KR200241268Y1

KR200241268Y1 - 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기

Info

Publication number: KR200241268Y1
Application number: KR2019980012739U
Authority: KR
Inventors: 윤종균
Original assignee: 이원규; 주식회사 선광
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2001-09-25
Also published as: KR19980065080U

Abstract

예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기는 형광등의 필라멘트를 예열(soft start)시키면서 점등하여 형광등의 수명을 연장하기 위한 것이다. 본 고안은 형광등 점등시 입력전원을 정류 및 평활하여 직류전압을 구하는 입력단과, 형광등의 필라멘트 전극 양단에 병렬로 연결되는 공진콘덴서와 유기되는 전압에 따라 형광등을 점등시키는 트랜스로 된 출력단, 및 평활된 직류전압을 트랜스에 유기시키는 반브리지회로로 구성되는 전자식 형광등 안정기에 초기 점등시 과도전류를 제어하여 예열점등시키는 예열점등회로를 포함하여 구성한다. 예열점등회로는 트랜스에 유기되는 전압을 충방전하는 전해콘덴서, 전해콘덴서의 충방전에 따라 "온(on)/오프(off)"되어 전해콘덴서가 완전 충전되는 시간만큼 동작하는 트랜지스터, 및 트랜지스터의 에미터에 게이트가 연결되어 트랜지스터에 연동하여 "온(on)/오프(off)"되어 드레인과 소스 양단에 연결된 시그널트랜스가 포화되도록 하는 전계효과트랜지스터(FET)로 구성된다. 따라서, 본 고안은 시그널트랜스가 포화되어 공진콘덴서의 초기 공진전류가 감소되므로 형광등의 필라멘트에 예열전류만 흘러 불필요한 전력소모를 줄이고 형광등의 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

Description

예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기

본 고안은 전자식 형광등 안정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 형광등의 초기 점등시 과도전류를 제어하고 예열점등하여 형광등의 수명을 연장시키기 위한 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기에 관한 것이다.

형광등(fluorescent lamp)은 백열전구에 비해서 효율이 높고 수명이 길며, 또한 눈이 덜 부시고 그늘이 뚜렷하게 생기지 않아 대부분의 가정이나 사무실등에서 주로 사용되어 지고 있다. 또한, 형광등이 안정되게 동작하도록 하기 위한 형광등용 안정기에는 자기식과 전자식이 있으며, 소비전력면에서 대부분 전자식을 사용하고 있다.

그러나, 종래의 전자식 안정기는 스위칭방식을 채택하여 형광램프를 점등시킬 경우, 형광램프 양단에 약 1000V의 고압이 발생되어 형광램프 양단에 검은 흑띠를 발생시킨다. 이로 인하여, 형광램프의 필라멘트를 빨리 부식시켜 형광램프의 수명을 단명시키는 원인이 되었다.

따라서, 본 고안의 목적은 전술한 점을 감안하여, 초기 점등시 형광램프에 유입되는 과도전류를 안정시켜 서서히 점등되도록 하므로써, 형광램프의 수명을 연장시킬 수 있는 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기를 나타내는 회로도,

도 2는 도 1 반브리지회로의 시그널트랜스를 보여주는 도면,

도 3은 도 1 예열점등회로의 동작을 설명하기 위한 파형도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 정류기 12 : 평활회로

