KR100655229B1 - A real timer-type no-load protection circuit and self-diagnosis pilot lamp for magnetic-type ballastof high intensity discharge lamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고압방전 방전등에 있어서, 방전등을 점등시키기 위해 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원부에서 전원이 인가되면 사이리스터의 스위칭 작동으로 트랜스포머에 역기전력을 유기하여 2차 권선에 고압펄스를 발생하는 이그나이터; 안정기와 방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등되는 자기진단 표시부; 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 방전등이 재점등 가능한 온도가 되는 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하는 리얼 타이머형 무부하 감지부; 및 리얼타이머형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부에서 공급되는 전압을 차단하고, 무부하 상태가 아닐 경우에는 전압을 공급하는 전원 차단부로 구성되어, 방전등의 미연결 또는 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태 또는 이그나이터가 고장일 경우에는 전원이 자동 차단되어 안전을 확보하고 전력소비를 줄일 수 있으며, 자기진단표시등을 사용함으로써 고장부위가 디스플레이되어 불필요한 작업을 하지 않게 되므로 설치비용을 줄일 수 있고, 비상등이 있어 안정기와 방전등의 고장으로 인한 조명환경을 복구할 수 있다.The present invention provides a high-pressure discharge discharge lamp, the power supply for supplying power to turn on the discharge lamp; An igniter for generating high voltage pulses on the secondary windings by inducing counter electromotive force to the transformer by switching the thyristor when power is applied from the power supply unit; A self-diagnosis display unit which self-diagnoses the failure of the ballast and the discharge lamp and turns on / off the specific person visually to identify whether the ballast or the discharge lamp has failed; When the discharge lamp is in a no-load state, the power supply is cut off, but the power is supplied to the ballast for a predetermined shutdown delay time when the discharge lamp becomes a temperature capable of re-lighting, and the on / off is repeatedly performed without continuously operating the igniter even during the shutdown delay time. Real timer type no-load detection unit; And a power cut-off unit that cuts off the voltage supplied from the power supply unit in the no-load state according to the output signal of the real-time type no-load detection unit, and supplies a voltage in the non-loaded state. In case of no-load condition or igniter failure, the power is automatically cut off to secure safety and reduce power consumption. By using the self-diagnosis indicator, the trouble part is displayed and no unnecessary work is performed, thus reducing the installation cost. There is an emergency light to restore the lighting environment caused by the failure of the ballast and the discharge lamp.
Description
도 1은 본 발명에 의한 고압방전등용 자기식 안정기를 나타낸 블록도이고,1 is a block diagram showing a magnetic ballast for a high-pressure discharge lamp according to the present invention,
도 2는 본 발명에 의한 고압방전등용 자기식 안정기의 내부회로도이다.2 is an internal circuit diagram of a magnetic ballast for a high-pressure discharge lamp according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100: 전원공급부 110: 전원감지표시부100: power supply unit 110: power detection display unit
200: 이그나이터부 210: 자기진단표시부200: igniter unit 210: self-diagnosis display unit
300: 리얼타이머형 무부하 감지부 400: 전원차단부300: real-time type no-load detection unit 400: power cut off
410: 전원차단표시부 500: 방전등410: power off display unit 500: discharge lamp
600: 비상등 R1~R27: 저항600: emergency light R1-R27: resistance
D1~D12: 다이오드 C1~C12: 콘덴서D1-D12: Diodes C1-C12: Condenser
ZD1~ZD4: 제너다이오드 LED1~LED3: 발광다이오드ZD1 ~ ZD4: Zener Diode LED1 ~ LED3: Light Emitting Diode
SW1~SW2: 릴레이스위치 Reset: 리셋스위치SW1 ~ SW2: Relay switch Reset: Reset switch
T: 트랜스포머 U1: 집적회로T: transformer U1: integrated circuit
PC1~PC2: 포토커플러 Q1~Q4: 사이리스터PC1-PC2: Photocouplers Q1-Q4: Thyristors
RL: 릴레이 F: 퓨즈 RL: relay F: fuse
v, v': 전원단v, v ': power
본 발명은 고압방전등용 자기식 안정기의 리얼타이머형 무부하보호 회로 및 자기진단 표시등에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 발광다이오드와 안정화 회로를 통하여 방전등을 안정하게 동작시킴과 아울러 전원공급여부의 자기진단과 안정기 또는 방전등의 고장 여부를 자기진단할 수 있는 방전등용 안정기의 자기진단회로를 구비하여, 무부하시 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하여 안전성과 안정기 수명을 보장하며, 안정기의 고장 시에는 자기진단표시등을 점등시킴으로써 시각적으로 식별 가능하도록 함과 동시에 조명환경을 복구하기 위한 비상등을 점등하는 고압방전등용 자기식 안정기에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time type no-load protection circuit and a self-diagnosis indicator of a magnetic ballast for a high-pressure discharge lamp, and more particularly, to stably operate the discharge lamp through a plurality of light emitting diodes and stabilization circuits, Self-diagnosis circuit of discharge ballast for self-diagnosis and diagnosis of failure of ballast or discharge lamp, supplying power to ballast for predetermined shutdown delay time at no load, and do not operate igniter continuously during shutdown delay time. Magnetic ballasts for high-voltage discharge lamps that ensure safety and ballast life by repeating on / off without lighting, and in the event of a ballast failure, the self-diagnosis indicator lights up to enable visual identification and at the same time to turn on emergency lamps to restore the lighting environment. It is about.
