KR960007996B1 - 방전등용 전자식 안정기회로 - Google Patents

방전등용 전자식 안정기회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

방전등용 전자식 안정기회로
제1도는 일반적인 전자식 안정기회로도.
제2도는 일반적인 안정기회로의 다른 예시도.
제3도는 (a) 내지 (c)는 제2도 각부의 파형도.
제4도는 본 발명의 방전등용 전자식 안정기회로도.
제5도는 (a) 내지 (d)는 제4도 각부의 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 역률개선 및 노이즈 제거부 22 : 정류부
23 : 구동전압 공급부 24 : 베이스 구동부
25 : 인버터 26 : 전류제어부
본 발명은 자려발전식의 전자식 안정기회로에 있어서 에너지를 절약하는 기술에 관한 것으로, 특히 트랜지스터를 구동시키기 위한 별도의 직류전압원을 사용하지 않고 페라이트코아를 인덕턴스를 이용하여 트랜지스터에 안정된 베이스전류를 공급할 수 있도록 한 방전등용 전자식 안정기회로에 관한 것이다.
일반적으로 방전등(형광등)을 전등시키기 위해 초기에는 높은 전압을 필요로 하고, 방전후에는 전류의 량을 조절하여 빛의 밝기를 일정하게 유지시켜 주어야 하는데, 이러한 점등 특성 때문에 안정기를 필요로 하게 된다.
제1도는 일반적인 전자식 안정기회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력교류전압(AC)을 전파정류한 다음 평활시켜 직류전압을 출력하는 정류부(1)와, 상기 정류부(1)의 출력전압을 공급받아 트랜스(T3)에 공급되는 전류를 제한하고, 인버터(4)의 초기 구동전압을 공급하는 구동전압 공급부(2)와, 트랜스(T3)의 3차권선(L31)을 통해 유기된 전압과 상기 입력교류전압(AC)을 강하시킨 다음 전파정류 및 평활과정을 통해 획득한 직류전압을 베이스 구동전압을 베이스 구동전압으로 출력하는 베이스 구동부(3)와, 상기 정류부(1) 및 베이스 구동부(3)로부터 공급되는 전압에 따라 트랜스(T3)를 구동시키는 인버터(4)와, 상기 트랜스(T3)를 통해 유기되어 방전등에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류제어부(5)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.
입력교류전원(AC)이 공급되면, 이는 브리지 다이오드(D1-D4)를 통해 전파정류된 후 다시 콘덴서(C1)를 통해 평활되어 그 콘덴서(C1)에서 직류전압이 출력되고, 이는 턴온용 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급되어 그 트랜지스터(Q1)가 온되므로 이때, 전류제한용 트랜스(T1)→트랜스(T3)의 1차권선(L31)→트랜지스터(Q1)를 통해 전류가 흐르게 된다.
이때, 상기 트랜스(T3)의 3차코일(L33)에 유기되는 전압에 의해 트랜지스터(Q2)의 베이스에 고전위가 공급되고, 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 저전위가 공급되므로 그 트랜지스터(Q2)가 턴온되는 반면 트랜지스터(Q1)는 턴오프된다.
이에 따라 상기 전류제한용 트랜스(T1)→트랜스(T3)의 2차코일(L32)→트랜지스터(Q2)를 통해 전류가 흐르게 되어 상기 트랜스(T3)의 3차코일(L33)에 전압이 유기되는데, 이때에는 상기 트랜스(T3)의 1차코일(L31)이 구동될때와 반대방향으로 전압이 유기되므로 트랜지스터(Q1)의 베이스에 고전위가 공급되고, 트랜지스터(Q2)의 베이스에 저전위가 공급되어 그 트랜지스터(Q1)가 온되는 반면 트랜지스터(Q2)가 오프된다.
