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KR100240048B1 - Lighting device - Google Patents

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KR100240048B1
KR100240048B1 KR1019910013765A KR910013765A KR100240048B1 KR 100240048 B1 KR100240048 B1 KR 100240048B1 KR 1019910013765 A KR1019910013765 A KR 1019910013765A KR 910013765 A KR910013765 A KR 910013765A KR 100240048 B1 KR100240048 B1 KR 100240048B1
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KR
South Korea
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circuit
voltage
power supply
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incandescent
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히데오 스기모리
가즈미 마사끼
오사무 마쓰다
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하야시바라 겐
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B39/00Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 정격을 초과하는 직류전압으로 하나이상의 백열전구를 시동하는데스위칭 전원회로가 이용되는 신규한 조명장치에 관한 것이다. 이 조명장치는 본 실시예의 광은 통상적으로 색온도가 2,900K 이상이고 불균형 없이 연색성에서 우수하고 눈에 우아한 자연적이어서 조명에 매우 유용하다.The present invention relates to a novel lighting device in which a switching power supply circuit is used to start one or more incandescent bulbs with a DC voltage exceeding a rating. This lighting device is very useful for lighting since the light of this embodiment is typically 2,900K or more in color temperature, excellent in color rendering without imbalance and elegant to the eyes.

스위칭 전원회로는 대전력 효율과 용량을 나타내고 출력전압이 바람직한 크기로 조절하여 램프를 점등한다.The switching power supply circuit exhibits high power efficiency and capacity, and the lamp is turned on by adjusting the output voltage to a desired size.

Description

조명장치Lighting equipment

본 발명은 조명장치, 특히 스위칭 전원에 의하여 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압을 인가하여 점등하는 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to an illuminating device, in particular, an illuminating device that lights by applying a DC voltage exceeding its rating to an incandescent lamp by a switching power supply.

최근에 가성근신에 걸리는 아동, 어린 학생이나 눈의 피로를 호소하는 작업자의 수가 증가하고 있다. 그 원인으로는 적절치 않은 조명에서 장시간 텔레비전이나 가느다란 문자를 계속 본다거나 VDT 작업이 증가하고 있는 것이 거론된다. 또한 최근에 조명의 연색성이 왕성하게 거론되고, 물질의 색을 있는 그대로 지각할 수 있는 조명장치가 소망되게 되었다.In recent years, the number of children suffering from false muscles, young students and workers complaining of eye strain is increasing. The reasons for this may include watching television or slender characters for a long time under inappropriate lighting, or increasing VDT work. In recent years, the color rendering of lighting has been actively talked about, and a lighting device that can perceive the color of a material as it is is desired.

종전부터 조명장치에 많이 사용하는 광원에는 형광등과 백열전구가 있는데, 그중 형광등은 전광속이 크고 밝다는 유리한 점은 있으나, 불균형하다는 것으로 눈의 피로가 오기 쉽고, 또한 전광속과 색온도가 불균형하여 연색성이 불량하고 물질의 색이 현실 이상으로 청색을 띠어 지각된다는 결점이 있다.Conventionally, the light source used in lighting devices is a fluorescent lamp and an incandescent lamp. Among them, a fluorescent lamp has an advantage that a large luminous flux is large and bright, but it is easy to cause eye fatigue due to an imbalance, and the color rendering is unbalanced due to an unbalanced luminous flux and color temperature. It has the drawback that it is poor and the color of the material becomes more blue than it is perceived.

한편, 백열전구는 형꽝등에 비하여 전광도와 색온도의 균형이 좋고 연색성에서는 우수하나 일반 백열전구는 전광속이 작고 조명에 장시간 사용하여 눈이 피로하기 쉽다.On the other hand, incandescent bulbs have better balance between luminous intensity and color temperature than fluorescent lamps and are excellent in color rendering, but general incandescent bulbs have a low total luminous flux and are easy to use for long time for illumination.

일본특개평 72,599/90호 공보(명칭: "조명장치") 및 일본특원평 59,994/921호(명칭: "조명장치")에는 조명장치의 이러한 결점을 해소하기 위해, 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압을 인가하고, 색온도 약 2,900K 또는 그 이상 바람직하기로는, 2,950∼3,100K의 불균형이 없는 연색성이 우수한 눈에 우아한 자연광을 얻게 된다는 것이 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 72,599 / 90 (named "lighting device") and Japanese Patent Application Laid-open No. 59,994 / 921 (named "lighting device") have exceeded their ratings on incandescent lamps in order to alleviate these shortcomings of lighting devices. It is disclosed that by applying a direct current voltage, the color temperature is about 2,900K or more, and preferably, natural natural light is obtained to the eye having excellent color rendering properties without unbalance of 2,950 to 3,100K.

그러나, 이들 공보 및 명세서에 개시되어 있는 조명장치는 (i) 전원회로의 레귤레이션이 불량하고 보통은 한등마다 전원회로를 필요로 함으로 시설조명에 적용하기 어렵고, (ii) 비교적 대형의 평활콘덴서를 필요로 함으로서 전원회로의 소형화에 한도가 있고, (iii) 출력전압의 제어가 곤란하므로 전압변동의 영향을 받기가 쉽고, (iv) 출력전압을 연속적 또는 단계적으로 가변하여 조광하기가 곤란하며, (v) 백열전구를 소프트 스타트(soft-start)시키기 위해서는 백열전구를 포함하는 주전로(current path)에 비교적 대형의 과대전류 제한용 저항등을 개재하여 과대전류 제한용 저항이 조명장치의 소형화를 방해하거나 발열한다는 결함을 지니고 있다.However, the lighting devices disclosed in these publications and specifications are difficult to apply to facility lighting due to (i) poor regulation of power circuits and usually needing a power circuit every time, and (ii) requiring a relatively large smoothing capacitor. By limiting the size of the power supply circuit, it is difficult to control the output voltage. (Iii) It is difficult to be affected by voltage fluctuations, and (iv) it is difficult to adjust the output voltage continuously or stepwise to adjust dimming. In order to soft-start an incandescent lamp, a large overcurrent limiting resistor is provided in a current path including an incandescent lamp, and the overcurrent limiting resistor prevents the miniaturization of the lighting device. It has a defect that it generates heat.

이러한 상황에서, 본 발명자들은 스위칭 전원회로에 착안하고, 백열전구를 광원으로 하면서 그러한 결점이 없는 조명장치를 목표로 하여 예의 검토하였다.In such a situation, the present inventors focused on the switching power supply circuit, and made an intensive examination aiming at the lighting apparatus which does not have such a defect, making an incandescent light bulb into a light source.

그 결과, 스위칭 전원회로에 의해 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압, 바람직하기로는 정격의 약 105∼135%의 직류전압을 인가하여 점등할 때는 색온도약 2,900K 이상, 바람직하기로는 약 2,950∼3,100K의 불균형이 없는 연색성에서 우수한 눈에 우아한 자연광을 용이하게 얻을 수 있다는 것이 판명되었다.As a result, when switching on the incandescent lamp by applying a DC voltage exceeding its rating, preferably a DC voltage of about 105 to 135% of the rating, the color temperature of about 2,900K or more, preferably about 2,950 ~ It has been found that elegant natural light can be easily obtained with excellent eyes at 3,100K unbalanced color rendering properties.

또한, 스위칭 전원을 회로에 사용하는 조명장치는 (i) 전원효율이 높으므로 전원의 소형화가 용이하고, (ii) 하나의 전원회로 백열전구를 두개 이상 점등하기가 용이하며, (iii) 전압제어가 용이하여 입력전압이나 부하전류가 변동하여도 출력전압을일정하게 유지할 수 있고, (iv) 소프트 스타트화가 용이하여 전원투입시의 동일 전류에 기인한 백열전구의 수명단축이나 회로 소자의 파손을 방지할 수 있고, (v) 출력전압을 연속적 또는 단계적으로 변화시켜서 조광하는 것이 용이하고, (vi) 부하전력이 변화하여도 전원효율이 크게 변화하지 않는다는 등의 종전 조명장치에 없는 큰 특징이 있음이 판명되었다.In addition, the lighting device using the switching power supply for the circuit is (i) high power efficiency, it is easy to miniaturize the power supply, (ii) it is easy to light two or more incandescent lamps of one power supply circuit, and (iii) voltage control Easy to maintain output voltage even if input voltage or load current fluctuates. (Iv) Soft start makes it easy to prevent shortening of incandescent bulb life and damage to circuit elements caused by same current at power-on. (V) it is easy to illuminate by changing the output voltage continuously or stepwise, and (vi) the power efficiency does not change significantly even when the load power is changed. It became.

특히, 본 발명은 백열전구를 광원으로 하는 조명장치에서, 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압을 공급할 수 있는 스위칭 전원회로를 시설하고 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압을 인가하여 색온도 약 2,900K 이상의 광을 복사시키는 것을 특징으로 하는 조명장치의 구조를 요지로 한 것이다.Particularly, the present invention provides a lighting power source using an incandescent lamp as a light source, and includes a switching power supply circuit capable of supplying a direct current voltage exceeding the rated voltage to the incandescent lamp and applying a direct current voltage exceeding the rated voltage to the incandescent lamp, thereby reducing the color temperature. The structure of the lighting device characterized by radiating more than 2,900K light.

도1은 본 발명을 따른 조명장치의 블록도.1 is a block diagram of a lighting apparatus according to the present invention.

도2는 본 발명의 실시예의 회로도.2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

도3은 조광수단을 외부 장치 가능하게 한 본 발명에 따른 실시예의 회로도.Fig. 3 is a circuit diagram of an embodiment according to the present invention which makes the light control means external.

도4는 본 발명에서 사용하는 정류회로의 회로도.4 is a circuit diagram of a rectifier circuit used in the present invention.

본 발명에서 사용하는 백열전구라 함은 진공유리관구에 텅스텐 필라멘트와 미량의 불활성 가스를 봉입하여 두고, 후술한 스위칭 전원회로에 의하여 그 정격을 초과하는 직류전압, 바람직하게는 정격의 약 105∼135%의 직류전압을 인가한 때에 색온도 약 2,900K 이상, 바람직하게는 약 2,950∼3,100K의 연속광을 복사하는 한, 정격전압, 정격 전력, 효율, 형상의 여하에 불구하고 사용할 수가 있다. 그런데, 얻어지는 광의 연색성이라는 관점에서, 상기 직류전압을 인가하여 점등한 때의 전광속이 약 900 루멘(lumen)이상, 바람직하기로는 약 1,000∼1,400 루멘인 것이 바람직하다.The incandescent lamp used in the present invention includes a tungsten filament and a small amount of inert gas in a vacuum glass tube, and a DC voltage exceeding that rating by the switching power supply circuit described later, preferably about 105 to 135% of the rating. As long as continuous light having a color temperature of about 2,900K or more, preferably about 2,950 to 3,100K is radiated when a DC voltage of is applied, it can be used regardless of rated voltage, rated power, efficiency, and shape. By the way, from the viewpoint of the color rendering property of the obtained light, it is preferable that the total luminous flux when the light is applied by applying the DC voltage is about 900 lumens or more, and preferably about 1,000 to 1,400 lumens.

