KR100773815B1 - Electronic Ballast Control Circuit with Temperature Compensated Frequency Characteristics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주변온도의 변화에 관계없이 설정된 레벨의 기준신호를 발생시키기 위한 기준전압 발생부와; 전체 회로의 동작 여부를 결정하는 스위칭부와; 전체 회로내부의 주변온도를 감지하여 이에 대응하는 온도감지신호를 발생시키기 위한 온도감지부와; 상기 감지된 주변온도에 따라 발진기의 가변 전류를 가변하기 위해 발진 주파수를 발생하는 발진기; 상기 발진기에 연결되는 로직회로 및 출력단을 포함하여 이루어지는 전자식 안정기 회로에 있어서, 상기 온도 감지부는 주변 수동소자인 저항(R2, R3, R4)과 트랜지스터(Q2)로 이루어져 있으며, 상기 저항간의 비를 조절하여 온도보상이 이루어지는데, 전체 회로내부의 주변온도를 감지하여 이에 따라 상기 발진기의 전류를 가변하여 주파수를 일정하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로이다.The present invention includes a reference voltage generator for generating a reference signal of a set level regardless of a change in ambient temperature; A switching unit which determines whether the entire circuit is operated; A temperature sensing unit for sensing an ambient temperature in the entire circuit and generating a temperature sensing signal corresponding thereto; An oscillator for generating an oscillation frequency to vary the variable current of the oscillator according to the sensed ambient temperature; In the electronic ballast circuit comprising a logic circuit and an output terminal connected to the oscillator, the temperature sensing unit is composed of a resistor (R 2 , R 3 , R 4 ) and a transistor (Q 2 ) which is a peripheral passive element, the resistance Temperature compensation is achieved by adjusting the ratio between the electronic ballasts having a temperature compensated frequency characteristic, characterized in that to sense the ambient temperature in the entire circuit and thereby to vary the current of the oscillator to maintain a constant frequency Circuit.
본 발명은 주변온도가 상승함에 따라 주파수가 감소되는 것을 방지하기 위하여 제어회로에 별도의 온도감지부를 장착하여 온도보상이 이루어져 동작온도 밤위 내에서 일정한 주파수를 안정적으로 유지함으로써, 궁극적으로 소비전력을 일정하게 유지하여 전등과 같은 조명기구의 수명을 연장할 수 있도록 하고자 한다.The present invention is equipped with a separate temperature sensing unit in the control circuit in order to prevent the frequency is reduced as the ambient temperature rises, the temperature compensation is made to maintain a constant frequency stably within the operating temperature at night, ultimately constant power consumption It is intended to extend the life of lighting fixtures such as light fixtures.
Description
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 전자식 안정기에서 주변온도가 상승함에 따라 나타나는 주파수 특성 및 소비전력 특성을 도시한 도면이고,1A and 1B are diagrams illustrating frequency characteristics and power consumption characteristics that appear as the ambient temperature increases in the electronic ballast according to the related art.
도 2는 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로의 일 실시예를 도시한 회로도이고,2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of an electronic ballast control circuit having a temperature compensated frequency characteristic according to the present invention;
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 회로도에서 주변온도가 상승함에 따라 나타나는 기준전압(VBG) 및 제 1 내지 제 3전류(I1 내지 ICT)의 특성을 도시한 도면이고,3A and 3B are diagrams illustrating characteristics of the reference voltage V BG and the first to third currents I 1 to I CT that appear as the ambient temperature increases in the circuit diagram shown in FIG. 2.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로를 통해 개선된 주파수 특성 및 소비전력 특성의 제 1실시예를 도시한 도면이고,4A and 4B illustrate a first embodiment of improved frequency characteristics and power consumption characteristics through an electronic ballast control circuit having a temperature compensated frequency characteristic according to the present invention;
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로를 통해 개선된 주파수 특성 및 소비전력 특성의 제 2실시예를 도시한 도면이다.5A and 5B illustrate a second embodiment of improved frequency characteristics and power consumption characteristics through an electronic ballast control circuit having temperature compensated frequency characteristics according to the present invention.