결국, 상기 트랜지스터(Q1),(Q2)가 교번되게 턴온되면서 트랜스(T3)의 1차코일(L31)과 2차코일(L32)이 교번되게 구동되고, 이때마다 트랜스(T3)의 3차코일(L33)에 유기되는 전압의 극성이 교번되게 나타나며, 이에 의해 상기의 동작이 반복되면서 트랜스(T3)의 1,2차코일(L31),(L32)의 유기전압에 비례하여 4차코일(L34)에 전압이 유기되고, 이는 콘덴서(C4),(C5)를 각기 통해 방전등에 공급되어 방전작용이 이루어진다.
그런데, 트랜지스터(Q1),(Q2)를 보다 안정되게 구동시키기 위하여 상기 트랜스(T3)의 3차코일(L33)에서 유기되어 트랜지스터(Q1),(Q2)의 베이스에 공급되는 전압과는 별도로 그 트랜지스터(Q1),(Q2)의 베이스에 전압을 공급하게 되는데, 이를 위해 전압강하용 트랜스(T2)를 통해 교류입력전압(AC)을 일정 레벨로 강하시킨 다음 브리지 다이오드(D5-D8)를 통해 전파정류하고, 다시 콘덴서(T)를 통해 평활시킨 후 전류제한용 저항(R2),(R3)을 각기 통해 상기 트랜지스터(Q1),(Q2)에 베이스에 공급하게 된다.
한편, 제2도는 일반적인 안정기회로의 다른 예를 보인 것으로, 이의 작용을 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
입력교류전원(AC)이 공급되면, 이는 브리지 다이오드(D11-D14)를 통해 전파정류된 후 다시 콘덴서(C11)를 통해 평활되어 그 콘덴서(C11)에서 직류전압이 출력되고, 이는 턴온용 저항(R11)을 통해 트랜지스터(Q11)의 베이스에 공급되어 그 트랜지스터(Q11)가 온되므로 이때, 전류제한용 트랜스(T1)→트랜스(T4)의 1차코일(L41)→트랜지스터(Q11)를 통해 전류가 흐르게 된다.
이때, 상기 트랜스(T4)의 3차코일(L43)에 유기되는 전압에 의해 트랜지스터(Q11),(Q12)가 교번되게 턴온되고, 이에 의해 트랜스(T4)의 1,2차코일(L41),(L42)의 유기전압에 비례하여 5차코일(L45)에 전압이 유기되며, 이는 콘덴서(C14),(C15)를 각기 통해 방전등에 공급되어 방전작용이 이루어진다.
제3도의 (a)는 상기 트랜지스터(Q11)의 콜렉터-에미터의 전압 파형도이고, (b)는 그 트랜지스터(Q11)의 베이스전류 파형도이며, (b)는 그 트랜지스터(Q11)의 베이스전압 파형도이다.
상기 트랜지스터(Q11),(Q12)를 보다 안정되게 동작시키기 위하여 상기 트랜스(T4)의 3차코일(L43)로부터 트랜지스터(Q11),(Q12)의 베이스에 공급되는 전압과 별도로 전압을 공급함에 있어서, 제1도에서와 달리 상기 트랜스(T4)의 1,2차코일(L41),(L42)이 구동될 때 4차코일(L44)에 유기되는 전압이 다이오드(D15) 및 콘덴서(C12)를 통해 정류 및 평활된 후 전류제한용 저항(R13),(R14)을 각기 통해 트랜지스터(Q11),(Q12)의 베이스에 공급되도록 하였다.
그러나 이와같은 종래의 안정기회로에 있어서는 인버터를 구성하는 트랜지스터의 동작을 안정화시키기 위한 베이스 구동부를 구성함에 있어서, 전자와 같이 트랜서, 브리지 다이오드, 콘덴서 및 저항을 사용하거나 후자와 같이 다이오드, 콘데서 및 저항을 사용하여 안정기의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 원가를 상승시키게 되는 결함으로 대두되었다.