이러한 백열전구로서는 비교적 높은 정격전압, 특히 전등선 전압을 정격전압으로 하는 정격전력 25∼150W, 바람직하게는 40∼60W의 시판품 중에서 선택하거나 소정의 정격전압, 정격전력, 전광속, 효율, 형상이 되도록 특별하게 설계 제작하면 좋고, 예컨대, 알곤 가스 또는 알곤 가스와 질소가스등의 기타 불활성가스를 봉입한 알곤 전구, 크립톤 가스 또는 크립톤 가스와 질소가스등의 기타 불활성가스를 봉입한 크립톤 전구, 또는 크세논 가스 또는 크세논 가스와 알곤 가스, 크립톤 가스, 질소가스등 기타의 불활성가스를 봉입한 크세논 전구등이 바람직하다.Such incandescent lamps may be selected from a commercially available product having a rated voltage of 25 to 150W, preferably 40 to 60W, having a relatively high rated voltage, in particular, a lamp line voltage, or a predetermined rated voltage, rated power, total luminous flux, efficiency, or shape. It may be specially designed and manufactured, for example, an argon bulb containing an argon gas or other inert gas such as argon gas and nitrogen gas, a krypton bulb containing an inert gas such as krypton gas or krypton gas and nitrogen gas, or a xenon gas or xenon The xenon bulb which enclosed gas, argon gas, krypton gas, nitrogen gas, and other inert gas is preferable.

백열전구가 알곤 전구인 경우에는 예컨대, GE사 제조의 "Soft-White 120V 60W", "Standard 120V 60W" 및, "Inside Frost 130V 60W", 필립스사의 Gloeilampen-fabrieken 제조의 "inside Frost 120V 60W"등의 알곤 전구가 바람직하다.If the incandescent bulb is an argon bulb, for example, "Soft-White 120V 60W" manufactured by GE, "Standard 120V 60W", "Inside Frost 130V 60W", "Inside Frost 120V 60W" manufactured by Philips Gloeilampen-fabrieken, etc. Argon bulb is preferred.

이 알곤 전구는 정격의 약 105% 정도의 직류전압을 인가하면, 색온도 약 2,900K 이상의 연색성에서 우수하고 눈에 우아한 자연광을 용이하게 복사할 수 있다.When the argon bulb is applied with a direct current voltage of about 105% of the rated voltage, it can easily radiate natural light with excellent eye color at a color rendering property of about 2,900K or more.

이러한 정도의 과전압은 전등선의 변동정도이고 그것에 의한 수명의 단축은 실제로 사용하여 거의 문제가 되지 않는 정도이다.This kind of overvoltage is the degree of fluctuation of the light line and the shortening of the lifespan caused by it is practically no problem.

또한, 크립톤 전구나 크세논 전구, 특히, 크세논 전구는 비교적 낮은 과전압에서도 용이하게 소정의 색온도와 전광속을 달성함으로 알곤 전구의 경우와 비교하여 보다 긴 수명을 달성할 수가 있다.In addition, a krypton bulb or a xenon bulb, in particular, a xenon bulb can easily achieve a predetermined color temperature and total luminous flux even at a relatively low overvoltage, thereby achieving a longer life compared to that of an argon bulb.

그런데, 본 발명에서 사용하는 "스위칭 전원회로"란, 예를 들어, 전등선등으로 부터의 교류를 정류, 평활하게 하여 얻어지는 직류 입력 전압을, 예를 들어 파워 트랜지스터, 파워 전계효과 트랜지스터(FET) 시이리스터 등의 스위칭 소자에 의하여 온, 오프 가능케 하고 그 온, 오프 시간과의 시간비를 변화시키는 것에 의하여 고주파의 펄스전압을 얻고, 그 펄스전압을, 예를 들어, LC 필터 등의 평활회로에 의하여 사용하는 교류전원의 실효전압을 상회하는 직류 출력전압의 얻어지는 전원방식을 의미하고, 그 출력단자에 한등 또는 2등 이상의 백열전구를 접속한 상태에서 그들의 정격을 초과하는 직류전압을 공급하는 것이 바람직하다.By the way, the " switching power supply circuit " used in the present invention refers to a DC input voltage obtained by rectifying and smoothing an alternating current from a light line or the like, for example, a power transistor or a power field effect transistor (FET) transistor. By enabling switching on and off by a switching element such as a Lister and changing the time ratio between the on and off time, a high frequency pulse voltage is obtained, and the pulse voltage is, for example, by a smoothing circuit such as an LC filter. Means a power supply method of obtaining a DC output voltage that exceeds the effective voltage of the AC power to be used, it is preferable to supply a DC voltage exceeding their rating in the state in which incandescent bulbs of at least one or more than two to the output terminal is connected. .

개개의 스위칭 전원회로로서는 예를 들어, 버크 쵸퍼방식, 승압쵸퍼방식등의 쵸퍼방식, 포워드 컨버터 방식, 플라이백 컨버터 방식, 푸쉬풀 컨버터 방식 하이브리지 컨버터방식, 풀브리지 컨버터방식등의 인버터 방식이 공지되어 있고, 사용하는 백열전구의 소비전력이나 등수에도 의존하지만 통상적으로 약 100∼200W까지의 부하이면 쵸퍼방식이나 포워드 컨버터 방식의 스위칭 전원회로가 그 이상의 부하에 대하여서는 푸쉬폴, 컨버터 방식, 하프 브리지, 컨버터 방식 혹은 풀브리지컨버터 방식의 스위칭 전원회로가 바람직하다.As the individual switching power supply circuits, for example, chopper choppers, boost choppers, choppers, forward converters, flyback converters, push-pull converters, high-bridge converters, and full bridge converters are known. In addition, depending on the power consumption and the number of incandescent lamps used, if the load is generally about 100 to 200W, the chopper or forward converter switching power supply circuit is the push pole, converter, half bridge, A switching power supply circuit of a converter type or a full bridge converter type is preferable.

다음에, 본 발명에서 사용하는 스위칭 전원회로에 대하여 포워드 컨버터 방식의 스위칭 전원회로를 예를 들어 설명한다.Next, the switching power supply circuit of the forward converter method will be described with reference to the switching power supply circuit used in the present invention.

도1에 나타난 바와 같이, 스위칭 전원회로에서는 교류를 전등선등의 교류전원(AC)으로 직류화하는 정류, 평활회로가 시설되어 있고, 교류전원(AC)과 접속된 입력단자와 접속되어 있고, 정류, 평활회로(1)에서는 정류수단으로서의 정류다이오드(D1∼D4)와 평활회로로서의 콘덴서(C1)가 시설되어 있다. 교류전원(AC)과 정류, 평활회로(1) 사이에는 필요에 따라 외부잡음과 내부잡음을 차단하기 위해 라인필터(2)가 끼워져 있다.As shown in Fig. 1, in the switching power supply circuit, rectification and smoothing circuits for directing alternating current to an AC power source such as a light line are provided, and are connected to an input terminal connected to the AC power source AC. In the smoothing circuit 1, rectifying diodes D1 to D4 as rectifying means and a capacitor C1 as smoothing circuit are provided. A line filter 2 is fitted between the AC power supply AC and the rectification and smoothing circuit 1 to block external noise and internal noise as necessary.

정류 및 평활회로(1)의 출력단자는 고속으로 온, 오프 동작하여 고주파의 펄스 전압을 발생하는 스위칭 소자(3)가 접속되어 있고, 그 스위칭소자(3)의 주전로에 접속된 인버터 트렌스포머(T)의 출력단에는 제1리커버리 다이오드등의 고속 다이오드(D5, D6), 인덕터(L) 및 콘덴서(C2)가 형성되어 있어, 고주파 펄스 전압을 평활시켜 직류화 하기 위한 평활회로(4)가 접속되어 있다.The output terminal of the rectifying and smoothing circuit 1 is connected to a switching element 3 which is turned on and off at high speed to generate a high frequency pulse voltage, and an inverter transformer connected to the main path of the switching element 3 ( At the output terminal of T), high-speed diodes D5 and D6, such as a first recovery diode, inductors L, and capacitors C2 are formed, and a smoothing circuit 4 for smoothing and directing a high frequency pulse voltage is connected. It is.

평활회로(4)의 출력단자에는 한등 혹은 2등 이상의 백열전구(Z)와 함께 가변저항(Vr)과 저항(R2)으로 된 출력전압 검출회로가 접속되어 있다.The output terminal of the smoothing circuit 4 is connected with an incandescent lamp Z of at least one lamp or two lamps together with an output voltage detection circuit comprising a variable resistor Vr and a resistor R2.

저항(R2)의 양단에는 귀환증폭회로(5)가 접속되고, 이 귀환증폭회로(5)의 출력단자는 발진회로(6)를 갖는 펄스폭 변조회로(7)를 개재하여 스위칭 소자(3)의 제어전극에 접속되어 있다.A feedback amplifier 5 is connected to both ends of the resistor R2, and an output terminal of the feedback amplifier 5 is connected to the switching element 3 via a pulse width modulation circuit 7 having an oscillation circuit 6. It is connected to the control electrode.

또한, 가변저항((Vr)은 백열전구(Z)에 인가하는 전압을 적절하게 조절하여 조광하기 위한 것이다.In addition, the variable resistor (Vr) is for dimming by appropriately adjusting the voltage applied to the incandescent lamp (Z).

본 스위칭 장치의 동작에 대하여 설명하면, 교류전원(AC)으로부터의 교류전압은 정류, 평활회로(1)에 의하여 직류화된다.Referring to the operation of the switching device, the AC voltage from the AC power source AC is converted to DC by the rectification and smoothing circuit 1.

정류, 평활회로(1)의 직류 출력전압은 고속으로 온, 오프 동작하는 스위칭 소자(3)에 의하여 고주파의 펄스전압이 되고, 이러한 펄스전압은 평활회로(4)에 의하여 고주파의 펄스전압이 되고, 이러한 펄스전압은 평활회로(4)에 의하여 평활되어서 직류전압이 되어 백열전구(Z)에 공급된다. 한편, 귀환증폭회로(5)는 출력전압 검출회로에 의하여 분압된 저항(R2)양단의 전압과 기준 전압(W)을 비교하고, 그 오차를 증폭한 후 펄스폭 변조회로(7)에 공급한다. 펄스폭 변조회로(7)는 발진회로(6)에 동기되고, 임의의 펄스폭의 제어신호를 스위칭 소자(3)의 제어전극에 공급할 수가 있고, 귀환증폭회로(5)의 출력전압이 소정의 전압보다 낮은 경우에는, 스위칭 소자(3)에 공급하는 제어전압의 펄스폭을 넓히고, 역으로 소정의 전압 보다 높은 경우에는, 펄스폭을 좁혀서 출력전압을 안정화한다.The DC output voltage of the rectifying and smoothing circuit 1 becomes a high frequency pulse voltage by the switching element 3 operating on and off at high speed, and the pulse voltage becomes a high frequency pulse voltage by the smoothing circuit 4. This pulse voltage is smoothed by the smoothing circuit 4, becomes a DC voltage, and is supplied to the incandescent lamp Z. On the other hand, the feedback amplifier circuit 5 compares the voltage across the resistor R2 divided by the output voltage detection circuit and the reference voltage W, amplifies the error, and supplies it to the pulse width modulation circuit 7. . The pulse width modulation circuit 7 is synchronized with the oscillation circuit 6, and can supply a control signal of an arbitrary pulse width to the control electrode of the switching element 3, and the output voltage of the feedback amplifier circuit 5 is predetermined. When the voltage is lower than the voltage, the pulse width of the control voltage supplied to the switching element 3 is widened. On the contrary, when the voltage is higher than the predetermined voltage, the pulse width is narrowed to stabilize the output voltage.

