KR890008738Y1 - 형광램프용 전자식 점등장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

형광램프용 전자식 점등장치

제1도는 본 고안의 일 실시예를 나타낸 회로 구성도.

제2도는 제1도의 각부 파형도이며, 제2(a)도는 상용 교류 전압 파형도, 제2(b)도는 전파 정류회로 출력전압 파형도, 제2(c)도는 변압기 1차권선의 고주파 전압 파형도, 제2(d)도는 변압기 2차 권선의 고주파전압 파형도, 제2(e)도는 변압기 보조권선의 고주파전류 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전파정류회로 2 : 교류잡음 제거회로

3 : 기동회로 4 : 인버터회로

5 : 형광램프 6 : 발진트랜스

본 고안은 형광램프의 전자식 점등장치에 관한 것으로, 특히 푸히-풀(PUSH-PULL)방식의 자려형 인버터를 사용한 순간점등 및 고역율의 형광램프용 전자식 점등장치에 관한 것이다.

종래 형광등의 점등장치로 여러가지 방식들이 소개된 바 있으나, 이들을 크게 몇가지로 분류하여 살펴보면 다음과 같다.

높은 인덕턴스를 같는 철심형 쵸크식 안정기롤 수동 또는 자동으로 동작되는 스타터(글로우램프)의 상호작용에 의하여 예열 및 높은 펄스전압에 의하여 점등되믐 그타트식 안정기 방식이 있다.

이 방식은 값이 저렴하고 내구성이 좋아 가장 많아 보급되어 있으나 높은 인덕턴스로 인한 열손실과 저역률로 소비전력이 큰 결점을 가지고 있다.

또한 시동 시간이 길고 스타트 램프의 불량에 따른 형광램프의 혹화현상등 수명이 단축되는 단점을 가진다.

이러한 단점을 보완한 래피드 스타트식이 잇다.

래프드 스타트식은 기존 철심형 쵸크식 안정기에 부설된 음극가열용의 보조원선 또는 기타의 방식으로 램프의 양음극을 예열하여 속히 점등시키는 것으로 스타트램프가 없다.

또한 철심형, 쵸크식 안정기에 스타터 없이 램프의 양음극을 예열하지 않고 순각적으로 필요 충분한 전압을 가하여 점등시키는 순간 시동식 안정기가 있다.

그러나 상기 방식들은 소비전력 및 역률개선에는 기여하지 못하였다.

따라서 에너지 절약형 안정기의 개발에 힘써 기존의 높은 인덕턴스 값을 갖는 철심형 쵸크를 사용하지 않고 반도체를 사용하여 고주파로 변환하여 시동 및 점등시키는 전자식 안정기의 연구개발이 진행되고 있다.

이와같은 전자식 점등장치로는 교류를 직류로 바꾸어 형광등을 점등시키는 전압채배방식과 트랜지스터를 이용한 인버터방식등이 있으나 전자는 입력전압변동에 대한 전력변동이 심하여 전력손실이 크며 회로방식상 전류제한으로 효유이 크게 떨어지는 단점이 있으며 후자는 고내압, 고속의 트랜지스터를 필요로 하여 가격이 비싸질 뿐만 아니라 동작상의 여러 문제점을 내표하고 있다.

본 고안의 목적은 이와같은 기존 방식들의 문제점을 해결하면서 순간점등, 고효율 및 고신뢰도 등의 특징으로 지닌 새로운 방식의 푸시-풀 방식의 인버터를 사용한 형광램프용 전자식 점등장치를 제공하는데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 상용교류를 전파정류시켜 출력하는 전파정류회로, 센터탭에 상기 전파정류출력을 입력하여 고주파 발진하기 위한 일차권선, 상기 고주파 발진세력을출력하기 위한 이차권선및 상기 고주파 발진 세력을 피드백하기 위한 보조권선을 가진 발진 트랜스와, 상기 일차권선의 양측단자에 각각 연결되어 상기 피드백된 고주파 발진세력에 의해 일차권선에 가해지는 전파정류출력을 스위칭하기 위한 제1도 및 제2도 스위칭 트랜지스터로 구성된 푸시풀형 자려식 인버터ㅂ로, 그리고 전파정류회로와 인버터회로사이에 접속된 교류잡음 제거회로를 구비한 형광등 전자석 점등장치에 있어서, 상기 제1스위칭 트랜지스터의 베이스에 전파정류출력을 공급하기 위한 기동 저항, 상기 전파정류 출력의 일정 레벨 이상의 상단부를 잘라내어 출력하는 클리핑수단, 상기 클리핑된 전파정류출력의 상승단에서 원펄스를 발생하기 위한 원샷회로, 그리고 상기 발생된 원펄스기간동안 상기 제1 및 제2스위칭 트랜지스터의 턴온을 지연시키기 위한 스위칭회로를 구비하여서 되 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면에 도시한 일 실시예를 통하여 본 고안을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 일 실시예를 나타낸 회로구성도이다.