<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
10 : 기준전류원 생성부10: reference current source generator
20 : 스위칭부20: switching unit
60 : 온도감지부60: temperature detection unit
형광램프 안정기의 분류는 회로의 작동 원리에 의해 자기회로식 안정기와 전자회로식 안정기로 분류된다. 자기회로식 안정기는 철심에 동선을 권선한 철심 쵸크 또는 변압기 형태로 역률개선 또는 잡음방지등을 위해 콘덴서와 같이 사용하여 램프를 적절하게 점등시키는데 사용되는 것을 말한다. 이러한, 자기 회로식 안정기는 쵸크코일, 누설트랜스와 대용량의 콘덴서를 사용하므로 형광등에서 빛으로 소비되는 전력 이외의 안정기 자체의 철심 및 동선에 의한 열 발생으로 약 8W 이상 많은 전력 손실이 발생된다. 또한, 60Hz의 상용 전원으로 점등시키므로 깜박임이 생기고, 전력 사정이 나쁠 때와 안정기 노후 시, 주위 온도가 낮거나 습도가 높을 때 깜박임이 더욱 심하여 점등이 안 되는 경우도 있다.The classification of fluorescent lamp ballasts is classified into magnetic circuit ballasts and electronic circuit ballasts by the principle of circuit operation. Magnetic circuit ballasts are used in the form of iron core chokes or transformers wound around copper cores and used as capacitors to improve power factor or noise protection, and to light the lamps properly. Since the magnetic circuit ballast uses a choke coil, a leakage transformer, and a large-capacity capacitor, a lot of power loss is generated by about 8 W or more due to heat generation by the iron core and copper wire of the ballast itself, other than the power consumed by light in a fluorescent lamp. In addition, the lamp is turned on with a commercial power supply of 60 Hz, causing flicker. When the power is bad and the ballast ages, the flicker may be worse when the ambient temperature is low or the humidity is high.
이러한 결점을 보완하기 위하여 전자식 안정기는 반도체 소자를 사용하여 AC 60Hz의 상용 전원을 정류하여 DC(직류)로 만들고, 인버터회로에서 25kHz~50kHz의 높은 고주파로 변환하여 출력 전류 제한 회로를 통해 안정하게 형광등을 점등시킨다. 전자식 안정기는 자기식 안정기와 비교하여 고주파 전원으로 점등시키기 때문에 발광효율이 약 15%정도 향상되며, 반도체 소자를 사용하므로 쵸크코일에서의 자 체 발열로 이하 손실을 약 25% 정도 줄일 수 있으므로 사실상 자기식 안정기에 비해 35%이상 절전 효과를 얻을 수 있다.To compensate for this drawback, the electronic ballast rectifies AC 60Hz commercial power by using a semiconductor device to make DC (direct current), and converts it into high frequency of 25kHz ~ 50kHz in the inverter circuit so that it is stable through the output current limiting circuit. Lights up. Since the electronic ballast is turned on by a high frequency power source compared to the magnetic ballast, the luminous efficiency is improved by about 15%. Since the semiconductor element is used, self-heating in the choke coil can reduce the following losses by about 25%. 35% or more power savings can be achieved compared to the type ballast.
종래의 전자식 안정기는 안정기에 반도체 소자를 포함시킨 것으로, 그 스위칭 작용이나 전극 가열용 권선으로 전극을 예열하고, 반도체 스위칭 작용으로 램프를 시동시키며, 점등 중에는 램프 전류 및 전극 가열용 권선에 의해 전극이 가열되는 회로방식에 사용되는 안정기인 바, 전자식 안정기는 125℃ 이상과 같은 고온에서도 사용할 가능성이 큰 시스템이다. The conventional electronic ballast includes a semiconductor element in the ballast, and the electrode is preheated by the switching action or the electrode heating winding, the lamp is started by the semiconductor switching action, and the lamp is turned on by the lamp current and the electrode heating winding during the lighting. Electronic ballasts are systems that are likely to be used even at high temperatures, such as 125 ° C or higher.
