KR970003215B1

KR970003215B1 - 소형 형광등용 l-c안정화회로

Info

Publication number: KR970003215B1
Application number: KR1019910019562A
Authority: KR
Inventors: 아이. 함 병
Original assignee: 아이. 함 병
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 1997-03-15
Also published as: US5179323A; KR920017518A; US5345149A

Abstract

내용없음.

Description

소형 형광등용 L-C안정화회로

제1도는 본 발명의 실시에에 따른 안정화회로를 형광등에 접속시킨 구성을 도시한 회로도

제2도는 본 발명에 따른 안정화회로가 작용된 소형 형광등의 분해구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 스타터 8 : 캐패시터

9 : 트랜스포머 12 : 형광튜브

14 : 1차코일 15 : 2차코일

16 : 저항기 18 : L-C 안정화회로

19 : 전극

[산업상의 이용분야]

본 발명은 형광등의 안정화회로에 관한 것으로, 특히 1차코일 및 단락된 2차코일로 구성된 트랜스포머와 이 트랜스포머에 직렬로 접속된 캐패시터를 갖추고 있으면서 저전력형의 형광등에 적용되는 소형 L-C안정화 회로에 관한 것이다.

[종래의 기술 및 그 문제점]

일반적으로, 형광등은 백열등에 비해 몇 배 밝은 빛을 내고 또 백열전구만큼 많은 열이 발생되지 않는 등 높은 동작효율을 갖고 있기 때문에 여러가지 형태의 형광등이 가정이나 사무실에서 널리 사용되고 있다.

전형적인 형광등은 두개의 전극이 양끝에 형성됨과 더불어 안쪽면에 형광물질이 코팅되어 있고 소량의 수은이 관내부에 포함되어 있는 유리관으로 되어 있다. 상기 두개의 전극은 전원이 인가되면 자유전자가 아크를 일으키도록 큰 포텐셜에너지를 공급하게 되는 바, 아브로부터의 방사에너지에는 형광물질에 의해 가시광선으로 변환되는 단파장의 자외선이 포함되어 있고 이때 형광효과는 아크내에서 증기화된 수은에 의해 일어나게 된다.

그런데, 대부분의 형광등은 내부의 전류흐름을 일정하게 유지시키기 위해 안정화회로가 필요하다. 이러한 안정화회로로서 예컨대, 안정화저항를 사용하는 경우에는 온도가 높아짐에 따라 저항이 증가하고, 저항이 증가됨에 따라 회로내에서 점점 더 적은 전류가 흐르게 된다. 그리고, 전류의 흐름이 점점 더 적어지게 되면 그에 따라 저항체의 온도도 점차 낮아져서 결과적으로 저항이 낮아지게 되는 바, 이렇게 해서 전류흐름이 일정한 레벨로 유지된다.

또한, 형광등의 안정화는 인덕터/캐패시터 안정화회로(이하, L-C안정화회로라 칭함)를 사용하여 실현할수도 있다. 이러한 L-C안정화회로에서는 인덕터가 회로에 부하로서 작용할 때 및 부하로서 작용하지 않을 때와 대응되게 캐패시터가 연속적으로 충전 및 방전을 하게 되고, 그에 따라 형광등으로의 전류흐름이 계속 일정하게 유지된다.

그런데, 종래의 저전력형(4∼8watt) 형광등용 L-C안정화회로에서는 인덕터코일에 1200회라고 하는 많은 권선수가 필요하였고, 그 많은 권선수로 인하여 전력소비가 많아지고 인덕터에 열로 변환되는 에너지가 많기 때문에 에너지의 낭비가 크다는 결점이 있었다.