제1도에서 AC 전원은 서어지 전압 방지를 위한 TNR(10)을 거쳐서 다이오드(11∼14)로 구성한 전파정류회로(1)에 인가되도록 접속되며 전파정류된 전압은 콘덴서(21) 및 코일(22)로 구성된 교류잡음 제거회로(2)를 거쳐서 후술하는 푸시-풀형 자려식 인버터회로(4) 및 기동회로(3)에 공급되도록 접속된다.

정류회로(1)로부터의 정류된 전압을 고주파전압으로 변환하기 위한 인버터회로(4)는 제1 및 제2 트랜지스터(47)(48)를 가지며 공진콘덴서(60)가 병렬 연결된 일차권선(61), 고주파 발진세력을 출력하기 위한 이차권선(62)및 고주파 발진세력을 피드백 시키기 위한 보조권선(63)을 가진 발진트랜스(6)를 포함한다.

형광등을 순간 점등하기 위하여 인버터회로(4)에서의 고주파 발진을 발진시키는 기동회로(3)는 초기 기동시에 전파정류출력을 제1스위칭 트랜지스터(47)의 베이스에 공급하기 위한 기동저항(42)과, 전파정류출력의 일정 레벨 이상의 상단부를 잘라내어 출력하기 위한 저항(31) 및 제너다이오드(32)로 된 클리핑회로와, 상기 클리핑된 전파정류출력의 상승단계에서 원펄스를 발생하기 위한 저항(33) 및 충방전 콘덴서(34)로된 원샷회로와, 상기 원펄스 기간동안 상기 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(47)(48)의 턴온을 지연시키기 위한 저항(35), 트랜지스터(36), 다이오드(41) 및 저항(43)(44)로 된 스위칭회로를 구비한다.

여기서 다이오드(37∼40)는 온도보상용 게르마늄 다이오드이다.

형광램프(5)는 소켓(미도시)를 통하여 그 양단을 코일(51) 및 콘덴서(52)를 각각 거쳐서 변압기(6)의 2차권선(62)에 연결된다.

미설명 부호 45, 49, 50는 코일이고 46은 저항이다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 실시예의 작용 및 효과는 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2(a)도에 도시된 교류전압이 전파정류되어 단자(15)(16)의 양단에 제2(b)도에 도시된 전파정류된 전압이 발생한다.

이 전압은 인버터회로(4)의 1차권선(61)의 센테탭과 제1 및 제2트랜지스터(47)(48)의 에미터 공통접점 양단에 인가되며, 또한 직렬 접속된 저항(31) 및 제너다이오드(32)로 된 클리핑회로에 인가된다.

상기 전파정류된 전압은 기동저항(42)를 통해서 제1스위칭 트랜지스터(47)를 먼서 기동시켜 일차권선(61)내에 고주파 세력이 발진되도록 한다.

이 고주파 세력은 보조권선(63)을 통해 제1 및 제2스위칭 트랜지스터의 각 베이스 사이에 피드백되고, 이에 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(47)(48)가 이 고주파 세력에 의해 교대로 스위칭 동작되게 된다.

공진콘덴서(60) 및 1차 권선(61)에 의하여 약 30∼50KH₂의 고주파전압(제2(c)도에 도시)은 변압기(6)의 2차 권선(62)을 통하여 제2d도의 파형으로 형광램프(5)에 인가되고 제2e도에 도시된 바와같은 고주파 전류가 형광램프(5)에 인가된다.

이와같이 동작되능 인버터회로(3)의 스위칭 동작에 있어서, 상용교류의 반싸이클마다 형광램프(5)의 방전개시 전압을 얻기 위하여 기동회로(3)에서 스위칭신호를 인버터회로(4)에 공급한다.

즉, 제2(b)도 파형은 제너다이오드(32)의 제너전압 이상의 상단부가 잘라져 클리핑되어 사다리꼴의 파형으로 저항(33) 및 충방전 콘덴서(34)로 원샷회로에 인가되게 된다.

원샷회로에서는 인가되는 사다리꼴 파형의 상승단에서 이 파형의 라이싱 타임(rising time)을 펄스폭으로하는 원펄스를 발생하게 된다.