그러나, 시스템의 주변온도가 상승할 때 제어회로의 발진기 온도특성과 외부 커패시터의 온도 특성에 의해 주파수가 떨어지게 되면 전체 시스템의 소비전력이 증가하는 문제가 발생하며, 주파수가 떨어지게 되면 전등의 밝기가 점차 더 과도하게 밝아지면서 전등의 수명에도 악영향을 미치게 된다. 이는 도 1a 및 도 1b에 도시된 종래 기술에 따른 전자식 안정기에서 주변온도 상승에 따라 나타나는 주파수 특성 및 소비전력 특성 그래프를 통해 확인할 수 있다. 또한, 조도 설정 과정에서 너무 낮은 조도 설정치에서 전원을 ON/OFF를 할 경우에는 안정기의 동작이 안 되고, 동작이 되더라도 램프전류를 유지하지 못하여 중간에 안정기가 꺼지거나 불량이 발생하는 경우가 많았으며, 더욱이, 같은 제품이라도 여러 곳에 안정기를 설치하면 조도의 차이가 나타나는 문제점을 나타내고, 생산할 때마다 램프의 온도나 주변온도의 차이에 따라 일정한 제품을 생산하기가 어렵고, 이를 위해 램프의 온도를 관리하고 주변온도에 따른 설정 전력을 보완해야 하는 문제점이 있다.However, if the frequency drops due to the oscillator temperature characteristic of the control circuit and the temperature characteristic of the external capacitor when the system's ambient temperature rises, the power consumption of the whole system increases.If the frequency drops, the brightness of the lamp gradually increases. The excessively brighter will also adversely affect the life of the lamp. This can be confirmed through a graph of frequency characteristics and power consumption characteristics that appear as the ambient temperature rises in the electronic ballast according to the related art shown in FIGS. 1A and 1B. In addition, when the power is turned on / off at too low illuminance setting during the illuminance setting process, the ballast does not operate, and even if it operates, the ballast cannot maintain the lamp current. In addition, even if the ballast is installed in several places, even if the same product, there is a difference in the illuminance, it is difficult to produce a constant product according to the difference of the lamp temperature or ambient temperature every time it is produced, There is a problem that must compensate for the set power according to the ambient temperature.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 주변온도가 상승함에 따라 주파수가 감소되는 것을 방지하기 위하여 제어회로에 별도의 온도감지부를 장착하여 온도보상이 이루어져 동작 온도 범위 내에서 일정한 주파수를 유지함으로써, 궁극적으로 소비전력을 일정하게 유지하여 전등과 같은 조명기구의 수명을 연장할 수 있도록 하고자 한다. 또한 0℃ 이하와 같은 저온 상태에서는 점등 특성을 개선하기 위해 정상 주파수보다 약간 낮은 주파수에서 확실한 점등이 이루어질 수 있도록 하여, 고온 상태에서는 주파수를 온도에 비례하여 지속 증가시킴으로써 System 보호 기능을 발휘한다. The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and in order to prevent the frequency from decreasing as the ambient temperature rises, a separate temperature sensing unit is mounted in the control circuit so that temperature compensation is made to maintain a constant frequency within the operating temperature range. By doing so, the power consumption is ultimately kept constant so as to extend the life of lighting fixtures such as electric lights. In addition, in order to improve the lighting characteristic at low temperature such as 0 ℃ or less, it is possible to surely turn on at a slightly lower frequency than the normal frequency, and to protect the system by continuously increasing the frequency in proportion to the temperature in the high temperature state.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도보상된 전자식 안정기의 제어회로는 주변온도의 변화에 관계없이 설정된 레벨의 기준신호를 발생시키기 위한 기준전압 발생부와; 전체 회로의 동작 여부를 결정하는 스위칭부와; 전체 회로내부의 주변온도를 감지하여 이에 대응하는 온도감지신호를 발생시키기 위한 온도감지부와; 상기 감지된 주변온도에 따라 발진기의 가변 전류를 가변하기 위해 발진 주파수를 발생하는 발진기; 상기 발진기에 연결되는 로직회로 및 출력단을 포함하여 이루어지는 전자식 안정기 회로에 있어서, 상기 온도 감지부는 상기 저항간의 비를 조절하여 온도보상이 이루어지는데, 전체 회로내부의 주변온도를 감지하여 이에 따 라 상기 발진기의 전류를 가변하여 주파수를 일정하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.The control circuit of the temperature compensated electronic ballast according to the present invention for achieving the above object comprises a reference voltage generator for generating a reference signal of a set level irrespective of changes in ambient temperature; A switching unit which determines whether the entire circuit is operated; A temperature sensing unit for sensing an ambient temperature in the entire circuit and generating a temperature sensing signal corresponding thereto; An oscillator for generating an oscillation frequency to vary the variable current of the oscillator according to the sensed ambient temperature; In the electronic ballast circuit comprising a logic circuit and an output terminal connected to the oscillator, the temperature sensing unit is a temperature compensation by adjusting the ratio between the resistor, the ambient temperature in the entire circuit senses the oscillator accordingly By varying the current of the frequency is characterized in that to maintain a constant.