일반적으로 가로등 조명이나 고천정 조명 등으로 많이 사용되고 있는 고압방전등을 점등하기 위해서 방전등에 높은 초기 시동전압을 공급 즉, 고압 나트륨방전등은 2500V~3000V, 메탈할라이드방전등은 800V~2000V, HQl방전등은 3500V~4500V 으로 고압펄스 전압을 16.67ms(또는 8.33ms)마다 발생시켜야 하고, 점등 후에는 전류를 제어하기 위한 안정기를 필요로 한다. In order to light a high-voltage discharge lamp commonly used for street light lighting or high ceiling lighting, a high initial starting voltage is supplied to the discharge lamp, that is, 2500 V to 3000 V for high-pressure sodium discharge lamps, 800 V to 2000 V for metal halide discharge lamps, and 3500 V to HQl discharge lamps. A high voltage pulse voltage of 4500V should be generated every 16.67ms (or 8.33ms), and after lighting, a ballast is needed to control the current.
만약, 설치된 가로등이 점등되지 않는 등의 고장 난 경우에는 정확한 고장의 개소를 발견할 수가 없어 고가의 가로등의 안정기나 방전등의 전체를 교체하여 버리는 폐단이 있어, 가로등 유지 보수에 많은 인력과 노력이 요구될 뿐만 아니라 유지보수비가 많이 요구되는 비경제적인 결함도 나타나고 있다.If the installed streetlight fails, the exact location of the failure cannot be found, and there is a closure that replaces the entire ballast and discharge lamp of the expensive streetlight, requiring much manpower and effort to maintain the streetlight. In addition, uneconomical defects are appearing that require high maintenance costs.
또한, 전원이 온된 상태에서 고압방전등용 안정기의 출력단이 무부하 상태이거나 또는 방전등이 점등되지 않을 때 고압방전등용 안정기의 이그나이터는 계속 동작하여 안정기의 출력단에 높은 펄스의 전압(1KV이상)이 발생되어 감전의 위험이 있고, 이그나이터의 계속적인 동작에 의하여 안정기의 보호회로 및 권선의 수명이 짧아지며, 소등된 상태에서 불필요한 전력이 소모된다.In addition, when the output terminal of the high voltage discharge ballast is no-loaded or the discharge lamp is not lit while the power is on, the igniter of the high voltage discharge ballast will continue to operate and a high pulse voltage (1 KV or more) will be generated at the output of the ballast, resulting in electric shock. Due to the continuous operation of the igniter, the lifespan of the protection circuit and the winding of the ballast is shortened, and unnecessary power is consumed in the unlit state.
아울러 방전등을 점등 후 소등하였다가 즉시 재점등되기 위하여 약 3분에서 10분정도의 방전등이 식는 시간이 소요되므로 전원 차단은 약 20분 정도 지연 시간을 둔다. 그러나 전원을 차단할 약 20분 동안 높은 이그나이터 전압이 출력 단에 계속적으로 출력되기 때문에 고전압에 의한 감전의 위험이 있으며 계속적 동작되면 스위칭 소자의 수명 단축 및 안정기 보호회로의 부품 손상과 안정기 트랜스포머의 절연 파괴에 의한 안정기 고장의 원인 등 안정기의 수명을 단축할 우려가 있다.In addition, since it takes about 3 to 10 minutes for the discharge lamp to cool down after being turned off after turning on the discharge lamp, the power is cut off for about 20 minutes. However, the high igniter voltage is continuously output to the output stage for about 20 minutes to shut down the power.Therefore, there is a risk of electric shock due to high voltage. It may shorten the life of ballasts, such as the cause of ballast failure.
