 출력을 정지할수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 보호기능 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 인버터회로.
  2. 제1항에 있어서 고역률보상회로(20)를 집적회로(IC1)와 콘덴서(C5-C11) 저항(R1-R16) 다이오드(D1) 트랜스(T1) 트리거소자(DIAC1) 직류전압을 승압시키는 다이오드(D2)와 이를 조정하는 가변저항(VR1)을 상호연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 인버터회로.
  3. 제1항에 있어서콘트롤회로(40)의 집적회로(IC2)에 듀티비조정으로 조도조정이 가능하게 하는 가변저항(VR2)과 저항(R19-R21)과 출력전압을 조정하는 저항(R22)과 콘덴서(C13)를 연결한것을 특징으로 하는 보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 인버터회로.
  4. 제1항에 있어서 보호회로(70)를 과부하를 검출하는 트랜스(T4)와 이를 정류하는 다이오드(D5-D7)와 콘덴서(C18)(C19)와 저항(R24-R30)(R37)과 제너다이오드(ZD2)와 상기 제너다이오드(ZD2)의 전압보다 큰신호가 유기되면 도통되는 다이리스터(SCR)와 설정된 전압보다 온도가 상승하면 도통되는 온도센서(THF)의 조합으로 구성한 것을 특징으로 하는 보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 인버터회로.
  5. 제1항에 있어서 출력트랜스(60)의 출력단자를 입력전원에 싱크시키는데 있어 단안정멀티바이브레터(MUX)를 사용하여 발진주파수에 입력전원을 실릴수 있어 적은 용량으로도 큰출력을 얻을수 있는 것을 특징으로 하는 보호기능과 출력전압조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 인버터회로.
  6. 제1항 내지 제5항에 있어서 트랜스(T5)와 다이오드(D8) 저항(R39) 콘덴서(C25-C28) 트거소자(DIAC2) 전계효과트랜지스터(Q9) 및 부하(L)로 출력트랜스(60)를 변형구성하여 용량에 관계없이 수은등이나 나트륨등에 모두 사용하여 조도 및 출력전압조정이 가능한 것을 특징으로 하는 보호기능과 출력전압 조절 및 조도조절이 가능한 초절전형 인버터회로.
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