또, 에너지의 낭비 뿐만 아니라 1200회의 권선수를 갖는 인덕터를 제작하려면 많은 노력이 필요하고 재료로 많이 소모되며, 더우기 형광등의 구동시에 많은 열이 발생되어 내구성에 있어서도 문제가 없지 않았다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 종래의 L-C안정화회로에 사용되는 싱클·코일 인덕터의 권선수보다 적은 380∼550회의 권선수를 갖는 1차코일 15∼30회의 권선수를 가지면서 단락된 2차코일로 구성된 트랜스포머를 갖춤으로써, 종래보다 용이하게 제작할 수 있을 뿐 아니라 종래의 L-C안정화회로에 비해 그 크기가 작고 동작시의 온도도 낮아질 수 있도록 된 소형 형광등용 L-C안정화회로를 제공함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 L-C안정화회로는 캐패시터와, 이 캐패시터에 직렬로 연결되어 있으면서 1차코일과 코어 및 단락된 2차코일을 갖는 트랜스포머를 구비하여 구성되어 있다. 이때 1차코일은 380∼550회, 2차코일은 15∼30회의 권선수를 갖는 것이 좋으며, 코일로서 사용되는 와이어는 31∼34AWG(American Wire Gage) 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 형광등의 깜빡임을 일으키는 원인이 되고 있는 서지전류를 완화시키기 위해 저항을 상기 트랜스포머에 병렬로 접속시킬 수도 있는데, 이때 저항의 저항값은 100∼300Ω 정도가 적당하다.

[작용]

상기와 같이 구성된 본 발명의 안정화회로에 따르면, 트랜스포머에 각 코일의 권선수가 적은 2개의 코일을 사용하고 있기 때문에 제작이 간단할 뿐 아니라 그 크기도 현저히 작아지게 된다. 특히 종래의 안정화회로는 인덕터코일의 많은 권선수로 인해 그 크기가 켰으므로 작고 간단한 구조로 된 새로운 디자인의 형광등에 꾸며넣기가 어려웠는 바, 본 발명의 안정화회로는 소형으로 제작될 수 있으므로 소형 형광등에 결합시키기가 용이하고 재료에 드는 비용을 줄일 수 있으며, 또 간단한 구조이므로 내구성도 향상되게 된다.

또, 본 발명의 안정화회로는 트랜스포머내에 단락된 2차코일을 사용하여 코일의 권선수를 적게 함으로써 트랜스포머에 의한 노이즈가 감소되어 형광등의 효율이 높아지게 되고, 형광등의 수명도 종래에 비해 3배 정도 길어지게 된다.

더우기, 본 발명에 따른 안정화회로에서는 종래만큼 많은 열이 발생하지도 않는다. 즉, 종래의 안정화회로는 동작시에 90∼100℃의 온도로 되는 반면, 본 발명의 안정화회로는 동작시에 50∼60℃의 낮은 온도의 열이 발생되기 때문에 과열로 인한 사고나 화재의 위험이 작을 뿐 아니라 내고온성을 갖는 고가의 재료를 사용할 필요가 없게 되어 원가를 절감할 수도 있게 된다.

[실시예]

이하, 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 L-C안정화회로 및 그와 접속된 형광등을 함께 도시한 회로도로서, 도면에서 보는 바와 같이 L-C안정화회로(18)는 형광튜브(12)와 스타터(4;starter) 및 60Hz의 교류전압을 공급하는 전력공급원(17)에 직렬로 연결되어 있고, 상기 안정화회로(18)는 캐패시터(8)와 이 캐패시터(18)에 직렬로 연결되어 있으면서 1차코일(14)과 2차코일(15)을 갖는 트랜스포머(9)로 이루어져 있다. 본 실시예에서는 상기 캐패시터(8)가 AC 220V용이고 3.0∼3.5㎌의 용량을 갖고 있으며, 그 후단에 초크코일(choke coil) 또는 트랜스포머(9)가 접속되게 된다. 이때, 트랜스포머(9)내의 1차코일(14)의 권선수는 약 380∼550회이고, 2차코일(15)의 권선수는 15∼30회이며, 코일로서 사용되는 와이어는 31∼34AWG 정도의 것이 적당하다.