본 발명은, 종래의 고압방전등 자기식 안정기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 방전등의 미연결, 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태인 경우에 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하여 안정기 수명과 안전성을 보장하 며, 안정기의 고장 시에는 자기진단표시등을 점등시킴으로써 안정기 고장의 여부를 시각적으로 식별 가능하도록 하고, 방전등이 소등되었을 때의 조명환경을 복구하기 위한 비상등을 점등하는 고압방전등용 자기식 안정기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the magnetic ballast of the conventional high-pressure discharge lamp, the power supply to the ballast for a predetermined shutdown delay time in the case of no load state due to the disconnection of the discharge lamp, breakage of the discharge lamp, and the like. In order to ensure ballast life and safety by repeatedly turning on / off without continually operating the igniter, the self-diagnosis indicator lights up to enable visual identification of ballast failure and discharge lamps are off. It is an object of the present invention to provide a magnetic ballast for a high-pressure discharge lamp that lights an emergency light to restore the lighting environment in time.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 고압방전등에 있어서, 전원 양단(v, v')으로 구성되어, 고압방전등을 점등시키기 위해 전원을 공급하는 전원공급부; 전원단(v)과 연결된 트랜스포머(T);와 트랜스포머의 탭(Tap)전위에 연결된 콘덴서(C12);와 콘덴서의 타측에 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q3);와 사이리스터의 게이트 단과 트랜스포머의 출력단 사이에 연결된 제너다이오드(ZD4), 저항(R22, R23), 다이오드(D10)로 구성되어, 전원부에서 전원이 인가되면 사이리스터의 스위칭 작동으로 트랜스포머에 역기전력을 유기하여 2차 권선에 고압펄스를 발생하는 이그나이터; 트랜스포머의 코일 양단에 소정의 권수를 감은 3차권선(T3)과 3차권선의 출력단에 연결된 저항(R27), 발광다이오드(LED3), 다이오드(D12)로 구성되어, 안정기와 방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등되는 자기진단 표시부; 타이머 기능을 수행하는 집적회로(U1);와 집적회로의 7번 핀과 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q2);와 사이리스터의 캐소드 단과 연결된 다이오드(D7);와 사이리스터의 게이트 단과 연결된 제너다이오드(ZD2);와 집적회로의 9번 핀과 연결된 포토커플러(PC2);와 포토커플러의 애노드단과 연결된 저항(R18);과 집적회로의 전압제어핀(3번핀, 11번핀)과 트랜스포머(T)의 입력단 사이에 연결된 다이오드(D8), 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11)로 구성되어, 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 방전등이 재점등 가능한 온도가 되는 소정의 차단지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며 소정의 차단지연시간 동안에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복하는 리얼 타이머형 무부하 감지부; 및 무부하 감지부의 출력신호가 전송되되, 전기적으로 절연된 상태로 전송되는 포토커플러(PC1);와 게이트 단을 통해 포토커플러의 출력신호가 전송되는 사이리스터(Q1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단에 연결된 릴레이(RL);와 릴레이 양단에 연결된 릴레이스위치(SW1, SW2)로 구성되어, 리얼타이머형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부에서 공급되는 전압을 차단하고 무부하 상태가 아닐 경우에는 전압을 공급하는 전원 차단부로 구성되어 있다.Technical means of the present invention for achieving the above object is a high-voltage discharge lamp, the power supply unit for supplying power to turn on the high-pressure discharge lamp is composed of both ends (v, v ') of the power supply; A transformer (T) connected to the power supply terminal (v); a capacitor (C12) connected to the tap potential of the transformer; a thyristor (Q3) having an anode terminal connected to the other side of the capacitor; and a gate terminal of the thyristor and an output terminal of the transformer. It is composed of Zener diode (ZD4), resistors (R22, R23), diode (D10) connected to the igniter that generates high voltage pulse in the secondary winding by inducing counter electromotive force to transformer by switching operation of thyristor when power is applied from the power supply part. ; It consists of tertiary winding T3 wound around the coil of transformer and resistor R27, light emitting diode LED3 and diode D12 connected to the output terminal of tertiary winding. A self-diagnosis display unit for diagnosing a failure of a ballast and a discharge lamp so as to be visually identified by a specific person; Integrated circuit (U1) performing a timer function; and thyristor (Q2) connected to the