백열전구의 수명은 인가된 전압의 대략 13곱에 반비례하는 것으로 알려져 있고 전원전압의 약간의 상승도 대폭의 수명단축에 결부되기 쉽다. 본 발명에서 사용되는 스위칭 전원회로는 출력전압의 안정화가 극히 용이하고, 교류전원(AC)의 전압이나 부하전류에 변동하여도 백열전구에 그 정격을 초과하는, 바람직하기로는 정격의 약 105∼135% 안정화된 직류전압을 공급할 수가 있다. 따라서, 본 발명과 같이, 백열전구에 과전압을 인가하여 점등하는 경우에도 필라멘트의 부담이 비교적 작게되고 소정의 수명을 달성하기가 쉽다.The lifetime of an incandescent lamp is known to be inversely proportional to approximately 13 times the applied voltage, and even a slight increase in the supply voltage is likely to be associated with a significant reduction in the lifetime. The switching power supply circuit used in the present invention is extremely easy to stabilize the output voltage, and exceeds the rating of the incandescent lamp even if the voltage or load current of the AC power source (AC) changes, preferably about 105 to 135 of the rating. It is possible to supply% stabilized DC voltage. Therefore, as in the present invention, even when an overvoltage is applied to the incandescent lamp and the lamp is turned on, the burden of the filament is relatively small, and it is easy to achieve a predetermined lifetime.

그런데, 정류, 평활회로(1)에는 통상적으로 비교적 대용량의 평활콘덴서(C1)가 사용되고, 전원 투입시에는 그 충전에 수반하는 돌입전류가 흘러서 정류용 다이오드(D1∼D4)나 평활 콘덴서(C1)등에 큰 손상을 주는 일이 있다. 이러한 돌입전류를 제한하기 위하여, 예컨대, 도1에 나타난 바와 같이, 정류용 다이오드(D1∼D4)의 평활 콘덴서(C1) 사이에 끼워 넣어진 돌입전류 제한 저항(R1)과 그 돌입전류 제한 저항(R1)에 병렬로 접속된 주전로를 갖는 사이리스터(Th)와 사이리스터(Th)의 게이트에 접속된 도통제어회로로 된 돌입전류 제한회로를 시설하고, 돌입전류 제한저항(R1)을 개재하여 평활콘덴서(C1)를 서서히 충전하고, 층전이 완료한 시점에서 도통 제어회로에 의하여 사이리스터(Th)를 도통하고 돌입 전류 제한 저항(R1)을 단락하는 것이 바람직하다.By the way, the rectifying and smoothing circuit 1 generally uses a relatively large capacity smoothing capacitor C1, and when the power is turned on, an inrush current accompanying the charging flows, so that the rectifying diodes D1 to D4 and the smoothing capacitor C1 are used. It may give a big damage to a back. In order to limit such inrush current, for example, as shown in FIG. 1, the inrush current limiting resistor R1 sandwiched between the smoothing capacitors C1 of the rectifying diodes D1 to D4 and the inrush current limiting resistor ( An inrush current limiting circuit comprising a thyristor Th having a main circuit connected in parallel to R1) and a conduction control circuit connected to a gate of the thyristor Th, and a smoothing capacitor via an inrush current limiting resistor R1. It is preferable to gradually charge (C1), conduct the thyristor Th and short-circuit the inrush current limiting resistor R1 by the conduction control circuit when the layer charge is completed.

또한, 일반적으로 상온하에서의 백열전구의 필라멘트 저항은 백열시의 수분이 일정하다고 알려져 있고, 이러한 상태에서 갑자기 그 정격을 초과하는 직류전압을 인가하면 필라멘트에 대단한 돌입전류가 흐르고, 백열전구의 수명을 단축한다고 말할 수 있다. 이러한 돌입전류를 방지하는데는 스위칭소자(3)에 인가하는 제어전압의 펄스폭을 점증하고 예를 들어, 전원 스위치를 개폐한다거나 전원스위치를 폐쇄한 상태에서 백열전구를 교환할 때마다 백열전구에 인가하는 직류전압이 일정한 저전압에서 소정의 과전압으로 점증하는 소프트 스타트 회로를 시설하는 것이 바람직하다.In general, the filament resistance of incandescent bulbs at room temperature is known to be constant in incandescent light, and in this state, when suddenly applying a DC voltage exceeding its rating, a great inrush current flows to the filament and shortens the life of the incandescent bulb. Can be. In order to prevent such inrush current, the pulse width of the control voltage applied to the switching element 3 is increased and applied to the incandescent lamp each time the incandescent lamp is exchanged while the power switch is opened or closed. It is preferable to provide a soft start circuit in which a direct current voltage increases from a constant low voltage to a predetermined overvoltage.

이러한 소프트 스타트 회로로서, 예를 들어 스위칭 소자(3)의 제어는 "μPC1094C(일본전기 주식회사 제조)", "μPC1094G(일본전기 주식회사 제조)", ''MB3579(후지쯔 주식회사 제조)", "TL494(텍사스 인스트루먼트사 제조)"제조등의 스위칭 레귤레이터용 집적회로를 사용하고, RC 시정수 회로등의 지연회로와 조합시켜서 데드타임 제어하는 것이 바람직하다.As such a soft start circuit, the control of the switching element 3 is, for example, "μPC1094C (manufactured by Nippon Electric Co., Ltd.)", "μPC1094G (manufactured by Nippon Electric Co., Ltd.)", "MB3579 (manufactured by Fujitsu Co., Ltd.)", "TL494 ( It is preferable to use dead circuit control in combination with a delay circuit such as an RC time constant circuit using an integrated circuit for switching regulators manufactured by Texas Instruments.

또한, 이와 같은 스타트 회로에는 시동시에서의 큰덴서(C2)의 충전에 수반하는 스위칭 소자(3)의 파손이나 출력전압 상승 때의 오버슈트를 방지하는 효과도 있다.This start circuit also has the effect of preventing damage to the switching element 3 accompanying overcharging of the large capacitor C2 at start-up and overshoot when the output voltage rises.

또한, 필라멘트나 평활수단으로서의 초기 돌입전류, 필라멘트 단선에 수반하아크 방전 전류, 또한 회로의 폭주에 수반하는 과전류에 의한 스위칭 소자(3)의 파손을 방지하기 위해, 스위칭소자(3)의 주전로를 포함하는 전로내에, 예컨대 저항 등에 의한 저류검지수단을 끼워 넣음과 동시에, 그 양끝에 전압에 기본하여 과전류의 발생을 검지하고 스위칭소자(3)를 도통 제어하는 공지의 과전류 보호회로를 시설하는 것도 자유롭다.Further, in order to prevent damage to the switching element 3 due to the initial inrush current as the filament or the smoothing means, the arc discharge current accompanying the disconnection of the filament, and the overcurrent accompanying the runaway of the circuit, the main circuit of the switching element 3 It is also possible to provide a known overcurrent protection circuit for inserting a storage detecting means by, for example, a resistor, in the converter including at the same time, detecting the occurrence of an overcurrent based on voltage at both ends thereof, and conducting and controlling the switching element 3 to conduct. free.

또한 일반적으로, 스위칭 전원회로에서는 과전압은 발생하기 어려우나, 예를들어, 상기 과전류 보호회로에 전압 검지회로를 병설하고, 전압이 발생하는 경우, 스위칭소자(3)에 공급하는 제어전압의 펄스폭을 좁힌다거나 입력측의 펄스를 오프하여 과전압을 제한하는 과전압 보호회로를 시설하는 것도 바람직하다. 이와 같이하여, 스위칭 전원회로에 의하여 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압, 바람직하기로는 정격의 약 105∼135%의 직류전압을 인가하여 점등하여 얻어지는 광은 통상적으로 색온도 약 2,900K 이상, 바람직하기로는 2,950∼3,100K로 불균형이 없고, 태양광, 특히 이른 아침의 태양광의 스펙트럼 분포에 가까운 자연적인 것으로 눈에 우아하고 일반 조명에 극히 유리하게 사용할 수가 있다.In general, in the switching power supply circuit, overvoltage is hardly generated. For example, a voltage detection circuit is provided in the overcurrent protection circuit, and when a voltage is generated, the pulse width of the control voltage supplied to the switching element 3 is adjusted. It is also desirable to provide an overvoltage protection circuit that narrows or limits the overvoltage by turning off the pulse on the input side. In this way, the light obtained by applying a direct current voltage exceeding its rating to the incandescent lamp by a switching power supply circuit, preferably a direct current voltage of about 105 to 135% of the rating, is usually a color temperature of about 2,900 K or more, preferably Below 2,950 to 3,100K, there is no imbalance, and it is natural close to the spectrum distribution of sunlight, especially early morning sunlight, which is elegant to the eyes and can be used very advantageously for general lighting.

이때의 백열전구의 수명은 인가 전압, 봉입 가스, 구조 형상등에도 달려 있지만, 통상적으로 약 100시간 이상과 일반 조명에 사용하여 그다지 지장은 없는 것이다.The life of the incandescent bulb at this time also depends on the applied voltage, the encapsulation gas, the structure shape, etc., but it is generally used for about 100 hours or more and does not interfere with general lighting.

백열전구에 인가하는 직류전압을 점증하는 소프트 스타트 회로를 채용하여 전원투입시의 돌입 전류를 제한할 때에는 약 150시간 이상, 바람직하기로는 200∼2,000시간 이상 장시간에 걸쳐 색온도 약 2,900K 이상, 바람직하기로는 약 2,950∼3,100K의 불균형이 없는 연색성에서 우수하고, 눈에 우아한 자연광을 안정하게 얻을 수 있다. 특히, 크립톤 전구 또는 크세논 전구에 그 정격의 약 105∼135%의 직류전압을 인가하여 점등될 때, 색온도 약 2,900K 이상, 바람직하기로는 약 2,950∼3,100K의 광을 통상적으로 약 400시간 이상, 바람직하기로는 약 500∼2,000시간이란 장시간에 걸쳐서 얻을 수 있다.When the inrush current at the time of power supply is limited by adopting a soft start circuit that increases the DC voltage applied to the incandescent lamp, the color temperature is about 2,900K or more for a long time, preferably 200 to 2,000 hours or more. It is excellent in color rendering properties without unbalance of about 2,950-3,100K, and it can acquire the natural light which is elegant to an eye stably. In particular, when a krypton bulb or a xenon bulb is turned on by applying a DC voltage of about 105 to 135% of its rating, a light having a color temperature of about 2,900K or more, preferably about 2,950 to 3,100K, is typically about 400 hours or more, Preferably, about 500 to 2,000 hours can be obtained over a long time.