여기서, 상기 기준전압 발생부는 인가하는 기준전압(VBG)을 증폭하기 위한 OP-AMP와, 상기 OP-AMP의 출력전압을 베이스 전압으로 하는 제 1트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 이미터에 일단이 접속되며 타단은 접지되는 외부저항인 제 1저항(R1)으로 구성된다. 이때, 상기 기준전압 발생부는 온도에 따라 일정한 전압을 유지하는 기준전압(VBG)의 온도 기울기를 일부 변경하여 특정 온도 이하의 저온에서는 온도가 떨어짐에 따라 기준전압(VBG)도 함께 강하하게 함으로써, 기준전류의 크기도 함께 줄어들게 되며 결과적으로 점등 주파수를 강하시켜 점등특성을 강화하도록 설계하는 것이 바람직하다.The reference voltage generator includes an OP-AMP for amplifying the applied reference voltage (V BG ), a first transistor Q 1 having an output voltage of the OP-AMP as a base voltage, and the first transistor ( One end is connected to the emitter of Q 1 ) and the other end is composed of a first resistor R 1 , which is an external resistor that is grounded. At this time, the reference voltage generating unit changes the temperature gradient of the reference voltage (V BG ) maintaining a constant voltage according to the temperature by dropping the reference voltage (VBG) as the temperature drops at a low temperature below a certain temperature, The magnitude of the reference current is also reduced, and as a result, it is desirable to design the power to lower the lighting frequency to enhance the lighting characteristics.
한편, 상기 온도감지부는 제 2저항(R2)의 일단이 상기 기준전압(VBG)와 접속되고 상기 제 2저항(R2)의 타단은 제 3저항(R3) 및 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속되며, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 이미터는 제 4저항(R4)에 접속되고, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 컬렉터는 상기 스위칭부의 제 3트랜지스터(Q3)의 이미터에 접속되는데, 상기 제 3 및 제 4저항(R3 및 R4)은 접지된다. Meanwhile, the temperature sensing unit has one end of the second resistor R 2 connected to the reference voltage V BG , and the other end of the second resistor R 2 has a third resistor R 3 and the second transistor ( Q 2 ), the emitter of the second transistor Q 2 is connected to the fourth resistor R 4 , and the collector of the second transistor Q 2 is connected to the third transistor Q of the switching unit. 3 ), the third and fourth resistors R 3 and R 4 are grounded.
보다 상세하게는, 상기 온도 감지부는 주변온도가 가변되어 상기 제 2 내지 제 4저항(R2 내지 R4)의 값이 변하였을 때, 상기 제 2트랜지스터(Q2)는 감지된 주변 온도가 100도 이상으로 올라감에 따라 TURN-ON되어 온도감지신호가 점차 증가하게 됨으로써, 상기 발진기로 입력되는 전류를 가변함으로써 주파수를 일정하게 하거나, 주변온도가 가변되어 상기 제 2트랜지스터(Q2)는 감지된 주변온도가 100℃와 같은 특정온도 이상의 고온으로 올라감에 따라 TURN-ON되어 온도감지신호가 점차 증가하게 됨으로써, 상기 발진기로 입력되는 전류를 증가시키고, 주파수를 가변하여 출력 전력을 감소하게 할 수 있다.More specifically, when the ambient temperature is changed so that the value of the second to fourth resistors R 2 to R 4 is changed, the second transistor Q 2 has a detected ambient temperature of 100. As it rises above the degree, the temperature sensing signal is gradually increased by turning on, so that the frequency is constant by varying the current input to the oscillator, or the ambient temperature is varied so that the second transistor Q 2 is detected. As the ambient temperature rises to a high temperature above a certain temperature such as 100 ° C., the temperature is turned on by gradually turning on, thereby increasing the current input to the oscillator and varying the frequency to decrease the output power. .