본 발명에 의하면, 방전등의 미연결, 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태 또는 이그나이터가 고장일 경우, 전원이 자동 차단되어 안전을 확보하고 전력소비를 줄일 수 있으며, 자기진단표시등을 사용함으로써 고장부위를 알게 해주어 불필요한 작업을 하지 않게 되므로 설치비용을 줄일 수 있고, 전원단에 연결된 퓨즈를 통해 회로에 과전류가 인가되면 자동으로 차단되어 화재의 위험에서 벗어날 수 있으며, 비상등이 있어 안정기와 방전등의 고장으로 인한 조명환경을 복구할 수 있다.According to the present invention, in case of no-load condition or igniter failure due to disconnection of discharge lamp, breakage of discharge lamp, etc., the power is automatically cut off to secure safety and reduce power consumption. The installation cost can be reduced because unnecessary work can be done, and when overcurrent is applied to the circuit through the fuse connected to the power supply, it can be cut off automatically to escape the danger of fire. You can restore the environment.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 고압방전등용 자기식 안정기를 나타낸 블록도로, 전 원공급부(100), 전원감지표시부(110), 이그나이터부(200), 자기진단표시부(210), 리얼 타이머형 무부하 감지부(300), 전원차단부(400), 전원차단표시부(410), 방전등(500) 및 비상등(600)로 구성되어 있고, 도2는 고압방전등용 자기식 안정기의 내부회로도로, 도 2를 참조하여 각 구성부를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.1 is a block diagram showing a magnetic ballast for a high-pressure discharge lamp according to the present invention, the
전원공급부(100)는 전원 양단(v, v')으로 구성되어 방전등을 점등시키기 위한 전원을 회로 전체에 공급하되, 발광다이오드(LED1)와 저항(R1)으로 구성된 전원감지표시부(110)에 의해서 정상적으로 전원이 공급되면 발광다이오드(LED1)는 점등되고, 전원이 공급되지 않으면 발광다이오드(LED1)는 소등되어 전원 공급 여부를 시각적으로 식별가능 하도록 하며, 과전류를 차단하는 퓨즈(F)가 더 구비되어, 과전류가 인가되면 퓨즈(F)가 오프되어 회로에 흐르는 과전류를 차단한다. The
이그나이터부(200)는 전원공급부(100)의 전원단(v)에 연결된 트랜스포머(T)와 트랜스포머의 탭(Tap)전위에 연결된 콘덴서(C12)와 콘덴서(C12)의 타측에 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q3)와 사이리스터(Q3)의 게이트 단과 트랜스포머(T)의 출력단 사이에 연결된 제너다이오드(ZD4), 저항(R22, R23), 다이오드(D10)와 사이리스터의 애노드 단과 캐소드 단 사이에 연결된 다이오드(D9), 제너다이오드(ZD4)의 애노드 단과 사이리스터(Q3)의 게이트 단 사이에 연결된 저항(R19) 제너다이오드(ZD4)의 애노드 단과 사이리스터(Q3)의 캐소드 단 사이에 연결된 저항(R20), 제너다이오드(ZD4)의 캐소드 단과 사이리스터(Q3)의 캐소드 단 사이에 연결된 저항(R21)으로 구성되어, 전원공급부(100)에서 전원이 인가되면 사이리스터(Q3)의 스위칭 작동으로 1차권선(T1)과 콘덴서(C12)의 공진에 의해 단권변압기가 된 트랜스포머(T)에 역기전력이 유기되어 2차권선(T2)에 고압펄스가 발생된다.The
자기진단표시부(210)는 트랜스포머(T)의 양단에 소정의 권수를 감은 3차권선(T3)과 3차권선(T3)의 출력단에 연결된 저항(R27), 발광다이오드(LED3), 다이오드(D12)로 구성되어, 안정기와 방전등의 고장을 자기 진단하여 안정기와 방전등의 고장여부를 특정인이 시각적으로 식별 가능하도록 점/소등 된다.The self-
즉, 방전등이 점등되고 발광다이오드(LED3)가 소등되면 안정기는 정상이고, 방전등과 발광다이오드가 모두 소등되면 안정기의 이그나이터가 불량이며, 방전등이 소등이고 발광다이오드(LED3)가 소등되거나 반불 또는 점멸할 때는 트랜스포머(T)가 불량이고, 방전등이 소등되고 발광다이오드(LED3)가 점등되면 방전등이 불량이다. That is, when the discharge lamp is turned on and the light emitting diode (LED3) is turned off, the ballast is normal. When both the discharge lamp and the light emitting diode are turned off, the igniter of the ballast is defective. At this time, the transformer T is defective, and when the discharge lamp is turned off and the light emitting diode LED3 is turned on, the discharge lamp is defective.
