WO2021085684A1 - 방전 램프용 전자식 안정기 - Google Patents

방전 램프용 전자식 안정기 Download PDF

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WO2021085684A1
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lamp
unit
resonance
electronic ballast
circuit unit
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박동엽
은종일
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박동엽
은종일
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic ballast, and more particularly, to an electronic ballast having a constant power control and automatic on-off function for a high-pressure discharge lamp.
  • the high-intensity discharge lamp (HID) lamp has the advantage of having high efficiency compared to other light sources, but it has not been universalized due to its extremely limited use.
  • metal halide lamps have been used as display lighting in department stores and large stores because of their good color rendering and long lifespan.
  • the structure of the electronic ballast for a metal halide lamp is a high frequency inverter having a half-bridge structure that applies a sinusoidal high frequency voltage to the lamp and controls the lamp current.
  • the LCC resonant inverter has the best characteristics for the operation of HID lamps such as metal halide.
  • the LCC resonant inverter has a large voltage gain, relatively low input current, and low sensitivity to input and load.
  • Such a high-frequency operation may cause acoustic resonance due to the physical structure of the lamp in a specific frequency band, causing the arc to tremble and, in severe cases, to destroy the arc tube.
  • a method of avoiding such an acoustic resonance phenomenon there is a method of operating at a high frequency of 200 kHz or more, or finding a band in which acoustic resonance does not occur in a frequency band of 200 kHz or less and operating within this band.
  • High-frequency operation of 200 kHz or more increases the switching loss, and in particular, in the case of a large capacity, the load on the switching element increases, which is not preferable.
  • the electronic ballast since the electronic ballast has a high manufacturing cost, it is difficult to widely spread like a magnetic ballast.
  • the acoustic resonance in the discharge tube causes the pressure change in the discharge tube to make the arc discharge unstable, so the arc discharge becomes unstable, causing the lamp luminous flux to fluctuate. In some cases, the arc may extinguish. As the change hits the tube wall periodically, it can destroy the discharge tube.
  • negative-type resonance occurs due to differences in the internal pressure and the mixing system of the material to be enclosed by different manufacturers. For example, even for lamps manufactured by the same company, differences in resonance bands occur depending on the working environment at the time of manufacture.
  • a difference in the acoustic resonance band from the manufacturer may occur, and even in the case of a product of the same company, the difference in the acoustic resonance band may occur depending on the manufacturing date or manufacturing plant.
  • the present invention has been proposed in order to solve the problems related to the above background technology, and provides an electronic ballast for a discharge lamp that enables the lamp to operate at rated power by finding a frequency band that does not generate resonance and minimizes switching loss. There is this.
  • another object of the present invention is to provide an electronic ballast for a discharge lamp capable of solving the problem of shortening the life of the lamp by increasing the lamp power of the ballast when the input voltage increases while providing a ballast for a multi-lamp.
  • the present invention adds an on-off function to the switching protection circuit, so that when the day darkens or the cloud obscures the sunlight and the illuminance decreases, the switching circuit automatically operates to illuminate the lamp, and at the same time, it is possible to check whether the ballast is malfunctioning.
  • Another object is to provide an electronic ballast for a discharge lamp.
  • the present invention provides an electronic ballast for a discharge lamp capable of improving light efficiency by driving at a high frequency compared to low frequency driving without distorting the shape of the arc in the discharge tube even when the driving frequency is slightly different. have.
  • the present invention provides an electronic ballast for a discharge lamp in which a resonance phenomenon does not occur and a frequency band that minimizes a switching loss is found so that the lamp operates at rated power in order to achieve the above-described problem.
  • the electronic ballast for the discharge lamp is the electronic ballast for the discharge lamp
  • a power supply circuit unit providing driving power to the lamp unit
  • a lamp driving circuit unit for driving the lamp unit by a high-frequency oscillation operation by alternating switching of a plurality of switching elements
  • a resonator connected to the lamp driving circuit to form a resonant circuit for the oscillation operation.
  • the lamp unit is characterized in that it includes an acoustic resonance preventing circuit for preventing acoustic resonance.
  • the lamp driving circuit unit is characterized in that it comprises a; soft lighting circuit unit for limiting the power supplied to the lamp unit for a predetermined time by lowering the power to a preset power to one of the switching elements.
  • a time limit timer for limiting an operation time to the predetermined time is installed at the input terminal.
  • the resonance circuit is characterized in that it comprises a resonance inductor and a resonance capacitor.
  • the second and third resonant capacitors of the resonant capacitor are connected in series, and the first resonant capacitor is connected to the second and third resonant capacitors in parallel.
  • the electronic ballast for the discharge lamp includes an automatic on-off circuit unit for turning off one of the switching elements according to whether natural light is detected through an optical sensor.
  • the electronic ballast for the discharge lamp characterized in that it comprises a; a first indicator for indicating the presence or absence of a failure of the power supply circuit unit.
  • the electronic ballast for the discharge lamp characterized in that it comprises a; a second indicator for indicating the presence or absence of a failure of the power supplied to the lamp unit.
  • the lamp driving circuit unit includes a noise reduction circuit for attenuating high frequency noise
  • the noise reduction circuit includes capacitors connected in parallel to oscillation cores connected to input terminals of the plurality of switching elements.
  • a capacitor connected in a first series to a secondary winding, an inductor connected in a second series to a first resistor, and a second resistor are connected in parallel, and a third resistor is added in series to the second resistor. It is characterized by being connected.
  • a plurality of lamps are arranged in parallel in the lamp unit, and a capacitor is installed at each end of the lamp.
  • the electronic ballast for the discharge lamp is characterized in that it comprises a; constant power control circuit unit for supplying the rated input power.
  • a resistor is formed between a transistor and a photo coupler connected to an input terminal of the power supply circuit, a capacitor is formed between the emitter of the transistor and the base of the transistor, and a diode and an inductor are formed on the collector side of the transistor.
  • the power generation core is configured.
  • the lamp unit A power supply circuit unit providing driving power to the lamp unit; A lamp driving circuit unit for driving the lamp unit by a high-frequency oscillation operation by alternating switching of a plurality of switching elements; And a resonance unit connected to the lamp driving circuit unit to form a resonance circuit for the oscillation operation, wherein the lamp unit includes an acoustic resonance prevention circuit for preventing acoustic resonance, and the lamp driving circuit unit 1:1 transformer It provides an electronic ballast for a discharge lamp comprising a.
  • a plurality of lamps are arranged in parallel in the lamp unit, and an inductor, a resistor, and a capacitor are installed at both ends of the lamp.
