KR960005026Y1 - 고주파 전력을 이용한 형광등 점등장치 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

고주파 전력을 이용한 형광등 점등장치
제1도는 종래의 고안.
제1a도는 구로스타터 회로.
제1b도는 레피트스타터 회로.
제1c도는 종래 전자회로 A.
제1d도는 종래 전자회로 B.
제1e도는 종래 전자회로 C.
제2도는 종래의 각 회로 파형도.
제3도는 본 고안의 회로도.
제3a도는 회로도.
제3b도는 트랜지스터의 종류.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
TA, TB : 회로연결 단자 S, E : 회로내부 +-단
R1~R6 : 저항 Z : 제너다이오드 작동시점전압
Q : 트랜지스터(스위칭 소자) L1, L2 : 인덕턴스
f1, f2 : 형광램프의 필라멘트 DA : 다이악
SSS : 사이악 DT : 사이악
본 고안은 형광등을 점등 하여주는 회로에 관한 것이다.
형광등은 소비전력이 적어 에너지절약과, 밝기 빛깔이 자연광에 가까운 등의 뛰어난 특징 때문에 어둠을 밝히는 조명기구로 가장 널리 사용되고 있어서 이 형광등을 점등하는 방법 또한 많이 개발되어 있다.
본 고안은 이 형광등을 점등하는 방법의 한가지로서 반도체를 이용한 형광등 점등회로인에 종래의 단점을 개선하여 점등시간을 보다 단축하고 단번에 형광등이 점등되도록 한 고안이다.
종래의 형광등 점등회로로는 도면 제1b도와 같은 래피트 스타터라는 방식이 고안되었으나, 값이 비싸고, 부피가 크고 무거우며, 전력소모와 전용형광구를 사용하여야 되는 불편이 있음에도 불구하고, 도면 제1a도의 글로우스타터 방식의 잦은 고장과 보수의 어려움 때문에 이보다 랴파투스타터 방식이 널리 보급된 추세이다.
이러한 전기적으로 기계적인 방식의 형광등 점등 장치는 형광등의 점등 시간이 길고 부품의 소비가 많아 자주 보수하여야 되는 단점이 있어 이를 보ㅇ헌키 위하여 도면 제1c, d, e도에 표현된 바와 같이 반도체를 이용한 점등시간의 단축을 도모하는 방법에 개발되어 이 방법을 널리 사용되어 왔다.
1. 형광등 점등방법의 조건으로서 형광등의 시동점등에는 첫째, 음극물질의 전자방사를 활발하게 하여 시동을 용이하게 하는 작용필라멘트예열과 둘째, 전극간에 방전을 개시하게 하는 램프전극간에의 고전압인가의 중요한 두가지 조건이 필요하여 전자점등 방식은 이러한 필라멘트의 예열과 전압인가를 교류의 반사이클마다 반복하고, 필라멘트가 적당한 온도로 가열되어올때 램프가 점등하도록 되어 있다.
2. 고압펄스의 발생방법에는 인덕턴스를 사용하는 실시예의 도면 제1c도와 같이 비선형콘덴서를 사용하는 실시예 도면 제1d도가 있는데, 인덕턴스로서 안정기에 보상권선을 설치, 교류제어소자인 에스시알(S.C.R), 트라이악(TRAIC), 시이닥(SIDAC) 등 교류제어소자와 더불어 도면 제2a, b도에서와 같이 충전전하가 포화하는 특성을 갖는 비선형가포화콘덴서를 마이너스 반 사이클에 충전, 포화 프러스 사이클에서 역방향 고압펄스를 발생해서 형광구에 인가하는 방식이다.
형광등의 경우 부하자체 변화가 복잡한 비선형저항의 방전과 인덕턴스분을 포함하는 안정기가 부하가 되어 지연역율, 램프전류의 상태, 전원전압파형의 왜파나 전압변동, 주위온도, 습도, 노후된 형광구 등에 의해서 방전 특성이 현저히 변한다.
이러한 복잡한 변화를 가진 방전관 특성에 반사이클에 불확실한 트리거식 작동으로는 점등되거나, 점등 대기 점멸상태에서 회로는 동작을 멈추게 되는 결점이 있다.
본 고안은 종래 글로우스타터를 전자회로로 통상 실시한 교류제어 소자 에스시알(S.C.R), 트라이악(TRAIC), 사이닥(SIDAC) 등을 사용 쵸크코일단속 유도방식을 완전탈피, 형광구에 고속스위칭방식으로 고주파전력을 램프양극에 가하여 램프를 가열하고 교류전력(주전력)을 흘려서 순식간에 확실하게 점등하는 방식이다.