리얼 타이머형 무부하 감지부(300)는 타이머 기능을 수행하는 집적회로(U1)(예컨대, LM556);와 집적회로의 7번 핀과 애노드 단이 연결된 사이리스터(Q2);와 사이리스터(Q2)의 캐소드 단과 연결된 다이오드(D7);와 사이리스터(Q2)의 게이트 단과 연결된 제너다이오드(ZD2);와 집적회로의 9번 핀과 연결된 포토커플러(PC2);와 포토커플러(PC2)의 애노드단과 연결된 저항(R18);과 집적회로의 전압 제어핀(3번핀, 11번핀)과 트랜스포머(T)의 입력단 사이에 연결된 다이오드(D8), 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11);와 사이리스터(Q2)의 게이트 단과 제너다이오드(ZD2)사이에 연결된 저항(R13);과 제너다이오드(ZD2)의 애노드단과 사이리스터(Q2)의 캐소드 단 사이에 연결된 저항(R14);과 제너다이오드(ZD2)의 캐소드단과 사이리스터(Q2)의 캐소드단 사이에 연결된 콘덴서(C9);와 집적회로(U1)의 전압제어핀인 11번 핀에 연결되니 콘덴서(C8), 전압제어핀인 3번핀에 연결된 콘덴서(C7), 방전핀인 1번핀에 연결된 저항(R12), 방전핀인 13번핀에 연결된 저항(R15); 전원단(v)에 연결된 저항(R16), 콘덴서(C9); 집적회로(U1)의 입력전원(14번핀)에 연결된 저항(R10), 가변저항(R11), 콘덴서(C6);와 집적회로의 14번 핀과 포토커플러(PC1)의 애노드 단 사이에 연결된 저항(R9)으로 구성되어, 방전등이 무부하 상태일 때 전원 공급을 차단하되, 가열된 방전등이 재점등 가능한 온도로 냉각되는 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하되, 전원이 공급되는 소정의 차단 지연 시간은 외부환경에 따른 방전등이 냉각되는 속도에 따라 계속적으로 변화하고, 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복한다.The real timer no-
전원차단부(400)는 무부하 감지부의 출력신호가 전송되되 전기적으로 절연된 상태로 전송되는 포토커플러(PC1);와 게이트 단을 통해 포토커플러의 출력신호가 전송되는 사이리스터(Q1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단에 연결된 릴레이(RL);와 릴레이 양단에 연결된 릴레이스위치(SW1, SW2);와 릴레이의 온/오프에 의한 역기전력을 흡수하는 회로 보호용 콘덴서(C2);와 릴레이(RL)와 사이리스터(Q1)의 애노드 단 사이에 연결된 다이오드(D4);와 전원단(v)과 사이리스터(Q1)의 캐소드 단에 사이에 연결된 다이오드(D1);와 사이리스터(Q1)의 게이트 단과 다이오드(D1)의 애노드 단 사이에 연결된 콘덴서(C1);와 사이리스터(Q1)의 애노드 단과 전원단(v) 사이에 연결된 다이오드(D2);와 포토커플러의 이미터 단과 연결된 저항(R3);과 저항(R3)의 타측과 사이리스터(Q1)의 캐소드 단 사이에 연결된 콘덴서(C3);와 사이리스터(Q1)의 캐소드 단과 릴레이스위치(SW2)의 b'접점 사이에 연결된 저항(R4, R5, R6)과 다이오드(D5)로 구성되어, 리얼타이머형 무부하 감지부의 출력신호에 따라 무부하 상태일 경우에는 전원공급부(100)에서 공급되는 전원이 차단되고 무부하 상태가 아닐 경우에는 전원이 공급된다.The power cut-off
전원차단표시부(410)는 릴레이(RL)와 전원단(v') 사이에 연결된 리셋(Reset)스위치와 릴레이스위치(SW1)의 c접점과 릴레이스위치(SW2)의 c'접점 사이에 연결된 비상등(600);과 릴레이스위치(SW1)의 a접점과 스위치(SW2)의 c'접점 사이에 연결된 발광다이오드(LED2), 저항(R2), 다이오드(D3);를 더 구비하여, 방전등이 무부하 상태일 경우 포토커플러(PC1)가 동작되면 사이리스터(Q1)가 턴온되어 릴레이에 전류가 흘러 두 릴레이스위치(SW1,SW2)가 c접점과 c'접점으로 이동하여 발광다이오드(LED2)와 비상등(600)을 점등한다. The power cut-off
방전등(500)은 전원공급부(100)에서 이그나이터로 전원이 공급되면 이그나이터에서 발생한 고전압펄스에 의해 점등된다. The
비상등(600)은 안정기 또는 방전등의 고장 시에 조명환경을 복구하기 위해 자동으로 점등된다. 여기에서 비상등은 백열등 또는 할로겐등을 사용한다.
도2는 고압방전등용 자기식 안정기의 내부회로도로, 도 2의 동작구성을 도1 을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.FIG. 2 is an internal circuit diagram of a magnetic ballast for a high-pressure discharge lamp, and the operation configuration of FIG. 2 will be described in detail with reference to FIG. 1.
전원이 공급되면 퓨즈(F)를 통하여 릴레이 스위치(SW1)를 통과하고 트랜스포머(T)를 통하여 방전등(500)에 전원을 인가한다. 아울러 전원이 정상적으로 공급되면 항상 저항(R1)을 통하여 발광다이오드(LED1)에 전류가 흐름으로써 발광다이오드(LED1)를 점등시킨다. 만약 과전류가 흐를 경우에는 퓨즈(F)를 오프 시킴으로써 회로로 공급되는 과전류를 차단한다. 방전등 양단에 전원이 인가되면 저항(R22), 다 이오드(D10), 저항(R22)을 통하여 저항(R21)에 전압이 걸리게 되고 이 전압이 제너다이오드(ZD4)의 항복전압 이상이 되어 제너다이오드는 도통되므로 사이리스터(Q3)를 턴온시키고 이때 1차권선(T1)과 콘덴서(C12)의 공진에 의해 트랜스포머(T)는 단권변압기가 되어 방전등 양단에 고압펄스를 공급하여 방전등을 점등시킨다.When power is supplied, power is passed through the relay switch SW1 through the fuse F and power is supplied to the
방전등이 점등되고 나면 방전등 양단에는 방전등이 점등 전보다 낮은 방전등 전압이 걸리게 되어 저항(R21)에 걸리는 전압이 낮아져 제너다이오드(ZD4)가 도통되지 않고 사이리스터(Q3)는 턴오프되어 이그타이터를 멈추게 된다.After the discharge lamp is turned on, both ends of the discharge lamp have a lower discharge lamp voltage than before, and the voltage applied to the resistor R21 is lowered so that the zener diode ZD4 is not conducted and the thyristor Q3 is turned off to stop the igniter. .