  • the lamp it is possible to make the lamp operate at rated power by finding a frequency band that minimizes the switching loss without generating a resonance phenomenon.
  • another effect of the present invention is to add an on-off function to the switching protection circuit, so that when the day darkens, or when the illuminance decreases due to clouds blocking sunlight, the switching circuit automatically operates to turn on the lamp and at the same time, whether or not the ballast is malfunctioning. You can check the point.
  • the shape of the arc in the discharge tube is not distorted and becomes a straight line, and the optical efficiency can be improved by driving at a high frequency compared to the low frequency driving.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an electronic ballast for a discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a lamp unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a lamp unit according to another embodiment of the present invention.
  • a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • the term “and/or” includes a combination of a plurality of related stated items or any of a plurality of related stated items.
  • the electronic ballast 100 for a discharge lamp includes a power supply circuit unit 110 for providing driving power, a constant power control circuit unit 120 for controlling constant power, and a plurality of switching elements provided therein.
  • a power time control circuit unit 150 for controlling the power for a predetermined period of time, and a resonance unit 170 configured to form a resonance circuit for oscillation operation in connection with the lamp driving circuit unit 130 may be included.
  • a fuse F1 is connected to one end (N) of an AC power terminal, and a surge voltage removing element (TNR) and a high frequency of AC voltage are connected between both ends (L, N) of the AC power terminal.
  • Noise-removing inductor (T1) for removing noise and capacitors (C1, C2, C3) connected in series/parallel are connected, and the inductor (T1) and capacitors (C1, C2, C3, C4) are connected to the rear end.
  • a bridge diode (BD1) for rectifying the AC voltage is connected.
  • a thermistor NTC: Negative Temperature Coefficient
  • NTC Negative Temperature Coefficient
  • the fuse F1 is designed to open when an overvoltage greater than a predetermined allowable value is applied from an AC voltage.
  • the surge voltage elimination element TNR absorbs a surge voltage mixed in an AC power source, and the noise elimination inductor LFT and capacitors C1, C2, C3 are high-frequency noise components included in the AC voltage. Remove.
  • FG floating ground
  • a power factor improvement inductor T2 and a capacitor C27 for power factor improvement are connected to the output terminal of the bridge diode BD1.
  • the power factor improvement inductor T2 and the capacitor C27 are connected in parallel.
  • an indicator LD1 and a resistor R21 indicating whether or not there is a fault at the output terminal of the bridge diode BD1 are configured.
  • the resistor R21 is formed at the front end of the indicator LD1, and a capacitor C5 is formed in parallel therewith.
  • a diode D1 and capacitors C19 and C20 of the resonator 170 are connected to the output terminal of the power factor improvement inductor T2.
  • Resistors R1, R2, R22, switching element Q1, and switching element Q2 are connected to the output terminal of the diode D1.
  • Resistors R22, R1, and R2 are connected in parallel with each other, and resistors R1 and R2 are connected to the switching element Q1 side.
  • the switching element Q1 and the switching element Q2 may use a Field Effect Transistor (FET), but are not limited thereto, and a Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET), an Insulated Gate Bipolar Mode Transistor (IGBT), and the like may also be used.
  • FET Field Effect Transistor
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor FET
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Mode Transistor
  • the oscillation core (T1-a, T1-b) is a primary winding
  • T1-c is a secondary winding
  • T1-D is a tertiary winding.
  • it is a structure in which a primary winding, a secondary winding, and a tertiary winding are formed in a troidal core.
  • a connection line is created at the midpoint of the switching element Q1 and the switching element Q2, a diode D3 is placed on this connection line, a resistor R1 is connected to the input terminal of the diode D6, and the output terminal of the diode D6
  • the oscillation core T1-a and the resistor R2 are connected to the oscillation core T1-a, and the capacitor C01 and the zener diodes Z5, Z6, Z1, and Z2 are connected in parallel with the oscillation core T1-a.
  • the capacitor C01 and the zener diodes Z5 and Z6 become a noise reduction circuit 131. Zener diodes Z5 and Z6 are disposed in opposite directions.
  • resistors R3, R4, and R5 are connected in series to the output terminal of the oscillation core T1-a, and are arranged to the input terminal of the switching element Q1.
  • the noise reduction circuit 131 is disposed between the resistor R3 and the resistor R4, and the zener diodes Z1 and Z2 are disposed between the resistor R4 and the resistor R5.
  • the capacitor C01 is connected in parallel to the oscillation core T1-a to attenuate high frequency noise, thereby reducing the acoustic process.
  • Zener diodes Z1 and Z2 are also disposed in opposite directions. Further, a diode D20 is disposed between the output terminal of the resistor R5 and the input terminal of the switching element Q1. Therefore, when the voltage is higher than a certain voltage, the diode D20 is conducted and is connected to the input terminal of the resistor R3. That is, it performs a function of preventing the abnormal voltage from being applied to the gate of the switching element Q1.
  • a capacitor C10 is formed between the source and the drain of the switching element Q1. This capacitor C10 functions to suppress noise and peak voltage. In FIG. 1, it is shown that it is connected only to the switching element Q1, but the capacitor C10 may be connected to the switching element Q2 in the same manner.
  • the oscillation core T1-b, the capacitor C02 and the zener diodes Z7, Z8, Z3, and Z4 are connected in parallel with the oscillation core T1-b.
  • the capacitor C02 and the zener diodes Z7 and Z8 become a noise reduction circuit 132.
  • Zener diodes Z7 and Z8 are disposed in opposite directions.
  • resistors R7, R8, and R9 are connected in series to the output terminal of the oscillation core T1-b and are arranged to the input terminal of the switching element Q2.
  • the capacitor C02 is connected in parallel to the oscillation core T1-b to attenuate high frequency noise, thereby reducing acoustic resonance.
  • a noise reduction circuit 132 is disposed between the resistor R7 and the resistor R8, and zener diodes Z7 and Z8 are disposed between the resistor R7 and the resistor R8. Zener diodes Z3 and Z4 are also disposed in opposite directions. Further, a diode D30 is disposed between the output terminal of the resistor R8 and the input terminal of the switching element Q2. Therefore, when the voltage is higher than a certain voltage, the diode D30 is conducted and is connected to the input terminal of the resistor R7.
  • the switching element Q2 when the diak DA1 is connected to the gate terminal and a predetermined voltage or more is applied, current continues to flow thereafter.
  • One end of the diak DA1 is connected to the soft circuit unit 150 that controls the power supplied to the lamp unit 160 through the diode D4 for a predetermined period of time.