이 펄스는 스위칭회로의 트랜지스너(36)을 순간적으로 온시컸다거 오프시킨다.

상기 트랜지스터(36)가 턴온되면 인버터회로(4)의 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(47)(48)의 베이스에는 그라운드 전위가 가해지게 되어 제1 및 제2스위칭 트랜지스터(47)(48)은 상기 원펄스 기간동안 턴온동작이 지연되게 된다.

상기 트랜지스터(36)가 턴오프되는 순간 제1 또는 제2트랜지스터 중 어느 하나가 순간적으로 턴온되게 된다.

이에 일차권선(61)에 매우 높은 고주파 전압이 발생되어 이차권선(62)의 양단에 형광램프(5)을 충분히 방전시킬수 있을 정도의 방전개시전압(제2d도 파형의 전압V₁)이 생성되게 되는 것이다.

제2d도에 도시된 고주파 전압이 방전개시전압 V₁에 이르면 형광램프(5)는 방전을 시작하고 그 다음 램프전압은 방전지속전압 V₂로 감소된다.

방전개시전압 V₁에서 방전지속전압 V₂이하로 될때까지 걸리는 시간 즉 주기 P동안 형광램프(5)는 고주파전압으로 계속 방전한다.

고주파전압이 방전지속전압 밑으로 떨어지면 형광램프(5)는 방전을 그친다.

상용교류전압의 매 반 싸이클마다 충방전콘덴서(34)으로 된 원샷회로에 의하여 트랜지스터트(36)은 순간도통상태로 되므로 상술한 바와같이 인버터회로(4)는 재기동되어 고주파전압을 발생시키고 고주파전압은 방전개시전압 V₁에 도달되어 형광램프(5)는 재방전된다.

상술한 바와같이 본 고안에서는 푸시-풀 방식의 자려형 인버터방식을 순간 점등방식으로 구성하였기 때문에 푸시풀방식의 잇점인 두개의 콜렉터 전류의 직류전류는 변압기 안에서 서로 반대방향으로 흐르고, 따라서 바이어스 전류에 의한 순수한 자속은 0이므로 변압기의 철심을 작게 만들수 있어서 소형화할 수 있으며, 짝수 고주파는제거되기 때문에 출력파형의 일그러짐이 감소되는 효과도 얻을수 있으면서도 순간점등이 가능하여 저전압지역에서도 램프를 쉽게 점등시킬수 있고 입력전압 변동에도 안정된 동작을 한다.

또한, 인버터회로를 통하여 상용전원의 매 반싸이클 마다 방전개시전압을 발생시키므로 무효전류의 발생을 최대로 억제시켜 역률을 98.5%이상으로 향상시킬 수 있다.

그리고, 회로구성이 간단하여 제작단가를 낮출수 있다.

또한, 고주파 전압에 의한 순간점등식이므로 필라멘트 가열식에서와 같이 형광램프의 일단이 두개의 단자가 필요없으므로 형광램프의 제작단가를 낮출 수 있으므로 생산효율도 향상되는 효과를 얻을수 있다.

따라서 본원 고안은 고효율, 순간점등은 물론 소비전력을 대폭 감소시켜 에너지 절약에 기여할 수 있는 신규한 고안이다.

Claims (1)

1. 상용교류를 전파정류시켜 출력하는 전파정류회로, 센터탭에서 상기 전파정류출력을 입력하여 고주파 발진하기 위한 일차권선, 상기 고주파 발지세력을 출력하기 위한 이차권선 및 상기 고주파 발진세력을 피드백하기 위한 보조권선을 가진 발진트랜스와, 상기 일차권선의 양측단자에 각각 연결되어 상기 피드백된 고주파 발진세격에 의해 일차권선에 가해지는 전파정류출력을 스위칭하기 위한 제1 및 제2스위칭 트랜지스터로 구성된 푸시풀형 자려식 인버터회로, 그리고 전파정류회로와 인버터회로 사이에 접속된 교류잡음 제거회로를 구성한 형광등 전자식 점등장치에 있어서, 상기 제1 스위칭 트랜지스터의 베이스에 전파정류 출력을 공급하기 위한 기동저항, 상기 전파정류출력의 일정레벨 이상의 상단부를 잘라내어 출력하는 클리핑 수단, 상기 클리핑된 건파정류출력의 상승단에서 원펄스를 발생하기 위한 원샷회로 그리고 상기 발생된 원펄스 기간동안 상기 제1 및 제2스위칭 트랜지스터의 턴온을 지연시키기 위한 스위칭회로를 구비하여서된 것을 특징으로 하는 형광등 전자식 점등장치.