전원이 공급된 후 안정기 출력단이 무부하일 때 트랜스포머의 출력단의 저항(R24), 다이오드(D11), 저항(R25)을 통하여 저항(R26)에 걸리는 전압이 제너다이오드(ZD2)의 항복전압 이상이 되어 사이리스터(Q2)가 턴온되면 다이오드(D7)와 함께 타이머(U1)에 그라운드가 형성된다.When the ballast output stage is unloaded after the power is supplied, the voltage applied to the resistor R26 through the resistor R24, diode D11, and resistor R25 of the transformer output stage becomes greater than the breakdown voltage of the zener diode ZD2. When the thyristor Q2 is turned on, ground is formed in the timer U1 together with the diode D7.
타이머용 집적회로(U1)에 그라운드가 형성되면 다이오드(D8)로 정류하고 저항(R17), 제너다이오드(ZD3), 콘덴서(C11)로 전원전압을 만들고, 전원전압이 타이머용 집적회로(U1)에 입력되면 출력핀인 9번 핀과 5번 핀에 출력전압이 하이가 되어 전압과 출력전압이 같은 전위가 되므로 포토커플러(PC1, PC2)에 전류가 흐르지 않아 사이리스터(Q1, Q4)는 턴온되지 않고, 사이리스터(Q3)는 턴온되어 이그나이터를 동작 시켜 일정 시간 후에 타이머의 9번 핀의 출력전압이 로우가 되면 전압이 저항(R18)을 통하여 포토커플러(PC2)에 흐르고, 다이오드(D6), 저항(R7)을 통하여 저항(R8)에 걸리는 전압이 사이리스터(Q4)의 게이트 단에 흘러 사이리스터(Q4)가 턴온되어 저항(R21)에 걸리는 전압이 제너다이오드(ZD4)의 항복전압 이하가 되어 사이리스터(Q3)를 턴오프시키고 이그나이터를 멈추게 된다. When the ground is formed in the timer integrated circuit U1, the rectifier is rectified by the diode D8 and the power source voltage is made of the resistor R17, the zener diode ZD3, and the capacitor C11, and the power supply voltage is the timer integrated circuit U1. When input to, output voltage becomes high at
이그나이터를 멈춘 후 일정시간 후에 타이머용 집적회로의 출력핀인 9번핀 전압이 하이가 되어 포토커플러(PC2)에 전류가 흐르지 않으면 사이리스터(Q4)는 턴 오프되고, 다시 사이리스터(Q3)는 턴온되어 이그나이터를 동작시킨다. 이러한 사이리스터(Q4)의 온 오프 동작은 타이머용 집적회로(U1)의 입력전원에 연결된 저항(R16)을 통하여 콘덴서(C9)에 충전되는 시간동안 9번핀 출력이 하이가 되고 콘덴서(C9)에 충전된 전압이 방전핀인 13번 핀과 연결된 저항(R15)을 통하여 방전 될 때 9번핀 출력은 로우가 되며 회로가 완전 차단될 때까지 반복하여 동작한다. If the voltage of
즉, 리얼타이머형 무부하 감지부를 사용함으로써 무부하시 소정의 차단 지연 시간 동안 안정기에 전원을 공급하며 또한 차단 지연시간에도 이그나이터를 계속적으로 동작시키지 않고 온/오프를 반복한다.That is, by using the real-time no-load detection unit, power is supplied to the ballast for a predetermined cutoff delay time at no load, and the on / off is repeated without continuously operating the igniter at the cutoff delay time.