  • the other end of the diak DA1 is connected to the input end of the Zener diode Z3.
  • the diak DA1 is a trigger element.
  • the oscillation core T1-a and the oscillation core T1-b alternately generate high and low voltages. In other words, when one oscillation core (T1-a) is high, the other oscillation core (T1-b) is low, and when one oscillation core (T1-a) is low, the other oscillation core (T1-b) is high. Becomes.
  • the constant power control circuit 120 is connected to both ends of the bridge diode BD1, and an output terminal includes a capacitor C5, a resistor R21, and an indicator LD1.
  • the resistor R21 and the indicator LD1 are connected in series, and the capacitor C5 is connected in parallel to the series-connected resistor R21 and the indicator LD1.
  • a resistor R19 and a zener diode Z9 are connected in series to the front end of the capacitor C5.
  • the indicator LD1 may be a light emitting diode (LED).
  • a resistor R21 and a capacitor C26 are connected to the input terminal of the bridge diode BD1, and the resistor R21 and the capacitor C26 are connected in parallel.
  • the Zener diode Z9, the resistor R21, and the capacitor C26 may be connected to the photo coupler PC.
  • the photo coupler PC detects the increased voltage and operates the transistors Q8 and Q9 to change the impedance of the power generation core T1-D to achieve a constant voltage.
  • a resistor R20 is formed between the photo coupler PC and the transistor Q9, a capacitor C27 is formed between the emitter of the transistor Q8 and the base of the transistor Q9, and the collector of the transistor Q9.
  • a diode D16, an inductor L1, and a power generation core T1-D are formed.
  • An automatic on-off circuit unit 140 that turns on and off according to the brightness of natural light is configured.
  • the illuminance rises, and when natural light is detected through the photosensor (CDS, PT), the voltage generated at the emitter of the transistor (Q7) activates the transistor (Q5), causing the diak (DA1) to trigger the If not, the switching element Q2 is not operated.
  • the day is dark and the illuminance of natural light falls, natural light cannot be detected by optical sensors (CDS, PT). Accordingly, since a voltage is not applied to the emitter of the transistor Q7, the transistor Q5 cannot be operated, and the diak DA1 generates a trigger pulse so that the light is turned on.
  • PT is a photo transistor.
  • the oscillation core (T1-c) is disposed at the point where the source of the switching element (Q1) and the drain of the switching element (Q2) match, and the resonance inductors (T4, T3) are connected to the output terminal of the oscillation core (T1-c).
  • resonance capacitors C20, C19, and C18 are connected to the output terminals of the resonance inductors T4 and T3 to generate a resonance circuit.
  • the resonance capacitors C20, C19, and C18 are connected in series, and the resonance capacitor C18 is connected in parallel to the resonance capacitors C20 and C19.
  • Diodes D6 and D7 are arranged in series in the resonator 170 to prevent reverse voltage flow.
  • a smoothing circuit 171 may be configured in the resonator 170.
  • the smoothing circuit 171 may include an inductor DC, diodes D8, D9, and D10, and capacitors C21 and C22. When the smoothing circuit 171 is completely smoothed, the power factor is lowered, thereby performing partial smoothing.
  • the lamp unit 160 includes first to nth lamps LAM1, LAMP2,...LAMPn in parallel, and capacitors C34, C35, C36, and C37 are connected to both ends of each lamp.
  • a capacitor (C25) connected in series to the secondary winding (T4-b) and an inductor (L2) and a resistor (R19) connected in series to the resistor (R18) are connected in parallel, and to the resistor (R19).
  • Resistor R20 is further connected in series.
  • Lamps are connected in parallel to the secondary winding T4-b of the resonant inductor T4 so that the first to nth lamps LAM1, LAMP2,...LAMPn are supplied with power.
  • Lamps (LAM1, LAMP2,...LAMPn) can be high-pressure mercury lamps, high-pressure sodium lamps, metal halide lamps, ultra-high pressure mercury lamps, ultra constant discharge (UCD) lamps, xenon lamps, high intensity discharge (HID) lamps, etc. have.
  • the protection circuit unit 150 may be configured to control the power time supplied to the lamp.
  • the protection circuit unit 150 converts a high alternating voltage into DC, converts the voltage and current into resistors (R11, R12) and diodes (D13, D14) in series/parallel and adjusts to a low voltage to adjust the resistors (R13, 14) and capacitors. It is connected to the thyristor (SCR) via (C14).
  • a resistor R11, a diode D13, a resistor 15, and a diak DA2 connected in series to the secondary winding T4-a are connected to the input terminal of the switching element Q6.
  • the capacitor C15 is disposed in front of the resistor R15.
  • the diak DA2 is a trigger element.
  • the induced voltage on the secondary side of the resonant inductor T3 increases.
  • the increased secondary-side induced voltage is half-wave rectified while passing through the diode D13, and the half-wave rectified voltage is charged in the capacitors C14 and C15 for smoothing.
  • the voltage charged in the capacitor C15 conducts the diak DA2 to generate a trigger signal, and operates the transistor Q6 for several seconds to stop the switching circuit. While transistor Q6 is stopped, the voltage charged in capacitor C14 is applied to the gate of thyristor SCR. In addition, since the voltage charged in the capacitor C33 is connected to the anode of the thyristor SCR and discharged, the voltage is not applied to the capacitor C33 and the trigger signal is not generated in the diak DA1, so that the switching circuit stops. .
  • the indicator LD2 and the resistor R16 are also configured to indicate whether the problem is on the lamp.
  • One end of the indicator LD2 is connected to the secondary winding T4-b through a resistor R12 and a diode D14.
  • the lamp driving circuit unit 130 and the protection circuit unit 150 are separately illustrated, but the lamp driving circuit unit 130 may include the protection circuit unit 150.
  • the inductor T2 for power factor improvement, the resonance inductors T4 and T3, and the oscillation cores T1-a and T1-b shown in FIG. 1 mean a configuration in which an inductor and a transformer are combined.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a lamp unit according to another embodiment of the present invention.
  • a capacitor C9 may be configured in parallel with the resonance inductor T4.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a lamp unit according to another embodiment of the present invention.
  • the earth leakage circuit breaker was able to cut off the operation at 30mA, but recently, due to the stability of the earth leakage, the cutoff function at 15mA is widely used.
  • the resonance inductor T4 distributed to the lamp side to the resonance circuit when the high frequency is turned on is used as a 1:1 transformer.