마지막으로, 상기 스위칭부는 상기 기준전류원 생성부에서 출력하는 신호 및 상기 온도감지부에서 출력하는 온도 감지 신호를 입력받아 상기 발진기로 가변전류를 출력하는 제 3 및 제 4트랜지스터로 구성되는 것이 바람직하다.Lastly, the switching unit may be configured of third and fourth transistors which receive a signal output from the reference current source generator and a temperature sensing signal output from the temperature sensing unit and output a variable current to the oscillator.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 고안의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, an embodiment of an electronic ballast control circuit having a temperature compensated frequency characteristic according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
도 2는 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of an electronic ballast control circuit having a temperature compensated frequency characteristic according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로는 크게 기준전류원 생성부(10)와 전체 집적회로의 동작상태를 결정하는 스위칭부(20)와 발진주파수를 인가하기 위한 발진기(30)와 로직회로(40) 및 외부의 구동회로에 연결되는 출력단(50)으로 구성되는 전자식 안정기 제어회로에 있어서, 외부 온도감지부 센서(60)를 연결한 것이다. As shown in FIG. 2, the electronic ballast control circuit having a temperature compensated frequency characteristic according to the present invention includes a
상기 기준전류원 생성부(10)는 OP-AMP와 제 1트랜지스터(Q1)와 제 1저항(R1)으로 구성되며, 기준전압(VBG)이 상기 OP-AMP의 양극단자에 인가되어 증폭된다. 상기 제 1트랜지스터(Q1)에 흐르는 전류(I1)은 0도에 가까운 저온 이상에서는 일정하게 유지되고, 상기 제 1저항(R1)은 외부저항으로 온도는 거의 0℃에 가깝다. 상기 전류(I1)가 주변온도의 변화에도 일정하다는 것은 주파수 역시 일정하고, 그에 따라 소비전력 역시 일정하다는 것을 의미한다. 상기 제 1저항(R1)은 집적회로(IC)에 내장도 가능하며 이때는 집적회로(IC) 내부에서 저항의 온도계수만큼 온도보상을 통해 외부저항 사용 시와 동일한 효과를 나타낼 수도 있다.The reference
한편, 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 상기 스위칭부(20)의 제 3트랜지스터(Q3)의 이미터와 연결된다. 상기 스위칭부(20)는 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 4트랜지스터(Q4)간의 베이스가 연결된 형태로, 제 4트랜지스터(Q4)의 이미터는 커패시터 및 제 2 스위치와 발진기로 연결된다. 따라서, 상기 스위칭부(20)는 전체 집적 회로의 전체 온도가 일정범위인 경우 ON되어 상기 기준전류원 생성부(10)에서 입력받은 제 1전류(I1)와 뒤에서 후술할 온도감지부(60)에서 입력받는 제 2전류(I2)를 합한 제 3전류(ICT)를 출력하게 되고, 160℃와 같은 초고온시에는 OFF함으로써 동작을 정지시킨다.Meanwhile, the collector of the first transistor Q 1 is connected to the emitter of the third transistor Q 3 of the
상기 스위칭부(20)로부터 입력받은 제 3전류(ICT)의 흐름 경로는 상기 발진기(30)와 로직회로(40) 및 외부의 출력단(50)으로 이어진다. The flow path of the third current I CT received from the
여기서, 전체 집적회로에 간접적으로 연결된 상기 온도감지부(60)는 일종의 센서로서, 상기 전체 집적회로 내부의 온도를 감지하여 전체 회로 내부의 온도가 일정 이상의 온도가 되면, 동작을 시작하도록 하여 전체 시스템의 온도를 감지하여 주파수 온도특성을 조절할 수 있고, 이에 따라 동작 온도 범위에서 일정한 밝기와 소비전력을 유지하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온도감지부(60)는 제 2 내지 제 4 저항(R2 내지 R4) 및 제 2트랜지스터(Q2)로 구성된다. 상기 제 2저항(R2)의 일단은 상기 기준전압(VBG)와 접속되고 타단은 제 3저항(R3) 및 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스가 접속된다. 상기 제 3저항(R3)의 타단은 접지되며, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 이미터는 제 4저항(R4)에 접속되며, 상기 제 4저항(R4)의 타단은 접지된다. 또한, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 컬렉터는 제 3트랜지스터(Q3)의 이미터에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터(Q3)및 이의 베이스에 연결된 제 4트랜지스터(Q4)로 이루어진 스위칭부(20)에서 상기 제 4트랜지스터(Q4)의 컬렉터를 통해 상기 발진기(30)로 가변전류를 출력한다.Here, the