이러한 방식의 본 고안의 회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면 제3도에서와 같이 기동전압이 걸리는 A탭(TA)에 저항(R1)이 연결되어 브리지다이오드(BD)를 거쳐 트랜지스터(Q)의 컬렉터와 제너다이오드(ZD)의 일단에 연결되어 있으며 제너다이오드(ZD)의 반대축 단은 저항(R3)과 저항(R5)가 병렬연결되어 있고 저항(R5)은 B탭(TB)에서 저항(R2)이 브리지다이오드(BD)의 타단에서 트랜지스터(Q)의 에미터에 연결되고 베이스에 연결된 저항(R6)의 같은 단에 연결되어 있으면 이 단에는 콘덴서(C)가 연결되고 이의 끝단은 다이악(DA)에 다이악(DA)은 안정기(CH)에 이의 단에는 저항(R4)이 연결되고 이 저항(R4)과 다이악(DA) 콘덴서(C)가 연결되어 있는 구조이다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 상세히 설명하면, 전원(E)을 연결하면, 각 안정기(CH)의 적용된 형광구(LAMP)에서 방전 기동전압이 TA, TB에 연결되어 안전저항(R1)(R2)을 거쳐서 브릿지다이오드(BD)에서 정류된다.
필터콘덴서를 사용치 않으므로
Vc=Vrms·맥류이다.
Vc가 고속스위칭 소자 도면 제3b도에서의 한 종류(GTO=GATE TURN OFF SWITCH TRANSISTOR, I.G.B.T=ISOLATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR, FET=전계효과트랜지스터(FIELD EFFECT TRANSISTOR)에 가해지고 프러스(+)는 제너다이오드(ZD)에 역방향으로 흘러서 저항(R3)과 콘덴서(C1)의 시정수(충전에 요하는 시간 관계)로 펄스트리거소자 다이악(DA)을 통해 스위칭소자 Q의 게이트 베이스에 가해지면 맷칭(MATCHING)되어, Q스위칭소자를 구동하면 플러스(+), 마이너스(-)간 온(ON), 오프(OFF)하여 이 스위칭동작을 제너다이오드(ZD)에 오버(OVER)하는 전압이 있는 한 계속된다.
이때, L1, L2의 인덕턴스의 유도전류로 출력전압을 여기에서 E0(시동시 램프에 인가되는 전압 Vc), 램프의 점등중의 램프전류 1L은 다음 식으로 나타낸다.
TA, TA 단자간 전압을 OV에서 EOV, EOV에서 OV로 되며, 안정기에서 램프가 방전을 개시하기 전에는 RL은 개방 상태이므로 이때 주전력회로 LS와 CO=CS*CL/(CL+CL)의 직렬 공진회로로 볼 수 있다. 그러므로 스타트 시에는 LS와 CO의 공진 주파수, Wro보다 높은 스위칭 주파수에서 회로를 동작시킨다. 이때 iLS는 필라멘트 저항 RF를 통해 흐르므로 필라멘트는 가열되기 시작한다.
그 이후부터 스위칭 주파수를 점차 감소시켜 iLS 및 Vcl을 증가시킨다. 즉, 이동안에 필라멘트는 계속 가열되고 안정기(CH)의 자력선은 최고 단락 전력으로 안정기(CH)의 코일은 높은 고주파 1000V 5mmA(도면 2파형도C) 전류가 발생하여 형광구의 진공관속을 방전하면 상용 교류 전류가 따라 흘러서 형광구 안정전류치가 될 때까지 증가하고 방전 개시 전압을 넘어서는 순간부터 점등된다.
iLS는 계속되지만 안정기(CH)의 Coil의 전류 제한점에서 전류치는 안전되어 정지한다.
이때 형광구의 양극 주전압이 각 형광구 안전유지 전압이 이루어지면 'S. 'E.간 전압이 낙하되어 제너다이오드(ZD)의 역전압 설정치 이하의 전압으로 하락되어 'Z. 점에는 전압이 끊어져 스위칭 발진이 정지된다.
형광구의 점등이 확실히 행하여지는 것을 ZD의 쎈서역할에 의해 작동이 이루어진다.
램프의 점등이 이루어지면 본 회로는 정지상태로 되어 있다가 램프점등이 꺼지면 즉시 스위칭 회로가 반복작동해서 점등하고 정지한다.
점등속도는 설정하는 시정수에 의해 스위칭주파수가 결정되며 2~140KHz까지 시정수를 결정할 수 있다.
저항 R4, R5, R6은 각 소자 보호용 저항이다.

Claims (1)

  1. A텝(TA)에 저항(R1)이 연결되어 브리지다이오드(BD)를 거쳐 트랜지스터(Q)의 컬렉터와 제너다이오드(ZD)의 일단에 연결되어 있으며 제너다이오드(ZD)의 반대측 단은 저항(R3)과 저항(R5)이 병렬연결되어 있고 저항(R5)는 B탭(TB)에서 저항(R2)이 브리지다이오드(BD)의 타단에서 트랜지스터(Q)의 에미터에 연결되고 베이스에 연결된 저항(R6)의 같은 단에 연결되어 있으며 이단에는 콘덴서(C)가 연결되고 이의 끝단은 다이악(DA)에 다이악(DA)에는 안정기(CH)에 이의 단에는 저항(R4)이 연결되고 이 저항(R4)과 다이악(DA) 콘덴서(C)가 연결되어 있는 구조의 고주파전력을 이용한 형광등 점등장치.
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