본 발명은 이와같은 결함을 해결하기 위하여 전류제한용 인덕터의 2차코일을 통해 전압을 유기하여 이를 인버터 트랜지스터의 베이스 구동전압으로 공급할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제4도는 본 발명의 방전등용 전자식 안정기회로도로서 이에 도시한 바와같이, 입력교류전압(AC)을 공급받아 정류부(22)측으로 전달함에 있어서 역률을 개선하고 잡음을 제거하는 역률개선 및 노이즈 제거부(21)와, 상기 역률개선 및 노이즈 제거부(21)를 통해 공급되는 전압을 전파정류하고 평활시키는 정류부(22)와, 상기 정류부(22)의 출력전압을 공급받아 트랜스(T8)에 공급되는 전류를 제한하고, 인버터(25)에 초기 구동전압을 공급하는 구동전압 공급부(23)와, 트랜스(T8)의 3차권선(L83)을 통해 유기된 전압과 구동전압 공급부(23)의 전류제한용 트랜스(T7)의 2차권선(L72)에서 유기되는 전류를 인버터(25)의 베이스 구동전원으로 공급하는 베이스 구동부(24)와, 상기 정류부(22) 및 베이스 구동부(24)로부터 공급되는 전원에 따라 트랜스(T8)를 구동시키는 인버터(25)와, 상기 트랜스(T8)를 통해 유기되어 방전등에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류제어부(26)로 구성한 것으로, 이와같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
입력교류전원(AC)이 트랜스(T5),(T6) 및 콘덴서(C21)를 통해 EMI(Electric Magetic Interface) 노이즈가 제거되고, 콘덴서(C24)에 대한 역률이 개선된다. 이후, 브리지 다이오드(D21-D24)를 통해 전파정류되고, 콘덴서(C24)를 통해 평활된 직류전압이 전류제한용 트랜스(T7)를 통해 트랜스(T8)에 공급되고, 저항(R21)을 통해서는 트랜지스터(Q21)의 베이스에 공급되어 그 트랜지스터(Q21)가 온된다.
이에 따라 상기 트랜스(T7)의 1차코일(L71)→트랜스(T8)의 1차코일(L81)→트랜지스터(Q21)를 통해 전류가 흐르게 되며, 이때, 트랜스(T8)의 3차코일(L83)에 유기되는 전압에 의해 트랜지스터(Q22)의 베이스에 고전위가 공급되고, 트랜지스터(Q21)의 베이스에 저전위가 공급되므로 그 트랜지스터(Q22)가 온되는 반면 트랜지스터(Q21)가 오프된다.
이에 따라 트랜스(T7)의 1차코일(L71)→트랜스(T8)의 2차코일(L82)→트랜지스터(Q22)를 통해 전류가 흐르게 되며, 이때, 트랜스(T8)의 3차코일(L83)에 유기되어 전압이 상기와 반대방향으로 나타나므로 트랜지스터(Q22)의 베이스에 저전위가 공급되고, 트랜지스터(Q21)의 베이스에 고전위가 공급되어 그 트랜지스터(Q22)가 오프되는 반면 트랜지스터(Q21)가 온된다.
이와같이 상기 트랜스(T8)의 1,2차코일(L81),(L82)의 구동에 따라 그 트랜스(T8)의 3차코일(L83)에 교번되게 나타나는 전압에 의해 상기 트랜지스터(Q21),(Q22)가 교번되게 온, 오프되는 푸쉬풀동작이 반복 수행되고, 이때, 상기 전류제한용 트랜스(T7)의 2차코일(L72)에 유기되는 전류를 이용하여 그 트랜지스터(Q21),(Q22)의 베이스에 구동전류를 공급하여 인버터(25)가 보다 안정되게 동작하도록 하는데, 이를 설명하면 하기와 같다.
상기 트랜스(T8)의 3차코일(L83)에 유기되는 전압에 의하여 상기 트랜지스터(Q21)의 베이스에 고전위가 공급되고, 트랜지스터(Q22)의 베이스에 저전위가 공급되어 그 트랜지스터(Q211)가 온되고, 트랜지스터(Q22)가 오프되었을 때, 상기 트랜스(T7)의 2차코일(L72)에 축적된 전류는 전류제한용 저항(R22)→다이오드(Q26)→트랜스(T8)의 3차코일(L83)→저항(R23)을 통해 그 트랜지스터(Q21)의 베이스에 공급되어 그 트랜지스터(Q21)가 정상동작하게 된다.