회로의 완전 차단은 집적회로(U1)의 입력전원에 연결된 저항(R10) 및 가변저항(R11)을 통하여 콘덴서(C6)에 충전되고 콘덴서(C6)에 충전될 동안 출력핀인 5번 핀은 하이가 되어 포토커플러(PC1)는 동작하지 않고, 콘덴서(C6)에 충전된 전압이 방전핀인 1번 핀과 연결된 저항(R12)을 통하여 방전할 때 5번 핀은 로우가 되어 집적회로(U1)의 전원전압이 저항(R9)을 통하여 포토커플러(PC1)에 흘러 사이리스터(Q1)가 턴온되어 릴레이(RL)를 동작시킨다.The circuit is completely disconnected by
또한, 안정기 출력양단에 발생되는 이그나이터 전압은 고압펄스가 발생되고, 발생된 고압펄스는 3차권선(T3)으로 흐르게 되어 3차권선 양단에는 약간의 전압이 발생하게 된다. 발생된 전압은 가변저항(R11)과 발광다이오드(LED3), 다이오드 (D12)를 통함으로써 발광다이오드(LED3)를 점등시킨다.In addition, the igniter voltage generated at both ends of the ballast output generates a high pressure pulse, and the generated high pressure pulse flows through the tertiary winding T3 to generate a slight voltage at both ends of the tertiary winding. The generated voltage turns on the light emitting diode LED3 through the variable resistor R11, the light emitting diode LED3, and the diode D12.
즉, 3차권선의 양단에 소정의 턴수의 권수를 감음으로써 안정기의 이그나이터가 정상 동작할 때 3차권선(T3) 양단에는 약간의 전압이 발생하면, 발생된 전압은 발광다이오드(LED3)를 점등(안정기정상)시키고, 이그나이터가 불량일 때는 3차권선 양단에 전압은 거의 0V가 되어 발광다이오드(LED3)는 소등(안정기불량)되며, 트랜스포머가 쇼트 불량일 때는 트랜스포머의 권수비에 의해서 발생된 이그나이터 전압이 감소하게 되므로 발광다이오드(LED3)는 소등되거나 반불현상이 나타나거나 점멸(안정기 불량)한다.That is, if a slight voltage is generated at both ends of the tertiary winding T3 when the igniter of the ballast operates normally by winding a predetermined number of turns at both ends of the tertiary winding, the generated voltage turns on the light emitting diode LED3. When the igniter is defective, the voltage across the tertiary winding is almost 0V when the igniter is bad, and the light emitting diode (LED3) is turned off (the ballast is bad) .When the transformer is short, the igniter voltage generated by the turns ratio of the transformer is bad. This decreases, so that the light emitting diode LED3 is turned off, semi-finished, or flashes (bad ballast).
무부하시에 포토커플러(PC1)가 동작하며 사이리스터(Q1)에 게이트 전류가 흘러 사이리스터(Q1)는 턴온되고 입력전원이 리셋스위치(Reset)를 통하여 릴레이(RL)가 동작되어 릴레이스위치(SW1,SW2)가 b, b'접점에서 c, c'접점으로 이동되면 안정기에 흐르는 전류는 차단되고 입력전원은 릴레이(RL)에 의해서 소모되며, 릴레이스위치(SW2)의 c접점에서 발광다이오드(LED2)와 저항(R2)을 통하여 릴레이스위치(SW1)의 c접점에 전류가 흘러 발광다이오드(LED2)를 점등시키고 또한 릴레이스위치(SW2)의 c'접점에 전류가 흘러 비상등을 점등시킨다.The photocoupler PC1 operates at no load, the gate current flows through the thyristor Q1, the thyristor Q1 is turned on, and the input power is operated through the reset switch Reset so that the relay RL is operated. ) Is moved from b, b 'contact to c, c' contact, the current flowing to the ballast is cut off and the input power is consumed by the relay RL, and at the c contact of the relay switch SW2, Through the resistor R2, current flows to the contact c of the relay switch SW1 to turn on the light emitting diode LED2, and current flows to the contact c 'of the relay switch SW2 to light the emergency light.
아울러, 리셋스위치(Reset)는 무부하시 전원차단 상태에서 리셋을 누른 후 안정기의 회로가 정상모드로 변환 되었을 때 자기진단표시부의 발광다이오드(LED3)의 점/소등을 판별하여 어떤 부위가 고장인지 확인할 수 있다. 또한 방전등을 교체한 후 정상 점등하는지 리셋스위치를 누르면 안정기가 정상모드로 돌아가기 때문에 확인 및 점등이 용이하다.In addition, the reset switch (Reset), after pressing the reset in the power-off state at no load, when the circuit of the ballast is converted to the normal mode, it determines the point of failure of the light emitting diode (LED3) of the self-diagnosis display part to determine which part is broken. Can be. Also, after replacing the discharge lamp and pressing the reset switch, it is easy to check and light because the ballast returns to the normal mode.