  • a 1:1 transformer means that the primary and secondary windings are 1:1.
  • inductors L2, L3, L4, L5, resistors R19, R20, R21, R22, and capacitors C34, C35, C36, C37 are installed at both ends of the lamps LAMP1 and LAMP2.
  • a 1-1 inductor L2, a 1-1 resistor R19, and a 1-1 capacitor C34 are sequentially arranged in series on the left side of the first lamp LAMP1, and the first on the opposite right side
  • the -2 capacitor C35, the 1-2th resistor R20, and the 1-2th inductor L3 are sequentially arranged in series.
  • the 2-1 inductor L4 the 2-1 resistor R21, and the 2-1 capacitor C36 are sequentially arranged in series
  • the opposite right side The 2-2 capacitor C37, the 2-2 resistor R22, and the 2-2 inductor L35 are sequentially arranged in series.

Abstract

공명 현상이 발생하기 않고 스위칭 손실을 최소화하는 주파수 대역을 찾아서 램프가 정격 전력으로 동작하도록 하는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공한다. 상기 방전 램프용 전자식 안정기는, 램프부, 상기 램프부에 구동전원을 제공하는 전원 공급 회로부, 복수개의 스위칭 소자의 상호 교번적인 스위칭에 의한 고주파의 발진동작으로 상기 램프부를 구동시키는 램프 구동 회로부, 및 상기 램프 구동 회로부와 연계되어 상기 발진 동작을 위한 공진 회로를 이루는 공진부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 램프부는 음향 공명을 방지하기 위한 음향 공명 방지 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방전 램프용 전자식 안정기
본 발명은 전자식 안정기에 대한 것으로서, 더 상세하게는 고압 방전용 램프를 위해 정전력 제어 및 자동 온오프 기능을 갖는 전자식 안정기에 관한 것이다.
HID(high-intensity discharge lamp) 램프는 다른 광원에 비해 효율이 높은 장점을 가지고 있지만, 용도가 극히 제한되어 보편화되지 못하였다. 그러나, 최근 메탈 할라이드 램프의 좋은 연색성과 긴 수명때문에 백화점, 대형 매장등에서 전시형 조명등으로 사용되고 있다.
특히, 세라믹 램프용 전자식 안정기가 개발되면서 높은 광출력, 크기 및 무게가 작고 역률 및 THD(Total Harmonic Distortion)가 개선되었다. 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기의 구조는 하프 브릿지 구조를 갖는 고주파 인터버로 정현 고주파 전압을 램프에 인가하고 램프 전류를 제어하는 역할을 한다.
LCC 공진 인버터가 이러한 메탈 할라이드와 같은 HID 램프의 동작을 위해서 가장 우수한 특성이 있는 것으로 발표되었다. LCC 공진 인버터는 전압 이득이 크고 비교적 낮은 입력 전류를 가지며, 입력과 부하에 대한 낮은 민감도를 가진다.
그러나, 이러한 고주파수 동작은 특정 주파수대역에서 램프의 물리적인 구조로 인한 음향 공명이 발생하여 아크의 떨림 현상이 발생할 뿐만 아니라 심한 경우 아크튜브의 파괴를 가져올 수 있다. 이러한 음향 공명 현상을 피하는 방법으로는 200kHz이상의 고주파로 동작시키거나 200kHz이하의 주파수 대역에서 음향 공명이 발생하지 않는 대역을 찾아서 이대역 내에서 동작시키는 방법이 있다.
200kHz 이상의 고주파 동작은 스위칭 손실이 커지게 되며 특히, 대용량의 경우, 스위칭 소자의 부담이 커져서 바람직하지 않다.
또한, 전자식 안정기는 제조 비용(cost)이 높기 때문에 자기식 안정기처럼 널리 보급되기 어려운 점이 있었다.
또한, 방전관에서의 음향 공명은 방전관내의 압력 변화를 일으켜 아크 방전이 불안정하게 되기 때문에 아크 방전이 불안정한 상태로 되어 램프 광속이 흔들리는 현상을 일으키고 경우에 따라서는 아크를 소멸시킬 수도 있으며 심할 경우, 압력의 변화가 관벽에 주기적으로 부딪치면서 방전관을 파괴할 수 있다.
또한, 제조사마다 다른 내부 압력과 봉입되는 물질의 혼합계 차이 때문에 음형 공명이 일어난다. 가령 동일한 회사에서 제조한 램프라 하더라도 제조할 당시의 근무 환경에 따라 공명 대역의 차이가 발생한다.
즉 동일한 크기의 방전관이라도 제조사와의 음향공명 대역의 차이가 발생할 수 있으며, 심지어 동일한 회사의 제품이라 하더라도 제조일 또는 제조 공장에 따라서 음향공명대역의 차이가 발생할 수 있다.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 공명 현상이 발생하지 않고 스위칭 손실을 최소화하는 주파수 대역을 찾아서 램프가 정격 전력으로 동작하도록 하는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다등용 안정기를 제공함과 동시에 입력 전압이 상승할시에 안정기의 램프 전력이 높아져 램프의 수명이 단축되는 문제점을 해소할 수 있는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스위칭 보호 회로에 온오프 기능을 첨가해서 날이 어두워 지거나, 구름이 햇빛을 가려서 조도가 떨어지면 자동으로 스위칭 회로가 작동해서 램프의 점등이 이루어짐과 동시에 안정기의 고장 유무를 확인할 수 있는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공하는데 또다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 구동 주파수가 조금 다를 경우라도 방전관내의 아크의 모양이 왜곡되지 않고 일직선으로 되고 저주파 구동에 비해 고주파로 구동함으로써 광효율이 향상될 수 있는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 공명 현상이 발생하기 않고 스위칭 손실을 최소화하는 주파수 대역을 찾아서 램프가 정격 전력으로 동작하도록 하는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공한다.