13 : 반브리지회로 14 : 예열점등회로

15 : 출력단 OSC1∼OSC4 : 시그널트랜스

T1 : 트랜스 FET : 전계효과트랜지스터

Q1∼Q3 : 트랜지스터 C12 : 전해콘덴서

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기는, 입력전원을 정류 및 평활하여 직류전압을 구하는 입력단과, 상기 형광등의 필라멘트 전극 양단에 병렬로 연결되는 공진콘덴서와, 유기되는 전압에 따라 형광등을 점등시키는 트랜스로 된 출력단과, 상기 입력단에서 구한 평활된 직류전압을 상기 트랜스에 유기시키며, 예열점등회로의 제어하에 스위칭되는 전류량이 달라져 초기 점등시 상기 필라멘트에 예열전류만을 흘리는 반브리지회로, 및 초기 점등시 형광등의 깜박꺼림없이 서서히 정상조도가 되도록 하기 위해, 상기 트랜스에 유기되는 전압을 충방전하며 그에 따라 상기 반브리지회로에서 스위칭되는 전류량을 제어하는 예열점등회로를 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기의 회로도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 안정기는 크게 입력전원을 정류 및 평활하는 정류기(11) 및 평활회로(12)와, 반브리지회로(half bridge)(13), 출력단(15)으로 구성되며, 본 고안에 의한 예열점등회로(14)가 추가로 포함된다. 정류기(11)는 다이오드(D1∼D4) 4개를 이용한 단상전파브리지이고, 평활회로(12)는 2개의 다이오드(D5,D6)와 전해콘덴서(C4,C5)를 이용하여 정류된 전원을 평활하여 직류전압을 구한다. 반브리지회로(13)는 도 2에 보여진 바와 같은 시그널트랜스(OSC1∼OSC4)와, 시그널트랜스(OSC2,OSC3)에 의해 서로 교차하여 스위칭하는 복수개의 트랜지스터(Q1,Q2)를 구비한다. 출력단(15)은 반브리지회로(13)의 트랜지스터(Q1,Q2)의 스위칭동작에 따라 전압이 유기되어 형광등을 점등시키는 트랜스(T1)와, 필라멘트 전극 양단에 병렬로 연결되는 공진형 콘덴서(C9)를 구비한다. 한편, 예열점등회로(14)는 트랜스(T1)에 유기되는 전압을 정류하는 다이오드(D10), 다이오드(D10)를 통해 그 유기된 전압을 입력받아 충방전하는 전해콘덴서(C12), 콜렉터에 다이오드(D13)를 통해 시그널트랜스(OSC1)와 연결되며 전해콘덴서(C12)의 충방전에 따라 "온(ON)/오프(OFF)"되는 트랜지스터(Q3), 트랜지스터(Q3)의 에미터에 저항(R10)을 통해 게이트가 연결되며 트랜지스터(Q3)에 연동하여 "온(ON)/오프(OFF)"되는 전계효과트랜지스터(field effect transistor; FET)로 이루어진다. 이러한 구성을 갖는 도 1 전자식 형광등 안정기에 대한 동작을 도 2 및 도 3를 통해 구체적으로 설명한다.

도 1에서, 사용자에 의해 형광등 스위치(미도시)가 조작되면, 그에 응답하여 전원이 휴즈(FUSE)를 거쳐 정류기(11)에 입력된다. 정류기(11)는 다이오드(D1∼D4) 4개를 이용한 단상전파브리지로서, 입력전원을 정류하여 평활회로(12)로 출력한다. 평활회로(12)는 정류된 전원을 다이오드(D5,D6)와 전해콘덴서(C4,C5)를 이용하여 평활하여 평활된 직류전압을 얻는다. 평활된 직류전압은 반브리지회로(13)의 저항(R1)과 다이오드(D14)를 거쳐 출력단(15)의 트랜스(T1)에 유기되며, 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터로도 인가된다. 제 1트랜지스터(Q1)와 그 트랜지스터(Q1)의 에미터에 콜렉터가 연결된 제 2트랜지스터(Q2)는 시그널트랜스(OSC2,OSC3)에 의해 서로 교차하여 스위칭을 하게 되고 이때 트랜스(T1)에 전압이 유기되어 형광등이 점등하게 된다. 이때, 안정기의 공진전류에 의해 형광램프 양단에 약 1000V의 높은 전압이 유기되게 된다. 그래서, 초기입력전압 인가시 트랜스(T1)에 유기된 전압을 예열점등회로(14)의 다이오드(D10)와 저항(R7)을 거쳐 전해콘덴서(C12)에 충전시킨다. 트랜스(T1)에 유기된 전압이 전해콘덴서(C12)의 완전 충전되는 시간만큼 제 3트랜지스터(Q3)를 턴온시켜 연속적으로 전계효과트랜지스터(FET)를 동작시킨다. 전계효과트랜지스터(FET)의 동작에 의해 그 전계효과트랜지스터(FET)의 드레인과 소스 양단에 연결된 도 2에 보여지는 바와 같은 시그널트랜스(OSC1∼OSC4) 전체가 포화되어 인덕턴스가 떨어지게 된다. 이에 따라 트랜지스터(Q1,Q2)는 각 베이스에 유기되는 전류가 작아져 소량의 전류만을 스위칭하게 되어 초기공진전류를 감소시킨다. 형광등의 필라멘트 전극 양단에 연결된 공진콘덴서(C9)의 공진전류가 적어짐에 따라 급속 점등을 방해하며, 도 3a에 보여진 파형의 전단부와 같은 예열단계의 전류가 흘러 형광등내의 형광물질 운동량을 원활한 상태가 되도록 한다. 이때, 형광등에 가해지는 예열전압은 도 3b에 보여진 파형의 전단부와 같이 된다. 도 3a 및 3b의 파형 전단부와 같이 스위치 "온(ON)"직후 대략 1초동안 예열단계가 유지되다가 전해콘덴서(C12) 충전이 완료되어 제 3트랜지스터(Q3)에 연동하여 전계효과트랜지스터(FET)가 턴오프상태가 된다. 전계효과트랜지스터(FET)가 턴오프됨에 따라 그 드레인과 소스 양단에 연결된 도 2에 보여진 바와 같은 시그널트랜스(OSC1∼OSC4)가 정상적인 상태로 동작하게 된다. 이때, 시그널트랜스(OSC2,OSC4)에 베이스가 연결된 트랜지스터(Q1,Q2)는 저항(R2,R4)을 통해 정상전류의 스위칭을 개시하여 도 3a에 보여진 파형의 후단부와 같은 원하는 정격의 점등전류를 흘리며 완만한 점등상태를 유지하게 된다. 이때, 형광등에 가해지는 예열전압은 도 3b에 보여진 파형의 후단부와 같이 된다. 여기서, 본 고안의 이해를 돕고자 예열단계가 없는 종래 점등전류와 전압파형을 도 3c 및 3d에 각각 도시하였다. 도 3c 및 3d의 파형을 보면, 스위치 "온(ON)"직후 대략 0.09초내에 짧은 돌입전류가 발생한 후 점등상태가 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 예열점등회로를 채용한 전자식 형광등 안정기는, 초기 점등시 형광등의 필라멘트 전극 양단에 연결되는 공진콘덴서의 초기공진전류를 감소시켜 예열전류만을 흘려 깜박꺼림없이 서서히 정상조도로 바뀔 수 있도록 하므로써, 불필요한 전력소모를 줄이고 형광램프의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