그밖에, 가변저항(R11)은 제품의 전수 검사 시에 차단시간을 줄여 검수 시간을 단축시켜주고, 다이오드(D5), 저항(R6, R5)을 통하여 저항(R4)에 걸리는 전압이 콘덴서(C3)에 충전되고 충전된 전압은 포토커플러(PC1)로 공급되며, 다이오드(D1, D2, D3, D4)는 사이리스터(Q1)를 보호하고, 콘덴서(C2)는 릴레이 코일의 온오프에 의한 역기전력을 흡수하여 회로를 보호하고, 콘덴서(C1), 다이오드(D9), 제너다이오드(ZD1)가 회로의 안정된 동작을 위하여 부가되었고, 전원단의 다른 하나의 라인을 단속하는 스위치(SW2)를 전원공급 측에 추가하고 릴레이(RL)로 스위치(SW1)와 함께 연동되도록 하였다. In addition, the variable resistor (R11) shortens the inspection time by reducing the interruption time during the entire inspection of the product, the voltage applied to the resistor (R4) through the diode (D5), resistors (R6, R5) is a capacitor (C3) The charged and charged voltage is supplied to the photocoupler PC1, the diodes D1, D2, D3, and D4 protect the thyristor Q1, and the capacitor C2 absorbs back EMF by the on / off of the relay coil. To protect the circuit, and a capacitor (C1), a diode (D9) and a zener diode (ZD1) were added for stable operation of the circuit, and a switch (SW2) for interrupting the other line of the power supply terminal to the power supply side. In addition, the relay RL is interlocked with the switch SW1.
또한, 전원 양단에 역률개선용 콘덴서(C4)를 연결하여 공급전압이 정정치 보다 내려갔을 때에 콘덴서를 연결하고 정정치 이상이 되면 차단함으로써 회로에 흐르는 고역률을 개선해 주기 때문에 부하 측에서는 같은 용량의 전기기기를 최대한 유효하게 할 수 있고, 전원 측에서는 같은 부하에 대하여 적은 전류를 흘려보내도 되므로 전압강하가 적어지고 전원설비의 이용효과가 커지는 이점이 있다.In addition, by connecting the power factor improving capacitor (C4) at both ends of the power supply and connecting the capacitor when the supply voltage is lower than the set value and disconnecting it when the value is higher than the set value, the high power factor flowing through the circuit is improved. The device can be made as effective as possible, and a small current can be sent to the same load on the power supply side, so that the voltage drop is reduced and the use effect of the power equipment is increased.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 방전등이 점등 안되거나 무부하 상태일 경우 계속적으로 이그나이터 전압이 출력되면 등기구에 누전되어 감전의 위험성이 높지만 본 발명은 리얼타이머형 무부하 감지회로가 내장되어 무부하시 전원 차단 후 뿐만 아니라 차단 대기 시간까지도 안전을 확보함으로써 이그나이터 스위칭 소자의 수명 연장 및 고전압에 의한 보호회로 소자의 수명을 연장할 수 있고, 안정기 권선에 계속적인 고전압 인가로 인한 절연 파괴를 막을 수 있어 안정기의 수명을 연장 할 수 있다.As described in detail above, when the discharge lamp is not lit or no-load state, if the igniter voltage is continuously output, it is shorted to the luminaire and the risk of electric shock is high. However, the present invention has a built-in real-time type no-load detection circuit, after power off at no load. In addition, by ensuring safety even in the standby time, the life of the igniter switching element can be extended and the life of the protection circuit element due to high voltage can be extended, and the breakdown of the ballast due to the continuous application of high voltage to the ballast winding can be prevented. Can be extended.
또한, 방전등의 미연결이나 방전등의 파손 등에 따른 무부하 상태 또는 이그나이터가 고장일 경우, 전원이 자동 차단되어 안전을 확보하고 전력소비를 줄일 수 있으며, 자기진단표시등을 사용함으로써 고장부위를 알게 해주어 불필요한 작업을 하지 않게 되므로 설치비용을 줄일 수 있고, 전원단에 연결된 퓨즈를 통해 회로에 과전압전류가 인가되면 자동으로 차단되어 화재의 위험에서 벗어날 수 있으며, 비상등이 있어 안정기와 방전등의 고장으로 인한 조명환경을 복구할 수 있다.In case of no-load condition or igniter failure due to disconnection of discharge lamp or damage of discharge lamp, power is automatically cut off to secure safety and reduce power consumption. The installation cost can be reduced, and when overvoltage current is applied to the circuit through the fuse connected to the power supply, it can be cut off automatically to escape the danger of fire. Can be recovered.
또한, 리셋스위치를 구비하여 무부하시 전원차단 상태에서 리셋스위치를 누른 후 안정기의 회로가 정상모드로 변환 되었을 때 자기진단표시부의 발광다이오드(LED3)의 점/소등을 판별하여 어떤 부위가 고장인지 확인할 수 있고, 방전등을 교체한 후 정상 점등하는지 리셋스위치를 누르면 안정기가 정상모드로 돌아가기 때문에 확인 및 점등이 용이하다.In addition, it is equipped with a reset switch and when the power is turned off at no load, when the circuit of the ballast is converted to the normal mode, the light emitting diode (LED3) of the self-diagnosis display part is judged to determine whether any part is broken. It is easy to check and light because the ballast returns to the normal mode when the reset switch is pressed.
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