상기 방전 램프용 전자식 안정기는,
램프부;
상기 램프부에 구동전원을 제공하는 전원 공급 회로부;
복수개의 스위칭 소자의 상호 교번적인 스위칭에 의한 고주파의 발진동작으로 상기 램프부를 구동시키는 램프 구동 회로부; 및
상기 램프 구동 회로부와 연계되어 상기 발진 동작을 위한 공진 회로를 이루는 공진부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 램프부는 음향 공명을 방지하기 위한 음향 공명 방지 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 램프 구동 회로부는, 상기 스위칭 소자중 하나에 미리 설정되는 전원으로 낮추어 상기 램프부에 공급하는 전원을 일정시간 동안 제한하는 소프트 점등 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하나의 입력단에 동작 시간을 상기 일정시간 동안으로 제한하는 시간 제한 타이머가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공진 회로는 공진 인덕터 및 공진 커패시터로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 공진 커패시터의 제 2 및 제 3 공진 커패시터는 직렬로 연결되고, 제 1 공진 커패시터는 상기 제 2 및 제 3 공진 커패시터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방전 램프용 전자식 안정기는, 광센서를 통해 자연광의 검출 여부에 따라 상기 스위칭 소자중 하나를 오프하는 자동 온오프 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방전 램프용 전자식 안정기는, 전원 공급 회로부의 고장 유무를 표시하는 제 1 표시기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방전 램프용 전자식 안정기는, 상기 램프부에 공급하는 전원의 고장 유무를 표시하는 제 2 표시기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 램프 구동 회로부는 고주파 노이즈를 감쇠시키는 노이즈 저감회로를 포함하며, 상기 노이즈 저감회로는 상기 복수개의 스위칭 소자의 입력단에 연결되는 발진 코어에 각각 병렬로 연결되는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 램프부는 2차 권선에 제 1 직렬로 연결되는 커패시터 및 제 1 저항에 제 2 직렬로 연결되는 인덕터 및 제 2 저항이 병렬로 연결되며, 상기 제 2 저항에 제 3 저항이 직렬로 추가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 램프부에는 다수의 램프가 병렬로 배치되며, 상기 램프의 각 양단마다 커패시터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방전 램프용 전자식 안정기는, 정격 입력 전력을 공급하는 정전력 제어 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때. 상기 정전력 제어 회로는, 상기 전원 공급 회로부의 입력단에 연결되는 포토 커플러와 트랜지스터사이에는 저항이 구성되고, 트랜지스터의 이미터와 트랜시스터의 베이스 사이에는 커패시터가 구성되며, 트랜지스터의 컬렉터측에는 다이오드, 인덕터, 발전 코어가 구성되는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 램프부; 상기 램프부에 구동전원을 제공하는 전원 공급 회로부; 복수개의 스위칭 소자의 상호 교번적인 스위칭에 의한 고주파의 발진동작으로 상기 램프부를 구동시키는 램프 구동 회로부; 및 상기 램프 구동 회로부와 연계되어 상기 발진 동작을 위한 공진 회로를 이루는 공진부;를 포함하며, 상기 램프부는 음향 공명을 방지하기 위한 음향 공명 방지 회로를 포함하며, 상기 램프 구동 회로부는 1:1 트랜스포머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기를 제공한다.
이때, 상기 램프부에는 다수의 램프가 병렬로 배치되며, 상기 램프의 각 양단마다 인덕터, 저항, 및 커패시터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 공명 현상이 발생하지 않고 스위칭 손실을 최소화하는 주파수 대역을 찾아서 램프가 정격 전력으로 동작하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 다등용 안정기를 제공함과 동시에 입력 전압이 상승할시에 안정기의 램프 전력이 높아져 램프의 수명이 단축되는 문제점을 해소할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 스위칭 보호 회로에 온오프 기능을 첨가해서 날이 어두워 지거나, 구름이 햇빛을 가려서 조도가 떨어지면 자동으로 스위칭 회로가 작동해서 램프의 점등이 이루어짐과 동시에 안정기의 고장 유무를 확인할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 구동 주파수가 조금 다를 경우라도 방전관내의 아크의 모양이 왜곡되지 않고 일직선으로 되고 저주파 구동에 비해 고주파로 구동함으로써 광효율이 향상될 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방전 램프용 전자식 안정기의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 램프부의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 램프부의 회로도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 방전 램프용 전자식 안정기를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방전 램프용 전자식 안정기(100)의 회로도이다. 도 1을 참조하면, 방전 램프용 전자식 안정기(100)는, 구동전원을 제공하는 전원 공급 회로부(110), 정전력을 제어하는 정전력 제어 회로부(120), 내부에 갖추어진 다수의 스위칭 소자의 상호 교번적인 스위칭에 의한 고주파의 발진동작으로 램프부(160)를 구동시키는 램프 구동 회로부(130), 자연광 빛의 밝기에 따라 온오프하는 자동 온오프 회로부(140), 램프부(160)에 공급하는 전원을 일정시간 동안 제어하는 전원 시간 제어 회로부(150), 상기 램프 구동 회로부(130)와 연계되어 발진 동작을 위한 공진 회로를 이루는 공진부(170)등을 포함하여 구성될 수 있다.
전원 공급 회로부(110)는, 교류 전원단의 일단(N)에 퓨즈(F1)가 접속되고, 그 교류 전원단의 양단(L, N) 사이에 서지 전압 제거 소자(TNR)와 교류전압의 고주파 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거용 인덕터(T1) 및 직/병렬로 연결되는 커패시터(C1, C2, C3)가 접속되며, 그 인덕터(T1)와 커패시터(C1, C2, C3, C4)의 후단에 교류전압을 정류하기 위한 브릿지 다이오드(BD1)가 접속된다. 또한, 브릿지 다이오드(BD1)의 입력단에는 온도 제어를 위해 서미스터(NTC: Negative Temperature Coefficient)가 배치된다.
상기 퓨즈(F1)는 교류전압에서 소정의 허용치 이상의 과전압이 인가되면 오픈(Open)되도록 설계되어 있다. 그리고, 상기 서지전압 제거 소자(TNR)는 교류전원에 혼입된 서지전압을 흡수하고, 상기 노이즈 제거용 인덕터(LFT) 및 커패시터(C1,C2, C3)는 교류전압에 포함되어 있는 고주파의 노이즈 성분을 제거한다.
또한, 커패시터(C2)와 커패시터(C3)의 중간에 회로상 직접 접지되지 않은 그라운드(FG: Floating Ground)가 구성될 수 있다.
그리고, 상기 브릿지 다이오드(BD1)의 출력단에는 역율 개선을 위한 역율 개선용 인덕터(T2) 및 커패시터(C27)가 연결된다. 역율 개선용 인덕터(T2) 및 커패시터(C27)는 병렬로 연결된다. 또한, 브릿지 다이오드(BD1)의 출력단에서의 고장 유무를 표시하는 표시기(LD1) 및 저항(R21)이 구성된다. 저항(R21)은 표시기(LD1)의 앞단에 구성되며, 이와 병렬로 커패시터(C5)가 구성된다.