상기 구성을 갖는 온도 감지 회로에 있어서, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스는 상기 제 2 및 제 3 저항(R2 및 R3)의 접속 노드에 병렬로 접속되어 있으므로 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 전압은 제 3저항(R3)에 양단 전압이다. 따라서, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 전압은 상기 제 2 및 제 3 저항(R2 및 R3)의 저항값에 의해 결정된다. In the temperature sensing circuit having the above configuration, since the base of the second transistor Q 2 is connected in parallel to the connection node of the second and third resistors R 2 and R 3 , the second transistor Q The base voltage of 2 ) is the voltage at both ends of the third resistor R 3 . Therefore, the base voltage of the second transistor Q 2 is determined by the resistance values of the second and third resistors R 2 and R 3 .
예를 들면, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 턴-온(turn-on) 전압은 주변의 온도가 1도씩 상승할 때마다 -2mV씩 강하된다. 그리고, 저항의 저항값은 온도가 1도 상승할 때마다 초기 저항값의 0.03%만큼씩 올라가므로, 통상적으로 저항의 온도에 따른 저항값의 변동은 무시한다. 따라서, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 전압은 온도에 대해 양의 함수로 작용하고, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 턴-온 전압은 온도에 대해 음의 함수로 작용함으로 주변의 온도가 상승함에 따라 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 전압과 턴-온 전압은 특정온도에 일치하게 된다. 그러면, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 컬렉터를 통해 출력되는 온도 감지 회로의 출력 신호는 하이 레벨의 신호에서 로우 레벨의 신호를 출력하게 되어, 회로 주변의 온도가 일정 온도에 도달하였음을 외부에 알리게 된다. 여기서, 상기 온도 감지 회로에서 감지하려는 온도는 변경 가능하다. 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 전압은 상기 제 3저항(R3)의 양단간의 전압이므로, 상기 제 2 및 제 3 저항(R2 및 R3)의 저항비로서 조정 가능하다. 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 전압의 조정은 제 2전류(I2)의 조정을 의미하고, 상기 조정된 제 2전류(I2)를 제 1전류(I2)와 합한 제 3전류(ICT)를 통해, 전체 집적회로 내부의 온도가 특정온도 이상으로 올라감에 따라 주파수도 증가하도록 하는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 전자식 안정기의 제어회로에서 하고자 하는 온도보상은 상기 제 2 및 제 3 저항(R2 및 R3)의 저항비를 통해 이루어진다.For example, the turn-on voltage of the second transistor Q 2 drops by -2 mV whenever the ambient temperature rises by one degree. In addition, since the resistance value of the resistance rises by 0.03% of the initial resistance value each time the temperature rises by one degree, the variation of the resistance value according to the temperature of the resistance is generally ignored. Thus, the second base voltage of the transistor (Q 2) acts as a positive function for temperature, and the second transistor (Q 2) turn-on voltages of the peripheral by acting as a function of the sound with respect to the temperature temperature As R rises, the base voltage and turn-on voltage of the second transistor Q 2 coincide with a specific temperature. Then, the output signal of the temperature sensing circuit output through the collector of the second transistor Q 2 outputs a low level signal from a high level signal, so that the temperature around the circuit has reached a predetermined temperature. You will be notified. Here, the temperature to be detected by the temperature sensing circuit can be changed. Since the base voltage of the second transistor Q 2 is a voltage between both ends of the third resistor R 3 , the base voltage of the second transistor Q 2 can be adjusted as the resistance ratio of the second and third resistors R 2 and R 3 . The second adjustment of the base voltage of the transistor (Q 2) of the second means to adjust the current (I 2), and wherein the adjusting a second current (I 2) a first current (I 2) and the combined third current Through I CT , the frequency increases as the temperature inside the entire integrated circuit rises above a certain temperature. That is, the temperature compensation to be performed in the control circuit of the electronic ballast according to the present invention is made through the resistance ratio of the second and third resistors R 2 and R 3 .