또한, 본 발명에 의한 조명장치를 1대 사용하여 예컨대, 백열전구 2등을 점등하는 경우, 2등 다같이 점등하여도 한등만 점등하여도 백열전구에 공급되는 직류전압은 실질적으로 일정하게 할 수 있고 점등중의 2등중의 한등을 끄거나 소등중에 한등을 추가 점등하여도, 과전류가 발생하거나 회로가 불안정하게 되는 일은 없다. 이때에, 백열전구를 한 등만 점등하는 경우에도, 2등 이상 점등하는 경우에도 미리 복수의 백열전구를 준비하여 두고, 그들을 일정시간마다 걸러서 점등할 때에는 동일한 백열전구를 계속하여 점등하는 경우와 비교하여 수명을 더욱 연장할 수 있다.In addition, when one lighting device according to the present invention is used to light two incandescent lamps, for example, even when both lamps are lit together, even if only one lamp is lit, the DC voltage supplied to the incandescent lamp can be substantially constant. In addition, even if the lights in the two lights are turned off or the lights are turned on while the lights are off, no overcurrent occurs or the circuit becomes unstable. At this time, even if only one lamp is lit, even if it is lit more than two lamps, a plurality of incandescent lamps are prepared in advance, and when the filter is lit every predetermined time, the same incandescent lamp is continuously lit. Lifespan can be further extended.

더욱이, 스위칭 전원회로는 수백 와트정도의 비교적 대전력인 것일지라도, 소형, 경량화가 극히 용이할 뿐 아니라, 비교적 넓은 입력전압에 대응할 수 있으므로, 회로정수를 변경하는 일없이 전등선 전압의 상위하는 외국에서 사용할 수 있다.Furthermore, even though the switching power supply circuit has a relatively large power of about several hundred watts, it is extremely easy to compact and lightweight, and can cope with a relatively wide input voltage. Therefore, in a foreign country that differs from the light line voltage without changing the circuit constant, Can be used.

따라서, 본 발명의 조명장치는 예를 들어, 조정램프, 데스크램프, 허리케인램프, 테이블램프 및 미니램프등의 테이블 및 탁상조명구나, 예를 들어, 선반아래 붙임등, 천정등, 벽붙임등, 현수등, 샹들리에, 스왜그 램프 및 플로어 램프, 정원등 및 문전등 같은 실내외 조명기로서 개인주택, 맨션, 아파트, 단지 등의 주택에서의 서재, 어린이방, 침실, 거실, 주방, 식당, 트레이, 세면장, 욕실, 통로, 계단, 발코니, 현관등의 조명에, 혹은 도서관, 학교, 스튜디오, 미용원, 병원, 공장, 사무소, 여관, 일본식 호텔, 레스토랑, 연회장, 결혼식장, 회의장, 상점, 슈퍼마켓, 백화점, 미술관, 박물관, 연주회장, 홀, 항공기, 차량, 풀, 체육관, 경기장, 양계장, 양어장, 식물공장 등의 각종 시설에서의 열람실, 교실, 홀, 로비, 대합실, 치료실, 수술실, 제어실, 사무실, 제도실, 실험실, 라운지, 객실, 클럽실, 조리실, 운전실, 재배실 등의 조명에 극히 유리하게 사용할 수가 있다.Therefore, the lighting device of the present invention is, for example, table and table lamps, such as adjusting lamps, desk lamps, hurricane lamps, table lamps and mini lamps, for example, under the shelves, ceiling lights, wall lights, Indoor / outdoor lighting fixtures such as suspension lamps, chandeliers, swagger lamps and floor lamps, garden lamps and door lamps, such as study rooms in private houses, mansions, apartments, complexes, children's rooms, bedrooms, living rooms, kitchens, restaurants, trays, washrooms, In the lighting of bathroom, aisle, stairs, balcony, entrance hall or library, school, studio, beauty salon, hospital, factory, office, inn, Japanese-style hotel, restaurant, banquet hall, wedding ceremony hall, meeting room, shop, supermarket, department store, Art gallery, museum, concert hall, hall, aircraft, vehicle, pool, gymnasium, stadium, poultry farm, fish farm, reading room in various facilities such as plant factory, classroom, hall, lobby, waiting room, treatment room, operating room, control room, office, drawing room , It can be used very advantageously for lighting of laboratory, lounge, guest room, club room, cooking room, cab, planting room.

또한, 본 발명의 조명창치를 유닛화함과 동시에, 그 유닛의 복수를 사설 주택 혹은 시설의 적소에 배설하고, 그들 유닛을 예를 들어, 조광회로나 절환회로등을 시설한 조명제어 시스템에 의하여 개별 배선 방식, 전용선 다중방식, 전화회선이용방식, 전력선 방송방식 및 광파이버 방식등의 유선식 제어방식, 혹은, 전파식, 광선식, 초음파식 및 인공음향등의 무선식 제어방법의 1 또는 2 이상의 방식에 의하여 조명패턴 제어, 타임 스케줄 제어, 주광센서 연동 제어, 벽스위치제어, 집중제어 및/또는 조광제어할 수 있다. 특히, 주택에 있어서는 본 발명의 조명장치의 개이상을 홈버스 시스템에 조합함으로서 기타의 전기 기기와 함께 통합 제어할 수 있다.In addition, at the same time as the unit of the illumination window of the present invention, a plurality of units are disposed in a private house or a place of a facility, and these units are individually wired by an illumination control system equipped with, for example, a dimming circuit or a switching circuit. By one or two or more of the wired control method such as a method, a dedicated line multiplex method, a telephone line use method, a power line broadcasting method and an optical fiber method, or a wireless control method such as radio wave, light type, ultrasonic type and artificial sound. Lighting pattern control, time schedule control, daylight sensor interlocking control, wall switch control, centralized control and / or dimming control can be performed. In particular, in a house, it is possible to integrate and control together with other electric devices by combining more than one of the lighting devices of the present invention in a home bus system.

또한, 본 발명의 조명장치에 의한 광은 아침에 태양광에 근사한 자연광이므로, 예를 들어, 가시근성, 만성괴로, 우울증 등의 질병의 예방, 치료에 현저한 효력을 나타냄과 동시에 동식물의 생육이나 생산성의 향상에도 우수한 효과를 발휘하는 것이며, 일반 가정이나 병원, 진료소등의 치료시설에서의 물리요법 수단으로서, 또한 양계장, 양어장, 식물공장등의 재배장에서의 조명장치로서도 극히 유리하게 사용할 수 있다. 또한, 백열전구에 그 정격을 초과하는 전압을 인가하여 얻어지는 광은 적외선, 특히, 파장 25∼1,000 마이크론의 원적외선을 풍부하게 포함한다. 원적외선은 도움에 대하여는 발한, 산소섭취, 혈액의 순환을 촉진하여 신진대사, 혈압저하, 혈당저하, 체내 노폐물의 배출, 비만강량, 기능회복등을 촉진함과 동시에,각종 염증에 의한 동통이나 발작을 경감한다.In addition, since the light by the lighting apparatus of the present invention is natural light close to sunlight in the morning, for example, it exhibits a remarkable effect in the prevention and treatment of diseases such as visible muscle, chronic dystrophy and depression, and at the same time, the growth and productivity of animals and plants. It can be used as a physiotherapeutic means in treatment facilities such as homes, hospitals and clinics, and also as an illumination device in cultivation sites such as poultry farms, fish farms, and plant factories. In addition, the light obtained by applying a voltage exceeding the rating to the incandescent bulb contains abundant infrared rays, particularly far infrared rays having a wavelength of 25 to 1,000 microns. Far-infrared rays help promote sweating, oxygen intake, and circulation of blood, thereby promoting metabolism, lowering blood pressure, lowering blood sugar, releasing waste products, obesity, and restoring function. Alleviate

따라서, 예를 들어, 납성분을 적게 하거나 납성분을 배제하여 원적외선이 통과하기 쉽게 한 유리구에 봉입한 백열전구를 사용한 본 발명의 조명장치는, 어깨 결림, 근육통의 근육긴장의 완화, 외상, 화상, 류마치스, 관절염, 요통, 신경통, 외이도염, 중이도염, 부비강염, 판도선염, 인두염, 후두염, 목쉰소리, 내장질환에 수반하는 등부의 동통이나 발착의 경감, 또는 암, 간염, 간경변등의 성인병의 예방, 치료에 현저한 효력을 나타내고, 일반 가정이나 병원, 진료소 등의 치료시설에서의 물리요법 수단으로서 극히 유리하게 사용할 수 있다.Thus, for example, the lighting device of the present invention using the incandescent bulb encapsulated in glass spheres with less lead content or exclusion of lead components to allow far-infrared light to pass through, stiff shoulders, alleviation of muscle tension in muscle pain, trauma, Adult diseases such as burns, rheumatism, arthritis, back pain, neuralgia, otitis externa, otitis media, sinusitis, pancreatitis, pharyngitis, laryngitis, hoarseness, back pain associated with visceral disease, or cancer, hepatitis, cirrhosis It has a remarkable effect on the prevention and treatment of pneumonia, and can be extremely advantageously used as a physiotherapeutic means in treatment facilities such as general homes, hospitals and clinics.

또한, 원적외선을 풍부하게 포함하는 광은 식물의 생육을 촉진하는 한편, 미생물에 대하여 현저한 살균작용을 보여주기 때문에, 식물공장등의 재배장에서의 조명등 이외에 살균등으로서 유리하게 사용할 수 있다.In addition, light containing abundant far-infrared light promotes the growth of plants and exhibits a significant sterilization effect against microorganisms, and thus can be advantageously used as sterilization lamps in addition to lighting lamps in plantations such as plant factories.

여러 방식의 스위칭 전원회로는 종전에 몇 종류가 공지되어 있지만, 예를 들어, 전등선과 같이 비교적 고전압의 교류전으로부터 그 실효 전압을 초과하는 직류 전압을 집어내고, 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압으로 안정화하여 인가하고, 점등하는 조명장치에 사용된 예는 없다.Several types of switching power supply circuits have been known in the past, but, for example, DC voltages exceeding their effective voltages are picked up from relatively high voltage AC currents such as light wires, and DC voltages exceeding their ratings are applied to incandescent lamps. There is no example used for the lighting device to be stabilized, applied and lit.

이하, 쵸퍼방식 스위칭 전원회로를 사용하는 예시된 실시예에 기본하여 설명하겠는데, 본 발명이 그것만에 한정되지 않는다.The following description will be made based on the illustrated embodiment using the chopper type switching power supply circuit, but the present invention is not limited thereto.

도2는 전압 쵸퍼방식 스위칭 전원을 사용하는 본 발명의 실시예의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention using a voltage chopper switching power supply.