본 실시예에서는 4watt의 소형 형광등을 구동시키는 안정화회로를 예로 들어 설명하고 있는 바, 이러한 4watt의 소형 형광등용 안정화회로에서 상기 트랜스포머(9)의 1차코일(14)은 권선수가 500회이고 2차코일(15)은 권선수가 28회이며, 이때 상기 두 코일(14, 15)은 33AWG의 와이어로 제작되고 또 트랜스포머(9)의 코어는 라미네이티드스틸(laminated steel)로 제작되었다.

제1도에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 트랜스포머(9)는 1차코일(14)과 2차코일(15)로 되어 있는데, 이때 2차코일(15)은 단락되어 있어 전기적 부하가 인가되지 않는다. 그런데, 종래의 L-C안정화회로에 사용되는 인덕터에는 코어를 감싸고 있는 1개의 코일만이 있고 2차코일은 없기 때문에, 종래의 안정화회로를 저전력형 형광등에 이용하려면 싱글코일의 권선수가 1200회는 되어야 하고, 그에 따라 비효율적이 될 뿐 아니라 많은 열이 발생하게 된다.

한편, 2차코일(15)을 사용하고 있는 본 발명에서는 인덕터에 인가되는 부하를 2개의 코일로 분산시키기 때문에, 코일당 권선수가 적어지게 되는 그 결과 열이 적게 발생함과 더불어 높은 동작효율을 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 저항기(16)를 상기 트랜스포머(9)에 병렬 접속하였는 바, 이 저항기(16)의 저항값은 100∼300Ω 정도가 적당하다. 상기 저항기(16)는 저지전류를 약화시켜 형광튜브(12)내에 있는 두 전극(19) 사이의 아크흐름이 연속적으로 유지되도록 하는 것으로서, 저항기(16)가 없으면 형광등이 깜빡거리게 되기 쉽다. 더우기, 캐패시터(8)의 충전과 방전 및 트랜스포머코일(14, 15)내에서의 자기장의 유무도 함께 형광튜브(12)내의 전류흐름을 일정하게 안정화회로로서 가능하다.

또, 스타터램프(4; starter lamp)가 형광튜브(12)와 병렬로 연결되어 있는데, 본 실시예에서는 상기 스타터램프(4)로서 실바니아 일렉트로닉스 컴퍼니의 스타터램프(part no. GB-22-48222-0) 또는 그와 동급의 것을 사용하고 있다. 또, 스타터램프 대신에 글로우·버틀·스타터(glow bottle starter), 사이댁·시스템·스타터(sidac system starter) 및 트라이엑·시스템·스타터(triac system starter)를 사용할 수도 있다. 상기 스타터램프(4)는 형광튜브(12)내의 전극(19) 사이에 아크가 일어날 수 있도록 큰 포텐셜에너지를 차지업(charge up)시키는데 필요하며, 일단 아크가 시작되면 주지의 과정에 의해 상기 형광튜브(12)로부터 가시광선이 방사된다.

제2도는 본 발명에 따른 안정화회로가 적용된 소형 형광등의 분해구성도로서, 도면에서 보는 바와 같은 플러그(11)를 통해 벽면소켓으로부터 전력이 공급된다. 전력이 공급되면 전류가 전력소스리드(6; power sourcelead)를 통해 몸체(10) 내에 넣어진 캐퍼시터(8)와 트랜스포머(9)로 구성된 안정화회로에 입력된다. 상기 트랜스포머(9)로부터의 출력은 스타터램프(4)가 병렬로 접속되어 있는 형광튜브(12)에 입력되고, 이때 상기 전력 소스리드(6)에 접속된 로커스위치(3; rocker switch)에 의해 회로의 개폐가 제어되게 된다. 여기서, 상기 로커 스위치(3)는 3A의 AC 125V인 것이 적당하다. 또, 제2도에 도시한 로커스위치(3) 대신에 푸쉬버튼스위치(push-button switch)를 사용하여도 좋고, 그 외의 다른 스위치를 사용해도 좋음은 물론이다. 본 실시예에서는 전기도선(5)으로서 18AWG의 와이어로 만들어진 것을 사용하고 있고, 몸체(10)의 끝부분(7)을 2개의 엔드·캡(2; end cap)이 덮도록 되어 있으며, 2부분으로 이루어진 베이스(1)가 그 밖의 도선과 전기적 구성요소를 덮도록 되어 있다. 이때, 곡선형의 저지부(20)가 상기 베이스(1)에 형성되어 있어 형광튜브(12)를 제자리에 클램프시키도록 되어 있다. 그리고, 적절한 광의 분산을 얻을 수 있도록 반투명의 렌즈커버(13)가 형광튜브(12)위에 닫혀지게 된다.