상기와 반대로 트랜스(T8)의 3차코일(L83)에 유기되는 전압에 의하여 상기 트랜지스터(Q21)의 베이스에 저전위가 공급되고, 트랜지스터(Q22)의 베이스에 고전위가 공급되어 그 트랜지스터(Q211)가 오프되고, 트랜지스터(Q22)가 온되었을 때, 상기 트랜스(T7)의 2차코일(L72)에 축적된 전류는 전류제한용 저항(R22)→다이오드(Q25)→트랜스(T8)의 3차코일(L83)을 통해 그 트랜지스터(Q22)의 베이스에 공급되어 그 트랜지스터(Q22)가 정상동작하게 된다.
재5도의 (a)는 트랜지스터(Q21)의 콜렉터-에미터전압(VCE.Q21)을 보인 것이고, (b)는 그 트랜지스터(Q21)의 베이스전류(IB.Q21)를 보인 것이며, (d)는 그 트랜지스터(Q21)의 베이스-에미터전압(VBE.Q21)을 보인 것으로, 이는 종래의 기술에서 트랜지스터(Q11)의 파형과 동일함을 알 수 있다. 즉, 제3도의 (a),(b),(c)와 같음을 알 수 있다. 그러나 제5도의 (b)에 도시한 베이스전류(IB.Q21)는 종래의 기술에서와 달리 트랜지스터(Q21)가 턴온될 때 직류가 아닌 곡선의 전류가 흐름을 알 수 있는데, 이 전류는 다이오드(D26)의 전류파형과 동일한 것으로 그 다이오드(D26) 전류를 10배 확대하여 나타낸 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 전류제한용 트랜스를 통해 유기되는 전류를 인버터의 트랜지스터에 교번되게 공급함으로써 적은 비용으로 인버터를 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 입력교류전압(AC)을 공급받아, 정류부(22)측으로 전달함에 있어서 역률을 개선하고 잡음을 제거하는 역률개선 및 노이즈 제거부(21)와, 상기 역률개선 및 노이즈 제거부(21)를 통해 공급되는 전압을 전파정류하고 평활시키는 정류부(22)와, 상기 정류부(22)의 출력전압을 공급받아 트랜스(T8)에 공급되는 전류를 제한하고, 인버터(25)의 초기 구동전압을 공급하는 구동전압 공급부(23)와, 트랜스(T8)의 3차권선(L83)을 통해 유기된 전압과 구동전압 공급부(23)의 전류제한용 트랜스(T7)의 2차권선(L72)에서 유기되는 전류를 인버터(25)의 베이스 구동전원으로 공급하는 베이스 구동부(24)와, 상기 정류부(21) 및 베이스 구동부(24)로부터 공급되는 전압에 따라 트랜스(T8)를 구동시키는 인버터(25)와, 상기 트랜스(T8)를 통해 유기되어 방전등에 공급되는 전류를 안정화시키는 전류제어부(26)로 구성한 것을 특징으로 하는 방전등용 전자식 안정기회로.
  2. 제1항에 있어서, 베이스 구동부(24)는 전류제한용 트랜스(T7)의 2차측 코일(L72)의 일측을 접지단에 접속하고, 그 코일(L72)의 타측은 저항(R22)을 통한 후 다시 다이오드(D25)를 통해서는 인버터(25)의 트랜지스터(Q21)의 베이스에 접속하고, 다이오드(D26)를 통해서는 상기 인버터(25)의 트랜지스터(Q22)의 베이스 및 트랜스(T8)의 3차코일(L83)의 일측에 접속하며, 그 3차코일(L83)의 타측은 저항(R23)을 통해 상기 트랜지스터(Q21)의 베이스에 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 방전등용 전자식 안정기회로.
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