도면중에, AC는 교류전원으로서의 전등선이고, 입력단자(X1, X2), 전원스위치(SW) 및 인덕터(L1)를 개재하여 브리지 다이오드(D7)의 입력단자에 접속되어 있다. 인덕터(L1)의 양 단자는 콘덴서(C3, C4, C5)가 접속되어 있는데, 이 콘덴서는 인덕터(L1)와 함께 라인필터를 구성하고 있다.In the figure, AC is a light wire as an AC power source and is connected to the input terminal of the bridge diode D7 via the input terminals X1 and X2, the power switch SW and the inductor L1. Capacitors C3, C4, and C5 are connected to both terminals of the inductor L1, which together with the inductor L1 form a line filter.

콘덴서(C4, C5)는 접지단자(X5)를 개재하여 접지되어 있다.The capacitors C4 and C5 are grounded through the ground terminal X5.

브리지 다이오드(D7)의 출력단자에는 돌입전류 제한 저항(R3)을 개재하여 평활콘덴서(C6)가 접속되고 그 돌입전류 제한 저항(R3)에는 사이리스터(Th)의 주전로가 병렬 접속되어 있다.The smoothing capacitor C6 is connected to the output terminal of the bridge diode D7 via the inrush current limiting resistor R3, and the main circuit of the thyristor Th is connected in parallel to the inrush current limiting resistor R3.

평활콘덴서(C6)에는 스위칭 소자로서의 파워 MOS전계 효과 트랜지스터(FET)의 소오스가 접속되고, 그 드레인에는 프라이 횔 다이오드(D8), 고주파 인덕터(L2)및 콘덴서(C7)로 된 평활회로가 접속되어 있다.A source of a power MOS field effect transistor (FET) as a switching element is connected to the smoothing capacitor C6, and a smoothing circuit composed of a priming diode D8, a high frequency inductor L2, and a capacitor C7 is connected to the drain thereof. have.

평활회로의 출력단자에는 트랜지스터(Tr1, Tr2), 저항(R4, R5)으로 된 정류회로가 시설되고, 트랜지스터(Tr2)의 컬렉터에는 정전압 다이오드(D9) 및 콘덴서(C8)가 전압 안정화를 위하여 접속되어 있다. 정전압 다이오드(D9) 및 콘덴서(C8)양끝의 전압은 저항(R6) 및 포토 커플러의 발광부(PC1-1)를 개재하여 집적회로(IC1)의 케소우드에 공급된다. 집적회로(IC1)는 션트 레귤레이터용 집적회로이고, 예를 들어, "μPC1093(일본 전기주식회사 제조)", "TL431(텍사스 인스트루먼트사제조)"등으로부터 선택된다. 스위칭 전원회로의 출력단자(X4, X5)에는 백열전구(Z1, Z2)와 함께, 가변저항(Vr)과 저항(R7)으로 된 출력전압 검출회로가 접속되어 있고, 저항(R7)은 션트 레귤레이터(IC1)의 래퍼런스 단자("r")와 에노드단자(A)에 접속되어 있다. 이들 션트 레귤례이터용 집적회로(IC1) 및 출력전압 검출회로는 전압 비교회로를 구성하고, 스위칭 전원회로의 출력전압과 기준전압을 비교하고, 출력전압이 기준전압보다 높으면, 포토 커플러의 발광부(PC1-1)에 전류가 흘러서 발광하고, 집적회로(IC2)에 오차신호가 공급되도록 되어 있다.The output terminal of the smoothing circuit is equipped with a rectifier circuit consisting of transistors Tr1 and Tr2 and resistors R4 and R5. A constant voltage diode D9 and a capacitor C8 are connected to the collector of transistor Tr2 for voltage stabilization. It is. Voltages at both ends of the constant voltage diode D9 and the capacitor C8 are supplied to the cathode of the integrated circuit IC1 via the resistor R6 and the light emitting part PC1-1 of the photo coupler. The integrated circuit IC1 is an integrated circuit for the shunt regulator, and is selected from, for example, "μPC1093 (manufactured by Nippon Electric Co., Ltd.)," TL431 (manufactured by Texas Instruments) ", and the like. The output terminals X4 and X5 of the switching power supply circuit are connected with an incandescent lamp Z1 and Z2 together with an output voltage detection circuit comprising a variable resistor Vr and a resistor R7, and the resistor R7 is a shunt regulator. It is connected to the reference terminal "r" and the anode terminal A of (IC1). These shunt regulator integrated circuits (IC1) and output voltage detection circuits constitute a voltage comparison circuit, compare the output voltage and the reference voltage of the switching power supply circuit, and if the output voltage is higher than the reference voltage, the light emitting portion of the photocoupler. A current flows through PC1-1 to emit light, and an error signal is supplied to the integrated circuit IC2.

집적회로(IC2)는 그 오차신호에 기본하여 전계효과 트랜지스터(FET)를 온,오프 제어하는 예를 들어, "μPC1094C(일본전기 주식회사)", "μPC1094G(일본 전기주식회사)", "μPC494(일본전기 주식회사)", "TL494(텍사스 인스투루먼트사 제조)"및 "MB3597"(후지쯔 주식회사 제조)"등의 스위칭 레귤레이터용 집적회로로서 통상적 발진회로(OSC), 기준 전압 발생회로(REF), 펄스폭변조회로(PWM), 출력회로를 수용한다.The integrated circuit IC2 controls the field effect transistor FET on and off based on the error signal. For example, "μPC1094C (Japan Electric Co., Ltd.)", "μPC1094G (Japan Electric Corporation)", "μPC494 (Japan) Electric Co., Ltd. "," TL494 (manufactured by Texas Instruments) "and" MB3597 "(manufactured by Fujitsu Co., Ltd.), etc., as an integrated circuit for a switching regulator, an oscillator (OSC), a reference voltage generator (REF), and a pulse. It accommodates a width modulation circuit (PWM) and an output circuit.

이 경우에, 스위칭 전원에 포함된 제어회로 중에서, 예를 들어, 스위칭 소자, 사이리스터, 투입 전류제한 저항 및 출력 전압 감지회로를 배제한 주 제어회로는 집적회로 또는 하이브리드 집적회로에 마련되어 있다. 이는 스위칭 전원의 사이즈와 코스트 다운면에서 매우 바람직하다. 예를 들어, 션트 레귤레이터 집적회로(IC1), 포토커플러의 발광 및 수광부(PC1-1) 및 (PC1-2), 스위칭 레귤레이터 집적회로(IC2) 및 필요하다면, 작은 열을 이용하여 발생되어야 하고 가능한 짧은 배선으로 집적회로와 적은 열을 이용하여 발생하고 집적회로에 접속된 관련 회로 소자와 가능한 짧은 배선을 지닌 포토 커플러가 하이브리드 집적회로에 마련될때, 하나가 저 코스트로 고성능과 품질을 일정하게 가진 스위칭 전원을 마련할 수 있다.In this case, among the control circuits included in the switching power supply, for example, the main control circuit excluding the switching element, the thyristor, the input current limiting resistor and the output voltage sensing circuit is provided in the integrated circuit or the hybrid integrated circuit. This is very desirable in terms of size and cost down of the switching power supply. For example, the shunt regulator integrated circuit IC1, the photocoupler's light emitting and receiving sections PC1-1 and PC1-2, the switching regulator integrated circuit IC2 and, if necessary, should be generated using small heat and possibly When a hybrid integrated circuit has a photocoupler with associated circuit elements connected to the integrated circuit and the shortest possible wiring, which is generated using integrated circuits and less heat with shorter wiring, one of the switches has a consistently high performance and quality at low cost. Power supply can be provided.

이러한 하이브리드 집적회로는 종래의 션트 레귤레이터 IC팁, 포토 커플러, 스위칭 레귤레이터 IC팁 및 필요하다면 이 등의 관련된 소자를 적절한 재료, 형상 및 사이즈의 기초판과 전체적으로 패키징한 이들 소자 및 기초한에 배열하여 접속하므로써 형성될 수 있다.Such hybrid integrated circuits are formed by connecting conventional shunt regulator IC tips, photocouplers, switching regulator IC tips and, if necessary, related elements to these devices and foundations, which are packaged entirely with a base plate of appropriate material, shape and size. Can be formed.

이하, "μPC1094C"를 예를 들면서 설명하면, 전원단자(Vcc)는 저항(R8)을 개재하여 평활 콘덴서(C6)의 양(+)극에 접속되고, 평활콘덴서(C6) 양끝의 전압은 이러한 저항(R8)에 의하여 강압되고, 계속하여 정전압 다이오드(D10)와 콘덴서(C9)에 의하여 안정화된 후, 스위칭 레귤레이터용 집적회로(IC2)에 공급된다. 따라서, 전원투입후, 평활 콘덴서(C9) 양끝의 전압, 즉 전원단자(Vcc)의 전압도 점증하기 때문에, 스위칭 레귤레이터용 집적회로(IC2)는 전원전압이 소정의 일정값, 예를 들어 "μPC1094"의 경우, 10볼트 이상이 되면 가동하고, 그 이하의 전압에서는 스탠 바이 상태에서 정지하도록 구성되어 있다.Hereinafter, referring to "μPC1094C" as an example, the power supply terminal Vcc is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C6 via the resistor R8, and the voltage at both ends of the smoothing capacitor C6 is equal to this. It is stepped down by the resistor R8 and subsequently stabilized by the constant voltage diode D10 and the capacitor C9, and then supplied to the integrated circuit IC2 for the switching regulator. Therefore, since the voltage at both ends of the smoothing capacitor C9, that is, the voltage at the power supply terminal Vcc, also increases after the power is turned on, the switching regulator integrated circuit IC2 has a predetermined power supply voltage of a predetermined constant value, for example, "μPC1094." In the case of ", it operates when it becomes 10 volts or more, and stops in a standby state at the voltage below it.

발진회로(0SC)는 톱니파를 발생하고 이의 발진 주파수는 핀(CD과 접지핀(GND) 사이에 접속된 외부 콘덴서(C10)와 핀(m)과 집지핀(GND) 사이에 접속된 외부저항(R9)에 의해 결정된다. 핀(CT)은 발생된 톱니파가 펄스폭 변조회로(PWM)에 공급되도록 집적회로(IC2)내의 펄스폭 변조회로(PWM)에 접속되어 있다.The oscillation circuit (0SC) generates a sawtooth wave and its oscillation frequency is the external capacitor (C10) connected between the pin (CD and the ground pin (GND)) and the external resistance (connected between the pin (m) and the collecting pin (GND). The pin CT is connected to the pulse width modulation circuit PWM in the integrated circuit IC2 so that the generated sawtooth wave is supplied to the pulse width modulation circuit PWM.