본 실시예에서는 상기 렌즈커버(13)와 2부분으로 이루어진 베이스(1) 및 엔드·캡(2)이 플래스틱 폴리카보네이트 또는 ABS(flame retardant type)로 제작되어 있고, 몸체(10)는 내열성 에폭시로 몰딩되어 있다.

[발명의 효과]

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 L-C안정화회로에 따르면, 트랜스포머를 구성하고 있는 1차코일 및 2차코일의 권선수가 적기 때문에 제작이 간단할 뿐 아니라 그 크기를 줄일 수가 있고, 또 간단한 구조이므로 내구성도 향상되게 된다.

또한, 본 발명의 L-C안정화회로에서는 트랜스포머내에 단락된 2차코일을 사용하여 코일의 권선수가 적게하였기 때문에 트랜스포머에 의한 노이즈가 감소되어 형광등의 효율을 높아지게 되고, 형광등의 수명도 종래에 비해 3배 정도 길어지게 된다.

더우기, 본 발명의 안정화회로에서는 많은 열이 발생되지 않기 때문에 과열로 인한 사고나 화재의 위험이 작고, 내고온성을 갖는 고가의 재료를 사용할 필요가 없게 되며 원가룰 절감할 수가 있다.

Claims

캐패시터와, 이 캐패시터에 직렬로 접속되어 있으면서 1차코일 및 단락된 2차코일을 갖는 트랜스포머를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제1항에 있어서, 상기 트랜스포머에 병렬로 접속된 저항기를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제2항에 있어서, 상기 저항기가 100∼300Ω의 저항값을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제1항에 있어서, 상기 1차코일의 권선수가 380∼550회이고, 상기 2차코일의 권선수가 15∼30회인 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제4항에 있어서, 상기 캐패시터가 2.8∼3.5㎌의 용량을 갖고 있는 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제5항에 있어서, 상기 1차코일과 2차코일이 31∼34AWG의 크기를 갖는 와이어코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제6항에 있어서, 상기 1차코일의 권선수가 500회이고, 상기 2차코일의 권선수가 28회인 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제7항에 있어서, 상기 와이어코일이 33AWG의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
제1항에 있어서, 상기 1차코일의 권선수가 500회이고, 상기 2차코일의 권선수가 28회인 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
2.8∼3.5㎌의 용량을 갖는 캐패시터와, 권선수가 500회인 1차코일과 권선수가 28회이면서 단락되어 있는 2차코일로 구성되어 상기 캐패시터에 직렬로 접속된 트랜스포머 및 이 트랜스포머와 병렬로 접속되어 있으면서 100∼300Ω의 저항값을 갖는 저항기를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로.
형광튜브와 병렬로 접속된 스타터를 갖추고 있으면서 형광튜브의 한쪽 전극에 직렬로 접속되어 AC전원에 의해 구동되는 소형형광등용 L-C안정화회로에 있어서, AC전원과 형광튜브의 전극 사이에 접속된 캐패시터와, 1차코일 및 단락된 2차코일로 이루어져 있으면서 상기 캐패시터와 상기 형광튜브의 전극 사이에 직렬로 접속된 트랜스포머를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 소형형광등용 L-C안정화회로