또한, 역율 개선용 인덕터(T2)의 출력단에는 다이오드(D1) 및 공진부(170)의 커패시터(C19,C20)가 연결된다. 다이오드(D1)의 출력단에는 저항(R1,R2,R22), 스위칭 소자(Q1) 및 스위칭 소자(Q2)가 연결된다.
저항(R22,R1,R2)이 서로 병렬로 연결되고, 저항(R1,R2)은 스위칭 소자(Q1)측에 연결된다. 이 스위칭 소자(Q1) 및 스위칭 소자(Q2)는 FET(Field Effect Transistor)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor) 등도 사용될 수 있다. 이 스위칭 소자(Q1) 및 스위칭 소자(Q2)의 게이트에 대한 인가 전압을 스위칭하기 위해 발진 코어(T1-a,T1-b)가 연결된다. 발진 코어(T1-a,T1-b)는 인덕터(T1-c,T1-D)와 연동되는 권선이다. 발진 코어(T1-a,T1-b)는 1차 권선이고, T1-c는 2차 권선이며, T1-D는 3차 권선이다. 즉, 트로이달 코어(troidal core)에 1차 권선, 2차 권선, 3차 권선이 형성되는 구조이다.
스위칭 소자(Q1) 및 스위칭 소자(Q2)의 중간 지점에 연결선이 생성되고, 이 연결선에 다이오드(D3)가 배치되고 다이오드(D6)의 입력단에 저항(R1)이 연결되고 다이오드(D6)의 출력단에 발진 코어(T1-a), 저항(R2)이 연결되며, 이 발진 코어(T1-a)와 병렬로 커패시터(C01), 제너다이오드(Z5,Z6,Z1,Z2)가 연결된다. 커패시터(C01)와 제너다이오드(Z5,Z6)는 노이즈 저감회로(131)가 된다. 제너다이오드(Z5,Z6)는 서로 반대방향으로 배치된다. 한편, 발진 코어(T1-a)의 출력단에는 저항(R3, R4, R5)이 직렬로 연결되며 스위칭 소자(Q1)의 입력단까지 배치된다. 저항(R3)과 저항(R4) 사이에 노이즈 저감회로(131)가 배치되고, 저항(R4)과 저항(R5) 사이에 제너다이오드(Z1,Z2)가 배치된다. 커패시터(C01)는 발진 코어(T1-a)에 병렬로 연결되어 고주파 노이즈를 감쇠시킴으로써 음향 공정을 줄일 수 있게 한다.
제너다이오드(Z1,Z2)도 서로 반대 방향으로 배치된다. 또한, 저항(R5)의 출력단과 스위칭 소자(Q1)의 입력단 사이에는 다이오드(D20)가 배치된다. 따라서, 일정 전압 이상이면 다이오드(D20)가 도통되어 저항(R3)의 입력단에 연결된다. 즉 이상 전압이 스위칭 소자(Q1)의 게이트에 인가되는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 또한, 스위칭 소자(Q1)의 소스와 드레인 사이에는 커패시터(C10)가 구성된다. 이 커패시터(C10)는 노이즈 및 피크 전압을 억제하는 기능을 한다. 도 1에서는 스위칭 소자(Q1)에만 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 스위칭 소자(Q2)에도 동일하게 커패시터(C10)가 연결될 수 있다.
스위칭 소자(Q2)의 입력단측에도 유사하게 발진 코어(T1-b), 이 발진 코어(T1-b)와 병렬로 커패시터(C02), 제너다이오드(Z7,Z8,Z3,Z4)가 연결된다. 커패시터(C02)와 제너다이오드(Z7,Z8)는 노이즈 저감회로(132)가 된다. 제너다이오드(Z7,Z8)는 서로 반대방향으로 배치된다. 한편, 발진 코어(T1-b)의 출력단에는 저항(R7, R8, R9)이 직렬로 연결되며 스위칭 소자(Q2)의 입력단까지 배치된다. 또한, 커패시터(C02)는 발진 코어(T1-b)에 병렬로 연결되어 고주파 노이즈를 감쇠시킴으로써 음향 공명을 줄일 수 있게 한다.
저항(R7)과 저항(R8) 사이에 노이즈 저감회로(132)가 배치되고, 저항(R7)과 저항(R8) 사이에 제너다이오드(Z7,Z8)가 배치된다. 제너다이오드(Z3,Z4)도 서로 반대 방향으로 배치된다. 또한, 저항(R8)의 출력단과 스위칭 소자(Q2)의 입력단 사이에는 다이오드(D30)가 배치된다. 따라서, 일정 전압 이상이면 다이오드(D30)가 도통되어 저항(R7)의 입력단에 연결된다.
스위칭 소자(Q2)의 경우, 게이트단에 다이악(DA1)이 연결되어 일정 전압 이상이 걸리면 그 후로는 전류가 계속 흐른다. 이 다이악(DA1)은 일단이 다이오드(D4)를 통해 램프부(160)에 공급하는 전원을 일정시간 동안 제어하는 소프트 회로부(150)에 연결된다. 물론, 다이악(DA1)의 타단은 제너다이오드(Z3)의 입력단과 연결된다. 다이악(DA1)은 트리거 소자이다.
발진 코어(T1-a) 및 발진 코어(T1-b)는 서로 교대로 하이, 로우 전압을 생성한다. 부연하면, 한쪽 발진 코어(T1-a)가 하이이면 다른 한쪽 발진 코어(T1-b)는 로우가 되고, 한쪽 발진 코어(T1-a)가 로우이면 다른 한쪽 발진 코어(T1-b)는 하이가 된다.
일반적으로 정격 입력 전력보다 전력이 상승하면, 스위칭 소자(Q1,Q2)에 높은 전압이 가해져 램프에 흐르는 전류가 증가하여 램프의 수명을 단축하거나 램프가 파손될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해, 본 발명의 일실시예서는 정전력 제어회로(120)를 구성한다. 정전력 제어회로(120)는 브릿지 다이오드(BD1)의 양단에 연결되며, 출력단에는 커패시터(C5), 저항(R21), 및 표시기(LD1)가 구성된다. 저항(R21) 및 표시기(LD1)는 직렬로 연결되며, 이 직렬로 연결된 저항(R21) 및 표시기(LD1)에 커패시터(C5)가 병렬로 연결된다. 또한, 커패시터(C5)의 앞단에는 저항(R19) 및 제너다이오드(Z9)가 직렬로 연결된다. 표시기(LD1)는 LED(Light Emitting Diode)가 될 수 있다.