기준전압 발생회로(REF)는 전원투입후 전원전압이 상기 소정의 일정값 이상이 되면, 가동하여 기준전압을 발생하고, 그 출력은 기준 전압 단자(VREF)에 공급된다. 발생한 기준 전압은 저항(R10)과 대전력 트랜지스터(Th3)의 주전로를 개재하여 사이리스터(Th)의 게이트에 인가되고 사이리스터(Th)를 도통하여 돌입전류 제한 저항(R3)기준 전압 발생회로(REF)는 전원공급이 소정의 크기에 도달하거나 초과한 후, 즉시 기준전압을 발생하도록 가동하고 이 출력이 기준 전압핀(VREF)에 공급된다. 발생한 기준전압은 사이리스터(Th)와 투입 전류 제한 저항(R3)을 트리거 하기 위해 저항(R10)과 고전압 트랜지스터(Tr3)의 주전류 통로를 통하여 사이리스터(Th)의 게이트에 인가된다.The reference voltage generating circuit REF is activated when the power supply voltage reaches a predetermined value or more after the power supply, and generates a reference voltage, and its output is supplied to the reference voltage terminal VREF. The generated reference voltage is applied to the gate of the thyristor Th through the main path of the resistor R10 and the high power transistor Th3 and conducts through the thyristor Th so that the inrush current limiting resistor R3 reference voltage generator circuit REF ) Operates to generate a reference voltage immediately after the power supply reaches or exceeds a predetermined magnitude, and this output is supplied to the reference voltage pin VREF. The generated reference voltage is applied to the gate of the thyristor Th through the main current path of the resistor R10 and the high voltage transistor Tr3 to trigger the thyristor Th and the input current limiting resistor R3.

펄스폭 변조회로(PWM)는 션트 레귤레이터용 집적회로(IC1)로부터의 오차신호를 기본으로 하여 전계효과 트랜지스터(FET)를 온, 오프 제어하기 위한 것으로 귀환제어단자(FB), 에미터 타임 제어단자(DCT), 과전류검지 단자(OCS)등의 단자가 시설되어 있다. 이중에서, 귀환제어단자(FB)에는 포토 커플러의 수광부(PC1-2)가 접속되어 있고 상기 오차신호가 절연적으로 인가하도록 되어 있다. 데드 타임 제어단자(DCT)와 기준전압단자(M∼EF) 사이에는 저항(R11, R12) 및 콘덴서(C11)로 된 적분회로가 접속되어 있고, 기준전압 발생회로(REF)가 가동하면 데트타임 제어단자(DCT)에는 이러한 적분회로에 의하여 점감하는 전압이 인가되는 것이 된다. 펄스폭변조회로(PWM)는 데트타임 제어단자(DCT)의 전압이 높으면 펄스폭이 좁게 되도록 구성되어 있으므로 상기 적분회로에 의하여 전압이 점감함에 따라 펄스폭은 서서히 넓게 되고, 스위칭 전원회로의 출력전압은 서서히 증가하게 된다.The pulse width modulation circuit PWM is used to control the field effect transistor FET on and off based on an error signal from the shunt regulator integrated circuit IC1. The feedback control terminal FB and the emitter time control terminal (DCT) and overcurrent detection terminals (OCS) are provided. Among them, the light receiving portion PC1-2 of the photocoupler is connected to the feedback control terminal FB, and the error signal is insulated. An integrated circuit consisting of resistors R11 and R12 and a capacitor C11 is connected between the dead time control terminal DCT and the reference voltage terminals M to EF. When the reference voltage generation circuit REF operates, the dead time The control terminal DCT is applied with a decreasing voltage by this integrating circuit. Since the pulse width modulation circuit PWM is configured such that the pulse width is narrow when the voltage of the time control terminal DC is high, the pulse width gradually increases as the voltage decreases by the integrating circuit, and the output voltage of the switching power supply circuit is reduced. Gradually increases.

과전류 검지 단자(OCS)는 다이 오드(D11)를 개재하여 전계효과 트랜지스터(FET)에 끼워 넣어진 전류검지수단으로서의 저항(R13)에 접속되어 있고 이러한 저항(R13) 양끝에 발생하는 전압은 다이오드(D11), 저항(R14), 콘덴서(C12)에 의하여 정류, 평활된 후, 과전류 검지단자(OCS)에 공급된다. 펄스폭 변조회로(PWM)는 저항(R13)양끝의 전압이 소정의 값을 초과하면 전계효과 트랜지스터(FET)에 공급하는 제어신호의 펄스폭을 좁게 한다. 즉, 펄스폭 변조회로(PWM)는 인가하는 톱니파와 귀환 제어단자(FB), 과전류 검지 단자(OCS) 및 데드타임 제어단자(DCT)에서의 전압을 비교하고 OR 논리 게이트에 의하여 가장 높은 전압에 기본하여 펄스폭 제어하도록 구성되어 있다. 따라서, 우선 출력전압을 소프트 스타트로 출력전압을 일어서게 하여 놓고 출력전류에 이상이 없으며, 출력전압을 소정의 일정값에 안정화하는 것이다.The overcurrent detecting terminal OCS is connected to a resistor R13 as a current detecting means inserted into the field effect transistor FET via the diode D11, and the voltage generated at both ends of the resistor R13 is a diode ( D11), rectified and smoothed by the resistor R14 and the capacitor C12, and then supplied to the overcurrent detecting terminal OCS. The pulse width modulation circuit PWM narrows the pulse width of the control signal supplied to the field effect transistor FET when the voltage across the resistor R13 exceeds a predetermined value. That is, the pulse width modulation circuit PWM compares the voltages applied from the sawtooth wave and the feedback control terminal FB, the overcurrent detection terminal OCS and the dead time control terminal DCT to the highest voltage by the OR logic gate. Basically, it is configured to control the pulse width. Therefore, first, the output voltage is raised by soft start, and there is no abnormality in the output current, and the output voltage is stabilized at a predetermined constant value.

출력회로의 컬렉터 단자(COLLECTOR) 및 에미터 단자(EMITTER)는 전원단자(Vcc) 및 겁속단자(GND)에 각각 접속되고, 펄스폭 변조회로(PMM)의 제어신호는 이러한 출력회로에 의하여 증폭된 후, 출력단자(OUT) 및 저항(R15)을 개재하여 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트에 공급된다.The collector terminal COLLECTOR and the emitter terminal EMITTER of the output circuit are respectively connected to the power supply terminal Vcc and the coarse terminal GND, and the control signal of the pulse width modulation circuit PMM is amplified by the output circuit. The gate is then supplied to the gate of the field effect transistor FET via the output terminal OUT and the resistor R15.

본 실시예의 작동을 설명하면, 스위치 온후 즉시, 브리지 다이오드(D7)의 입력단자는 전원(AC)으로부터 브리지 다이오드(D7)의 입력단자는 교류전원(AC)에 의해 교류전압이 인가된다. 이 때에 사이리스터(Th)가 도통되지 않고, 브리지 다이오드(D7)의 정류된 출력이 평활콘덴서(C6)를 충전하기 때문에, 평활콘덴서(C6)에 비교적 대용량의 것을 사용하여도 전원투입시에 돌입전류가 발생하는 일이 없다.Referring to the operation of this embodiment, immediately after switching on, an AC voltage is applied to the input terminal of the bridge diode D7 from the power source AC to the input terminal of the bridge diode D7 by the AC power source AC. At this time, since the thyristor Th is not conducting and the rectified output of the bridge diode D7 charges the smoothing capacitor C6, even when a relatively large capacity is used for the smoothing capacitor C6, the inrush current is turned on. Does not happen.

평활콘덴서가 충전됨에 따라서, 콘덴서(C9) 양끝의 전압도 서서히 상승하게된다. 전압이 소정의 값에 도달하면, 기준 전압 발생회로(REF)가 시동하고 사이리스터(Th)의 게이트 저항(R10) 및 트랜지스터(Tr3)를 개재하여 트리거 전압에 인가되고 사이리스터(Th)는 도통하여 돌입전류 제한용 저항(R3)을 단락한다. 이러한 시점에서 평활콘덴서(C6)는 사전에 충전을 거의 완료하고 있고, 평활콘덴서(C6)에 브리지 다이오드(D7)의 정류된 출력이 인가되어도 충전에 따른 돌입전류의 흐르는 일이 없다.As the smoothing capacitor is charged, the voltage at both ends of the capacitor C9 also gradually increases. When the voltage reaches a predetermined value, the reference voltage generating circuit REF starts up and is applied to the trigger voltage via the gate resistor R10 and the transistor Tr3 of the thyristor Th and the thyristor Th conducts and inrushes. Short the current limiting resistor (R3). At this point, the smoothing capacitor C6 is almost completely charged in advance, and even if the rectified output of the bridge diode D7 is applied to the smoothing capacitor C6, no inrush current flows due to the charging.

기준전압 발생회로(REF)가 시동하면, 펄스폭 변조회로(PWM)의 데드타임 제어단자(DCT)에는 경시적으로 점증하는 전압이 인가됨으로써 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트에 공급되는 제어전압의 펄스폭은 시간과 함께 넓어지는 것이 되어 백열전구(Z1, Z2)에 공급되는 전압도 경시적으로 상승한다.When the reference voltage generation circuit REF starts, a voltage gradually increasing is applied to the dead time control terminal DCT of the pulse width modulation circuit PWM so that the control voltage supplied to the gate of the field effect transistor FET is reduced. The pulse width becomes wider with time, and the voltage supplied to the incandescent lamps Z1 and Z2 also rises with time.

따라서, 저항(R11, R12), 콘덴서(C11)로 된 적분회로의 시정수를 백열전구(Z1, Z2)의 필라멘트를 예열하는데 충분한 길이를 설정하는 것에 의하여 돌입전류에 기본한 백열전구(Z1, Z2)의 수명단축을 효과적으로 방지할 수 있는 것이 된다.Therefore, the time constant of the integrating circuit composed of the resistors R11 and R12 and the condenser C11 is set to a length sufficient to preheat the filaments of the incandescent lamps Z1 and Z2. It is possible to effectively prevent shortening the life of Z2).

전계효과 트랜지스터(FET)가 온하면 백열전구(Z1, Z2) 및 고주파 인덕터(L2)에 적분전류가 흘러 콘덴서(C7)를 충전한다. 다음에, 전계효과 트랜지스터(FET)가 오프하면, 고주파 인덕터(L2)에 축적된 전류는 플라이휠 다이오드(D8)를 통하여 방출된다. 이와 같이, 온, 오프의 반복에 의하여 고주파 인덕터(L2), 플라이휠 다이오드(D8), 콘덴서(C7)로 된 평활회로의 출력측에 전압이 발생하면 트랜지스터(Tr1, Tr2), 저항(R4, R5)으로 된 정전류 회로가 세력 붙임되어 션트 레귤레이터(IC1)는동작상태에 들어간다.When the field effect transistor FET is turned on, an integrated current flows through the incandescent lamps Z1 and Z2 and the high frequency inductor L2 to charge the capacitor C7. Next, when the field effect transistor FET is turned off, the current accumulated in the high frequency inductor L2 is discharged through the flywheel diode D8. As described above, when voltage is generated on the output side of the smoothing circuit including the high frequency inductor L2, the flywheel diode D8, and the capacitor C7 by the on / off repetition, the transistors Tr1, Tr2, and the resistors R4, R5. The constant current circuit is energized and the shunt regulator IC1 enters the operating state.