전자식 형광등 안정기에 있어서,

입력전원을 정류 및 평활하여 직류전압을 구하는 입력단;

상기 형광등의 필라멘트 전극 양단에 병렬로 연결되는 공진콘덴서와, 유기되는 전압에 따라 형광등을 점등시키는 트랜스로 된 출력단;

상기 입력단에서 구한 평활된 직류전압을 상기 트랜스에 유기시키며, 예열점등회로의 제어하에 스위칭되는 전류량이 달라져 초기 점등시 상기 필라멘트에 예열전류만을 흘리는 반브리지회로; 및

초기 점등시 형광등의 깜박꺼림없이 서서히 정상조도가 되도록 하기 위해, 상기 트랜스에 유기되는 전압을 충방전하며 그에 따라 상기 반브리지회로에서 스위칭되는 전류량을 제어하는 예열점등회로를 포함하는 전자식 형광등 안정기.
제 1항에 있어서, 상기 예열점등회로는

상기 트랜스에 유기되는 전압을 충방전하기 위한 전해콘덴서;

상기 전해콘덴서의 충방전에 따라 "온(ON)/오프(OFF)"상태가 되는 트랜지스터;

상기 트랜지스터의 에미터에 게이트가 연결되어 그 트랜지스터에 연동하여 "온(ON)/오프(OFF)"상태가 되는 전계효과트랜지스터; 및

상기 전계효과트랜지스터의 드레인과 소스 양단에 연결되어 전계효과트랜지스터의 "온(ON)/오프(OFF)"상태에 따라 상기 반브리지회로의 스위칭 전류량을 제어하는 시그널트랜스를 구비함을 특징으로 하는 전자식 형광등 안정기.
제 2항에 있어서, 상기 전해콘덴서는 초기 점등시 상기 트랜스에 유기되는 전압을 충전하며,

상기 트랜지스터는 상기 전해콘덴서의 충전시간동안 "온(ON)"상태, 그리고 충전이 완료되면 "오프(OFF)"상태가 되고,

상기 전계효과트랜지스터는 상기 트랜지스터에 연동하여 "온(ON)/오프(OFF)"상태가 되며, "온(ON)"상태인 동안 상기 시그널트랜스를 포화시켜 인덕턴스를 떨어뜨리고, "오프(OFF)"상태인 동안 시그널트랜스를 정상적인 상태로 동작시키는 것을 특징으로 하는 전자식 형광등 안정기.
제 3항에 있어서, 상기 반브리지회로는

상기 시그널트랜스의 인덕턴스가 떨어지면 적은양의 전류만을 스위칭하여 상기 공진콘덴서의 공진전류를 감소시켜 예열전류만이 흐르도록 하고,

상기 시그널트랜스가 정상적인 동작상태이면 적정량의 전류를 스위칭하여 정격전류가 흐르도록 함을 특징으로 하는 전자식 형광등 안정기.