브릿지 다이오드(BD1)의 입력단에는 저항(R21) 및 커패시터(C26)가 연결되며, 저항(R21) 및 커패시터(C26)는 병렬로 연결된다. 제너다이오드(Z9), 저항(R21), 커패시터(C26)는 포토 커플러(PC)에 연결될 수 있다. 부연하면, 브릿지 다이오드(BD1)의 입력단에 인가되는 전원이 상승하면 제너다이오드(Z9)에서 상승한 만큼 커패시터(C26)에 전압이 충전된다. 따라서, 포토 커플러(PC)가 상승된 전압을 검출하여 트랜지스터(Q8,Q9)를 동작시켜 발전 코어(T1-D)의 임피던스를 변화시켜 정전압이 이루어지게 된다.
포토 커플러(PC)와 트랜지스터(Q9)사이에는 저항(R20)이 구성되고, 트랜지스터(Q8)의 이미터와 트랜지스터(Q9)의 베이스 사이에는 커패시터(C27)가 구성되며, 트랜지스터(Q9)의 컬렉터 측에는 다이오드(D16), 인덕터(L1), 발전 코어(T1-D)가 구성된다.
자연광의 밝기에 따라 온오프하는 자동 온오프 회로부(140)가 구성된다. 부연하면, 날이 밝으면 조도가 올라가서 광센서(CDS, PT)를 통해 자연광이 검출되면 트랜지스터(Q7)의 이미터에 발생한 전압이 트랜지스터(Q5)를 작동시켜 다이악(DA1)이 트리거 펄스를 발생시키지 못하면 스위칭 소자(Q2)가 작동되지 않는다. 이와 반대로, 날이 어두워져 자연광의 조도가 떨어지면 광센서(CDS, PT)에 의한 자연광 검출이 되지 않는다. 따라서, 트랜지스터(Q7)의 이미터에 전압이 걸리지 않아 트랜지스터(Q5)가 동작하지 못하므로 다이악(DA1)이 트리거 펄스를 발생시켜 점등이 이루어지도록 한다. 여기서, PT는 포토 트랜지스터이다.
스위칭 소자(Q1)의 소스와 스위칭 소자(Q2)의 드레인이 맞나는 지점에 발진 코어(T1-c)가 배치되고, 발진 코어(T1-c)의 출력단에 공진 인덕터(T4,T3)를 연결하고, 공진 인덕터(T4,T3)의 출력단에 공진 커패시터(C20,C19,C18)가 연결되어 공진 회로가 생성된다. 공진 커패시터(C20,C19,C18) 중 공진 커패시터(C20,C19)는 직렬로 연결되고, 공진 커패시터(C18)는 이 공진 커패시터(C20,C19)에 병렬로 연결된다. 공진부(170)는 역방향 전압 흐름을 방지하기 위해 다이오드(D6,D7)가 직렬로 배치된다.
또한, 공진부(170)에는 평활 회로(171)가 구성될 수 있다. 이 평활 회로(171)는 인덕터(DC), 다이오드(D8,D9,D10), 커패시터(C21,C22) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 평활 회로(171)는 완전 평활시키면 역률이 떨어짐으로써 부분 평활시킨다.
램프부(160)는 제 1 내지 제 n 램프(LAM1,LAMP2,...LAMPn)가 병렬로 구성되며, 각 램프의 양단에 커패시터(C34,C35,C36,C37)가 연결된다. 또한, 2차 권선(T4-b)에 직렬로 연결되는 커패시터(C25) 및 이 저항(R18)에 직렬로 연결되는 인덕터(L2) 및 저항(R19)이 병렬로 연결되며, 저항(R19)에 저항(R20)이 직렬로 추가 연결된다.
또한, 공진 인덕터(T4)의 2차 권선(T4-b)에 램프들이 병렬 접속되어 제 1 내지 제 n 램프(LAM1,LAMP2,...LAMPn)가 전원을 공급받는다. 램프(LAM1,LAMP2,...LAMPn)는 고압 수은 램프, 고압 나트륨 램프, 메탈 할라이드 램프, 초고압 수은 램프, UCD(Ultra Constant Discharge) 램프, 제논 램프, HID(high intensity discharge) 램프 등이 될 수 있다.
전원 공급 회로부(110)로부터 램프부(160)로 처음 전원이 인가되면, 공진 인덕터(T4)의 2차 권선(T4-b)에 높은 교류 전압이 생성된다. 램프에 공급되는 전원 시간을 제어하기 위해 보호 회로부(150)가 구성될 수 있다. 보호 회로부(150)는 높은 교류 전압을 DC로 바꾸어 전압과 전류를 저항(R11,R12), 다이오드(D13,D14)를 직렬/병렬로 접속하여 낮은 전압으로 조절해서 저항(R13,14), 커패시터(C14)를 거쳐 사이리스터(SCR)에 연결된다. 또한, 2차 권선(T4-a)에 직렬로 연결되는 저항(R11), 다이오드(D13), 저항(15), 다이악(DA2)이 스위칭 소자(Q6)의 입력단에 연결된다. 물론 저항(R15)의 앞단에 커패시터(C15)가 배치된다. 다이악(DA2)은 트리거 소자이다.
따라서, 램프(LAMP1 내지 LAMPn)의 점등 유무가 확인된 후 2차측을 개방 또는 단락할 경우에, 공진 인덕터(T3)의 2차측에 유기된 전압이 상승하게 된다. 이 상승된 2차측 유기 전압이 다이오드(D13)를 통과하면서 반파 정류되고, 이 반파 정류된 전압은 평활을 위한 커패시터(C14, C15)에 충전된다.
커패시터(C15)에 충전된 전압이 다이악(DA2)을 도통시켜 트리거 신호를 발생하게 하고, 수 초 동안 트랜지스터(Q6)를 동작시켜 스위칭 회로를 정지시킨다. 트랜지스터(Q6)가 정지하고 있는 동안에, 커패시터(C14)에 충전된 전압이 사이리스터(SCR)의 게이트에 걸린다. 그리고, 커패시터(C33)에 충전된 전압이 사이리스터(SCR)의 애노드에 연결되어 방전되므로, 커패시터(C33)에 전압이 걸리지 않게 되어 다이악(DA1)에 트리거 신호가 발생하지 않아 스위칭 회로가 정지한다.
도 1을 계속 참조하면, 또한, 램프상의 문제인지를 표시하기 위해 표시기(LD2) 및 저항(R16)이 구성된다. 표시기(LD2)의 일단은 저항(R12) 및 다이오드(D14)를 통해 2차 권선(T4-b)와 연결된다.