그리하여, 가변저항(Vr)과 저항(R7)에 의하여 분압한 전압과 기준전압을 비교하여 출력전압이 기준전압보다 높은 때에는 전계효과 트랜지스터(FET)에 공급하는 제어전압의 펄스폭을 좁게 하고, 또한 반대로 기준전압보다 낮을 때에는 펄스폭을 좁게 넓게 함으로서 출력끝에 인가되는 직류 전압을 소정의 일정값으로 안정화할 수가 있다.Thus, the voltage divided by the variable resistor Vr and the resistor R7 is compared with the reference voltage. When the output voltage is higher than the reference voltage, the pulse width of the control voltage supplied to the field effect transistor FET is narrowed. On the contrary, when it is lower than the reference voltage, by narrowing the pulse width, the DC voltage applied to the output end can be stabilized to a predetermined constant value.

사용중 무엇인가의 원인으로 백열전구(Z1, Z2)를 포함하는 저로에 과전류가 발생하면, 전류 검지용 저항(R3) 양끝에 이상 전압이 감지되고, 스위칭 레귤레이터용 집적회로(IC2)는 검지한 이상전압에 기본하여 전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트에 공급하는 제어전압의 펄스폭을 조절하여 과전류를 제한한다.If overcurrent occurs in the furnace including the incandescent lamps Z1 and Z2 due to something during use, an abnormal voltage is sensed at both ends of the current detecting resistor R3, and the integrated circuit IC2 for the switching regulator is detected. The overcurrent is limited by adjusting the pulse width of the control voltage supplied to the gate of the field effect transistor (FET) based on the voltage.

본 실시예에서 전계효과 트랜지스터(FET)의 입력전압 및 백열전구(Z)에 공급해야 할 직류전압을 각각 Ei, Eos로 하고, Ei는 평균값을 Ebav라 하면, 본 실시예의 스위칭 전원은 Ei<Eos일 때는 스위칭 동작이 정지하여 아날로그 동작이 되고, Eiav>Eos인 때에는 스위칭 동작으로 이행하자.In this embodiment, if the input voltage of the field effect transistor (FET) and the DC voltage to be supplied to the incandescent lamp (Z) are Ei and Eos, respectively, and Ei is an average value of Ebav, the switching power supply of this embodiment is Ei <Eos. If the switch operation is stopped, the analog operation is stopped. If Eiav> Eos, the switch operation is switched.

중간의 Eiav와 Bos가 거의 동등한 때에는 간결적인 스위칭 동작이 된다.When the middle Eiav and Bos are nearly equal, there is a concise switching operation.

예를 들어, Bos를 약 115 볼트에 설정하면, 100 볼트, 졍격전력 60와트의 백열전구를 한등 점등하여도 오점등 하여도 스위칭 전원의 전력효율은 약 94%로 극히 고효율 그리고 거의 일정하게 된다.For example, if Bos is set at about 115 volts, the power efficiency of the switching power source is about 94%, extremely high efficiency and almost constant, even if the 100 volts, 60 watts of incandescent lamps with a rated power of 60 watts are turned on or off.

도1에 나타난 바와 같이, 포워드 컨버터 방식 스위칭 전원과는 달리, 인버터 트랜스 포머를 필요하지 않음으로서 인버터 트랜스포머에 의하여 전력 효율이 저하하거나 특별한 수용 스페이스를 필요로 하지 않고 스위칭 전원회로를 소형 경량화하는 것이 보다 용이하게 된다.As shown in Fig. 1, unlike the forward converter type switching power supply, since the inverter transformer is not required, it is more compact to reduce the power efficiency of the inverter transformer or to reduce the size of the switching power supply circuit without requiring a special accommodating space. It becomes easy.

또한, 본 실시예에서는 평활회로의 출력측에 트랜지스터(Tr1, Tr2)로 된 정전회로를 시설하고, 전원투입에는 스위칭 전원회로가 정상상태가 되기까지 션트 레귤레이터용 집적회로(IC1)에 항상 일정 바이어스 전압이 공급되도록 구성되어 있으므로써, 가변저항(Vr)을 조작하는 것만으로 Bos를 약 10∼116 볼트라는 넓은 범위에 거쳐, 바꾸어 말하자면, 최대 출력전압의 약 9∼100%의 범위를 연속적이며, 또한 극히 원활하게 변화시켜 조광할 수가 있다.In this embodiment, an electrostatic circuit comprising transistors Tr1 and Tr2 is provided on the output side of the smoothing circuit, and a constant bias voltage is always applied to the shunt regulator integrated circuit IC1 until the switching power supply circuit is in a steady state during power supply. This configuration is provided so that the Bos can be continuously controlled in the range of about 9 to 100% of the maximum output voltage through a wide range of about 10 to 116 volts simply by operating the variable resistor Vr. It can change light extremely smoothly.

또한, 본 실시예를 들어 유닛화하고 그 유닛내에 가변저항(Vr)을 반고정하여 수용하고 백열전구(Z1, Z2)에 공급하는 직류전압을 연속적으로 변할 수 있게 하거나 또는 유닛내외에 각각 가변저항을 사설함과 동시에, 절환수단등에 의하여 그들 가변 저항을 수시로 절환하도록 하여도 좋다.In addition, in the present embodiment, the unitized and semi-fixed variable resistors (Vr) are accommodated in the unit, and the direct current voltages supplied to the incandescent lamps Z1 and Z2 can be continuously changed, or the variable resistors can be set inside or outside the unit, respectively. At the same time, the variable resistors may be switched from time to time by a switching means or the like.

예를 들어, 다음 장치를 이용함으로써, 외측에 외부 가변 저항(Vr2)을 제공하고 백열전구(Z1, Z2, Z3)에 공급될 직류전압을 변경하기 위해 가변저항(Vr2)을 동작함으로서만 램프조광을 성취할 수 있다.For example, by using the following device, the lamp dimming is provided only by operating the variable resistor Vr2 to provide the external variable resistor Vr2 to the outside and to change the DC voltage to be supplied to the incandescent lamps Z1, Z2, Z3. Can achieve.

도3에 나타난 바와 같이, 저항(R16)과 가변저항(Vr1)을 구성하는 션트 래귤레이터 집적회로(IC1)와 출력전압 감지 회로를 구성하는 제1회로와, 가변저항(Vr2)과 저항(R17)을 구성한다. 또 다른 션트 래귤레이터 집적회로(IC3)와 또 다른 출력 전압 감지회로를 구성하는 제2회로가 스위칭 전원회로 유닛의 출력단자(X3, X4)에 서로 병렬로 접속되어 있다. 후자의 출력 전압 감지 회로의 가변저항(Vr2)과 양 출력 전압 감지 회로에서의 회로상태가 가변저항(Vr2)과 접속상태에 있을 때 션트 레귤레이터 집적회로(IC3)가 온되는 반면, 가변저항(Vr2)이 제거될 때, 션트 레귤레이터 집적회로(IC1)로 온되도록 설정되어 있다.As shown in FIG. 3, a shunt regulator integrated circuit IC1 constituting the resistor R16 and the variable resistor Vr1 and a first circuit constituting the output voltage sensing circuit, the variable resistor Vr2 and the resistor R17 ). The second shunt regulator integrated circuit IC3 and the second circuit constituting another output voltage sensing circuit are connected in parallel to the output terminals X3 and X4 of the switching power supply circuit unit. The shunt regulator integrated circuit IC3 is turned on when the variable resistor Vr2 of the latter output voltage sensing circuit and the circuit state of both output voltage sensing circuits are connected to the variable resistor Vr2, while the variable resistor Vr2 is turned on. Is set to be turned on when the shunt regulator integrated circuit IC1 is removed.

이에 의해, 다수의 백열전등, 통상적으로 다수의 백열전구가 도1 및 도2에 나타난 바와 같이 스위칭 전원과 작동하기 때문에, 브리지 다이오드에 의한 열발생이 현저하게 크게 되어 불필요하게 큰 사이즈나 기억용량을 지닌 히트 싱크 및 브리지 다이오드를 사용하기 마련이다. 이와 동시에 이러한 장치를 사용함으로써, 브리지 다이오드를 통한 전압강화와 사이리스터(Th)의 주전류통로를 따른 전압강하고 직렬방식으로 더해져서 스위칭 전원으로부터 증가한 최대 출력전압을 얻는 것을 방지한다.As a result, a large number of incandescent lamps, typically a large number of incandescent lamps, operate with the switching power supply as shown in Figs. 1 and 2, so that heat generation by the bridge diode is significantly increased, thereby unnecessarily increasing the size and storage capacity. With heat sinks and bridge diodes. At the same time, by using such a device, the voltage increase through the bridge diode and the voltage drop along the main current path of the thyristor (Th) are added in series to prevent the increase of the maximum output voltage from the switching power supply.

도4는 이러한 문제를 거의 야기하지 않는 스위칭 전원용 정류회로의 예를 도시한다.4 shows an example of a rectifying circuit for a switching power supply which rarely causes such a problem.

본 실시예에서, 투입 전류 제한 저항(R3)을 단락하기 위해, 한쌍의 사이리스터(Th1, Th2)가 이용된다, 이들의 주전류 통로는 투입 전류 제한 저항(R3)의 양단자("1", "m")에 병렬로 접속된 것이 아니라 투입 전류 제한 저항(R3)단말("1")과 브리지 다이오드(D7)의 교류측에서의 단자("n1", "n2")사이에 병렬로 접속되어 있다.In this embodiment, in order to short the input current limiting resistor R3, a pair of thyristors Th1 and Th2 are used, and their main current paths are connected to both terminals ("1", ") of the input current limiting resistor R3. It is not connected in parallel to "m", but is connected in parallel between the input current limiting resistor R3 terminal "1" and the terminals "n1" and "n2" on the AC side of the bridge diode D7. .

이러한 구성 때문에, 한쌍의 사이리스터(Th1, Th2)가 전도된 직후에, 이들의 주전류통로가 허여되어 브리지 다이오드(D7)의 귀환 회로에 투입 전류 제한 저항(R3)과 다이오드 소자를 바이패스하도록 한다. 따라서, 브리지 다이오드(D7)를 통해 고유적으로 흐르는 전류의 부분이 사이리스터(Th1, Th2)의 주전류통로에 바이 패스되고 이는 브리지 다이오드(D7)에 의해 열발생을 감소시키고 브리지 다이오드(D7)에 대한 불필요한 대기억용량을 지닌 브리지 다이오드는 물론 불필요한 대량 사이즈를 지닌 히트 싱크의 필요성을 제거한다.Due to this configuration, immediately after the pair of thyristors Th1 and Th2 are conducted, their main current path is allowed to bypass the input current limiting resistor R3 and the diode element to the feedback circuit of the bridge diode D7. . Thus, a portion of the current inherently flowing through the bridge diode D7 is bypassed to the main current path of the thyristors Th1 and Th2, which reduces heat generation by the bridge diode D7 and causes the bridge diode D7 to pass through. This eliminates the need for an unnecessarily bulky bridge diode as well as an unnecessary bulk heat sink.

이 경우에, 시리이스터(TH1, Th2)의 주전류 통로가 브리지 다이오드(D7)의 귀한 회로의 다이오드 소자와 병렬로 접속되어 있기 때문에, 브리지 다이오드(D7)의 전압강화와 사이리스터(Th1, Th2)를 따른 전압강화가 병렬방식으로 부분적으로 상승하지만 도1 및 도1에서 정류 및 평활회로의 경우에서처럼 직렬로 상승하지 않는다.In this case, since the main current paths of the thyristors TH1 and Th2 are connected in parallel with the diode elements of the precious circuit of the bridge diode D7, the voltage increase and the thyristors Th1 and Th2 of the bridge diode D7 are performed. The voltage ramping along with increases partially in parallel but does not rise in series as in the case of rectification and smoothing circuits in FIGS.

본 실시예의 광은 통상적으로 색온도가 2,900K 이상이고 바람직하기로는 약 2,950∼3,100K로 불균형없이 연색성에서 우수하고 눈에 우아한 자연적인 것이며, 백열전구를 한등 혹은 2등 이상 사용하는 각종 조명장치에 바람직하다.The light of this embodiment has a color temperature of 2,900K or more, preferably about 2,950 to 3,100K, which is excellent in color rendering, unbalanced, and elegant to the eyes, and is suitable for various lighting devices that use incandescent lamps more than one or more. Do.

또한, 본 실시예에서 사용하는 스위칭 전원회로는 조명장치 이외에 안정화된 비교적 높은 직류전압을 필요로 하는 실험기기나 예를 들어, 조제기, 환기팬, 에어컨, 선풍기 등을 위한 전동기의 전력 공급수단으로서 유리하게 사용할 수 있다.In addition, the switching power supply circuit used in the present embodiment is an electric power supply means of an experimental device that requires a relatively high DC voltage stabilized in addition to the lighting device, or an electric motor for, for example, a dispenser, a ventilation fan, an air conditioner, a fan, and the like. It can be used advantageously.

이상과 같이, 본 발명에 있어서는 백열전구에 그 정격을 초과하는 전압을 인가하는 점등하고 있으므로 백열전구에서 색온도 약 2,950∼3,100K의 연색성에서 우수한 눈에 우아한 자연조명에 최적인 광이 장시간 걸쳐 얻어진다.As described above, in the present invention, since a light that applies a voltage exceeding the rated voltage is applied to the incandescent lamp, light suitable for natural light which is excellent for elegant natural lighting excellent in color rendering properties of about 2,950 to 3,100 K in the incandescent lamp is obtained over a long period of time. .

(i) 전원효율이 높아서 전원의 소형화가 용이하며, (ii) 하나의 전원회로로 백열전구를 2등이상 점등하는 것이 용이하고, (iii) 전압제어가 용이하여 입력 전압이 변동하여도 출력전압을 일정하게 확보할 수가 있고, (iv) 소프트회로가 용이하고 전원투입시의 출력전류에 기본한 백열전구의 수명 단축이나 회로소자의 파손을 방지할 수 있고, (v) 출력전압을 연속적 또는 단계적으로 변화시켜서 조광하는 것이 용이하며, (vi) 부화전력이 변화하여도 전원효율에 크게 변화하지 않는다.(i) High power efficiency makes it easy to miniaturize the power supply. (ii) It is easy to light two or more incandescent lamps with one power supply circuit. (iii) Easy voltage control. (Iv) It is possible to secure the constant, (iv) It is easy to soft the circuit, and it can prevent the shortening of the life of the incandescent lamp based on the output current at the time of power supply and the damage of the circuit element, and (v) The output voltage is continuously or stepwise It is easy to change and adjust dimming. (Vi) Even if the hatching power changes, power efficiency does not change significantly.

따라서, 본 발명의 조명장치는 주택 혹은 도서관, 학교, 스튜디오, 미용원, 병원, 공장, 사무실, 여관, 호텔, 레스토랑, 연회장, 결혼식장, 회의장, 상점, 수퍼마켓, 백화점, 미술관, 박물관, 연주회장, 홀, 항공기, 차량, 홀, 체육관, 경기장, 양계장, 양어장, 시물공장등의 각종 시설의 조명에 특히 유리하게 사용할 수가 있다.Therefore, the lighting device of the present invention is a house or a library, a school, a studio, a beauty salon, a hospital, a factory, an office, an inn, a hotel, a restaurant, a banquet hall, a wedding hall, a conference hall, a store, a supermarket, a department store, an art gallery, a museum, a performance It can be particularly advantageous for lighting of various facilities such as venues, halls, aircraft, vehicles, halls, gymnasiums, stadiums, poultry farms, fish farms, and factory.

또한, 본 발명의 조명장치의 광은 아침의 태양광에 근사한 광으로 예를 들어, 가성근시, 안정피로, 우울증 등의 질병예방, 치료에 현저한 효력을 발휘함과 동시에, 동식물의 생육이나, 생산성의 향상에도 우수한 효과를 발휘하는 것으로 일반 가정이나, 병원진료소등의 치료시설에 있어서의 물리요법수단으로서 또는 양계장, 양어장, 식물공장등의 재배장에서의 조명수단으로서는 극히 유리하게 사용할 수가 있다.In addition, the light of the illumination device of the present invention is a light close to the morning sunlight, for example, exhibits a remarkable effect in the prevention and treatment of diseases such as pseudo myopia, eye strain, depression and the like, growth and productivity of animals and plants It can be used as a physiotherapeutic means in a treatment facility such as a general home or a hospital clinic or as an illumination means in a cultivation place such as a poultry farm, a fish farm, or a plant factory.

본 발명은 이와 같이, 현저한 효과를 발휘하는 방법으로서 이러한 기술계에 공헌함이 시로 대단한 발명인 것이다.The present invention is a great invention in that it contributes to such a technical system as a method of exerting a remarkable effect.

Claims (12)

백열전구를 광원으로 하는 조명장치에 있어서, 백열전구에 그 정력을 초과하는 직류전압을 공급하여 얻은 스위칭 전원회로를 시설하여, 상기 백열전구에 그 정격을 초과하는 직류전압을 인가하여 색온도 약2,900K 이상의 광을 복사시키는 것을 특징으로 하는 조명장치.In a lighting device using an incandescent lamp as a light source, a switching power supply circuit obtained by supplying a direct current voltage exceeding its energies to an incandescent lamp is provided, and the incandescent lamp is applied with a direct current voltage exceeding its rating to a color temperature of about 2,900 K. Illuminating apparatus characterized by radiating the above light. 제1항에 있어서, 백열전구에 그 정격의 약 105∼135%의 직류전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 조명장치.2. An illuminating device according to claim 1, wherein a direct current voltage of about 105 to 135% of its rating is applied to the incandescent lamp. 제1항에 있어서, 상기 백열전구의 전광속이 약 900 루멘 이상인 것을 특징으로 하는 조명장치.2. An illuminating device according to claim 1, wherein the total luminous flux of said incandescent bulb is about 900 lumens or more. 제1항에 있어서, 백열전구가 크립톤 전구, 알곤 전구, 또는 크세논 전구인 것을 특징으로 하는 조명장치.The illuminating device according to claim 1, wherein the incandescent bulb is a krypton bulb, an argon bulb, or a xenon bulb. 제1항에 있어서, 광원으로서 두개 이상의 백열전구를 사용하는 것을 특징으로 하는 조명장치.2. An illuminating device according to claim 1, wherein at least two incandescent lamps are used as the light source. 제1항에 있어서, 그 조명장치가 시설용 조명기구인 것을 특징으로 하는 조명장치.The illuminating device according to claim 1, wherein the illuminating device is a fixture for a facility. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 전원회로는 교류를 직류화 하기 위한 정류, 평활회로와; 그 정류, 평활회로의 출력단자에 접속된 주전로를 갖고, 고속으로 온, 오프의 기능을 반복하는 스위칭 소자와; 그 스위칭 소자의 주전로에 접속되어, 상기 스위칭회로의 고주파의 출력전압을 직류화하는 정류회로와; 상기 정류회로의 출력에 접속되어, 상기 정류회로의 출력전압을 기준 전압과 비교하는 귀환 증폭회로와; 상기 귀환 증폭회로의 제어신호를 펄스폭변조하여, 상기 스위칭 소자를 온, 오프 제어하는 펄스폭 변조회로를 구비한 것을 특징으로 하는 조명장치.The switching power supply circuit of claim 1, further comprising: a rectification and smoothing circuit for direct current alternating current (AC); A switching element having a main circuit connected to the output terminal of the rectifying and smoothing circuit and repeating the functions of turning on and off at high speed; A rectifier circuit connected to the main circuit of the switching element and directing an output voltage of the high frequency of the switching circuit; A feedback amplifier circuit connected to the output of said rectifier circuit for comparing the output voltage of said rectifier circuit with a reference voltage; And a pulse width modulation circuit for pulse width modulation of the control signal of the feedback amplification circuit to control the switching element on and off. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 전원회로에는 상기 평활수단의 충전에 따른 돌입 전류를 방지하기 위한 돌입 전류 제한 저항과; 상기 돌입전류 제한 저항에 병렬 접속된 주전로를 갖는 사이리스터와; 상기 사이리스터의 게이트에 접속되어, 상기 평활수단의 충전이 거의 완료되는 시점에서 상기 사이리스터를 도통하는 도통제어 회로로된 돌입 전류제한회로가 구비된 것을 특징으로 하는 조명장치.The switching power supply circuit of claim 1, further comprising: an inrush current limiting resistor for preventing inrush current due to charging of the smoothing means; A thyristor having a main circuit connected in parallel with the inrush current limiting resistor; And an inrush current limiting circuit connected to the gate of the thyristor, the conduction control circuit conducting the thyristor at a time when charging of the smoothing means is almost completed. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 전원회로에는 가변저항과 저항을 포함하며, 백열전구 양끝의 직류전압을 검지하는 출력전압 검지회로를 구성하고, 그 가변 저항에 의하여 백열전구에 인가된 직류전압을 조절하여 조광하도록 된 것을 특징으로 하는 조명장치.The switching power supply circuit of claim 1, wherein the switching power supply circuit includes a variable resistor and a resistor, and configures an output voltage detection circuit for detecting a DC voltage at both ends of the incandescent lamp, and adjusts the DC voltage applied to the incandescent lamp by the variable resistor. Illumination device, characterized in that to be dimmed by. 제1항에 있어서, 스위칭 전원회로에 RC 시정수회로로 되고, 백열전구에 인가된 직류전압을 점차 증가하는 소프트 스타트 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.2. The lighting apparatus according to claim 1, wherein the switching power supply circuit is a RC time constant circuit, and includes a soft start circuit for gradually increasing the DC voltage applied to the incandescent lamp. 제7항에 있어서, 스위칭 전원회로가 쵸퍼방식인 것을 특징으로 하는 조명장치.8. A lighting device according to claim 7, wherein the switching power supply circuit is a chopper type. 제7항에 있어서, 귀환 증폭회로와 펄스폭 변조회로는 집적회로 또는 하이브리드 집적회로팁에 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.8. The lighting apparatus according to claim 7, wherein the feedback amplification circuit and the pulse width modulation circuit are provided in an integrated circuit or a hybrid integrated circuit tip.
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