도 1에서는 램프 구동 회로부(130)와 보호 회로부(150)를 분리하여 도시하였으나, 램프 구동 회로부(130)에 보호 회로부(150)가 포함되어 구성될 수도 있다. 또한, 도 1에 도시된, 역율 개선용 인덕터(T2), 공진 인덕터(T4,T3), 발진 코어(T1-a,T1-b) 등은 인덕터 및 트랜스포머가 결합된 구성을 의미한다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 램프부의 회로도이다. 도 2를 참조하면, 공진 인덕터(T4)에 커패시터(C9)가 병렬로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 램프부의 회로도이다. 일반적으로 누전 차단기가 30mA에서 동작을 차단할 수 있었지만, 최근에는 누전의 안정성때문에 15mA에서 차단 기능이 널리 사용되고 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 고주파 점등시 공진 회로에 램프측과 분배하여 주는 공진 인덕터(T4)를 1:1 트랜스포머로 이용한다. 1:1 트랜스포머는 1차측 권선과 2차측 권선이 1:1임을 의미한다.
안정기와 램프간의 이격 거리가 길어지면 누설전류가 많이 흘러 누전 차단기가 차단되는 것을 방지할 수 있다. 물론, 이경우, 램프(LAMP1,LAMP2)의 양단에 인덕터(L2,L3,L4,L5), 저항(R19,R20,R21,R22), 및 커패시터(C34,C35,C36,C37)가 설치된다. 부연하면, 제 1 램프(LAMP1)의 좌측에는 제 1-1 인덕터(L2), 제 1-1 저항(R19), 제 1-1 커패시터(C34)가 순차로 직렬 배치되고 맞은편 우측에 제 1-2 커패시터(C35), 제 1-2 저항(R20), 제 1-2 인덕터(L3)가 순차로 직렬 배치된다. 물론, 이와 유사하게, 제 2 램프(LAMP2)의 좌측에는 제 2-1 인덕터(L4), 제 2-1 저항(R21), 제 2-1 커패시터(C36)가 순차로 직렬 배치되고 맞은편 우측에 제 2-2 커패시터(C37), 제 2-2 저항(R22), 제 2-2 인덕터(L35)가 순차로 직렬 배치된다.

Claims (13)

  1. 램프부(160);
    상기 램프부(160)에 구동전원을 제공하는 전원 공급 회로부(110);
    복수개의 스위칭 소자(Q1,Q2)의 상호 교번적인 스위칭에 의한 고주파의 발진동작으로 상기 램프부(160)를 구동시키는 램프 구동 회로부(130); 및
    상기 램프 구동 회로부(120)와 연계되어 상기 발진 동작을 위한 공진 회로를 이루는 공진부(170);를 포함하며,
    상기 램프부(160)는 음향 공명을 방지하기 위한 음향 공명 방지 회로(161)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 구동 회로부(130)는, 상기 스위칭 소자(Q1,Q2)중 하나(Q2)에 미리 설정되는 전원으로 낮추어 상기 램프부(160)에 공급하는 전원을 일정시간 동안 제한하는 소프트 점등 회로부(150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나(Q2)의 입력단에 동작 시간을 상기 일정시간 동안으로 제한하는 시간 제한 타이머가 설치되는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 회로는 공진 인덕터(T4,T3) 및 공진 커패시터(C18,C19,C20)로 이루어지며, 상기 공진 커패시터(C18,C19,C20)의 제 2 및 제 3 공진 커패시터(C19,C20)는 직렬로 연결되고, 제 1 공진 커패시터(C18)는 상기 제 2 및 제 3 공진 커패시터(C19,C20)에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    광센서(CDS,PT)를 통해 자연광의 검출 여부에 따라 상기 스위칭 소자(Q1,Q2)중 하나(Q2)를 오프하는 자동 온오프 회로부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    전원 공급 회로부(110)의 고장 유무를 표시하는 제 1 표시기(LD1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프부(160)에 공급하는 전원의 고장 유무를 표시하는 제 2 표시기(LD2);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 구동 회로부(120)는 고주파 노이즈를 감쇠시키는 노이즈 저감회로(131,132)를 포함하며, 상기 노이즈 저감회로(131,132)는 상기 복수개의 스위칭 소자(Q1,Q2)의 입력단에 연결되는 발진 코어(T1-a,T1-b)에 각각 병렬로 연결되는 커패시터(C01,C02)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프부(160)는 2차 권선(T4-b)에 제 1 직렬로 연결되는 커패시터(C25) 및 제 1 저항(R18)에 제 2 직렬로 연결되는 인덕터(L2) 및 제 2 저항(R19)이 병렬로 연결되며, 상기 제 2 저항(R19)에 제 3 저항(R20)이 직렬로 추가 연결되는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프부(160)에는 다수의 램프(LAMP1 내지 LAMPn)가 병렬로 배치되며, 상기 램프(LAMP1 내지 LAMPn)의 각 양단마다 커패시터(C34,C35,C36,C37)가 설치되는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    정격 입력 전력을 공급하는 정전력 제어 회로부(120);를 포함하며, 상기 정전력 제어 회로(120)는, 상기 전원 공급 회로부(110)의 입력단에 연결되는 포토 커플러(PC)와 트랜지스터(Q9)사이에는 저항(R20)이 구성되고, 트랜지스터(Q8)의 이미터와 트랜시스터(Q9)의 베이스 사이에는 커패시터(C27)가 구성되며, 트랜지스터(Q9)의 컬렉터측에는 다이오드(D16), 인덕터(L1), 발전 코어(T1-D)가 구성되는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  12. 램프부(160);
    상기 램프부(160)에 구동전원을 제공하는 전원 공급 회로부(110);
    복수개의 스위칭 소자(Q1,Q2)의 상호 교번적인 스위칭에 의한 고주파의 발진동작으로 상기 램프부(160)를 구동시키는 램프 구동 회로부(130); 및
    상기 램프 구동 회로부(120)와 연계되어 상기 발진 동작을 위한 공진 회로를 이루는 공진부(170);를 포함하며,
    상기 램프부(160)는 음향 공명을 방지하기 위한 음향 공명 방지 회로(161)를 포함하며,
    상기 램프 구동 회로부(130)는 1:1 트랜스포머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 램프부(160)에는 다수의 램프(LAMP1 내지 LAMPn)가 병렬로 배치되며, 상기 램프(LAMP1 내지 LAMPn)의 각 양단마다 인덕터(L2,L3,L4,L5), 저항(R19,R20,R21,R22), 및 커패시터(C34,C35,C36,C37)가 설치되는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전자식 안정기.
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