본 발명에 따른 전자식 안정기에서는 시스템 운행에 장애가 되는 저온과 고온 수준을 회로 내에서 특정하며, 이 경우 안정기를 안정적으로 운행하기 위한 방안으로, 주파수 조절을 통한 추가 온도보상이 필요하므로, 0도 및 100도와 같은 예처럼 상기 온도 감지부(60)에서 감지하고자 하는 특정온도를 설정할 수 있다.In the electronic ballast according to the present invention, the low and high temperature levels that hinder the operation of the system are specified in the circuit. In this case, as a method for stably operating the ballast, since additional temperature compensation is required through frequency adjustment, 0 degrees and 100 degrees are required. As in the example, a specific temperature to be detected by the
전자식 안정기는 0℃ 이하와 같은 저온에서 동일한 예열 시간을 가지고도 필라멘트에 대한 충분한 가열이 이루어지지 못해서 점등이 되지 않거나 불완전 점등이 될 수 있다. 이때는 동작 주파수를 정상온도시보다 일부 낮추어서 어떤 경우에 도 반드시 점등이 될 수 있도록 하여야 한다. 또한, 100℃ 이상과 같은 고온에서 주파수가 떨어지게 되면 과도한 열 발생으로 등을 포함한 시스템의 수명에도 좋지 않은 영향을 주기 때문에, 특정온도를 정하여 상기 온도 감지부(60)에서 제 2 내지 제 4저항(R2 내지 R4)과 같은 수동 소자의 값이 변하였을 때를 감지하여, 이에 따라 상기 발진기(30)로 인가되는 전류를 가변함으로써 주파수를 일정하게 하는 것이다. The electronic ballast may not be turned on or may be incompletely lit due to insufficient heating of the filament even with the same preheating time at low temperatures such as 0 ° C. or less. At this time, the operating frequency should be lowered a little than normal temperature so that it can be turned on in any case. In addition, when the frequency drops at a high temperature such as 100 ° C. or higher, since excessive heat generation may adversely affect the life of a system including the light, the second to fourth resistances may be determined by the
이렇게, 상기 온도 감지부(60)에서는 집적 회로의 온도가 가변되어 주면 수동 소자의 값이 변하였을 때 온도를 감지하거나, 집적 회로의 온도가 기 설정된 특정온도 이상으로 올라갈 경우에 온도를 감지하는 두 가지 방법을 이용할 수 있다.In this way, if the temperature of the integrated circuit is variable, the
결과적으로, 상기 집적 회로에서 특정 온도 이상으로 주변온도가 상승할 때, 동작주파수를 그에 비례하여 점차 증가시키면서 그에 비례하여 소비전력을 점차 줄여나가는 일종의 보호 효과를 얻을 수 있다. 이에 추가적으로, 160℃ 정도와 같은 초고온시에는 상기 스위칭부(20)에서 전체 집적회로를 오프(OFF)시켜 전체 집적회로의 동작을 정지시키면 높은 온도에서의 회로와 전체 시스템을 보호할 수 있다.As a result, when the ambient temperature rises above a certain temperature in the integrated circuit, it is possible to obtain a kind of protective effect of gradually increasing the operating frequency in proportion thereto and gradually reducing power consumption. In addition, when the ultra-high temperature, such as about 160 ° C., turns off the entire integrated circuit in the
상기 도 2에 도시된 회로에서 기준전압(VBG)의 특성은 도 3a에서 확인할 수 있다. 기준전압은 통상 사용하는 밴드갭 기준전압 회로를 사용하는데 정상 동작온도 범위 내에서는 거의 일정한 전압을 유지하며, 주변온도가 0℃와 같은 특정온도 이하로 떨어질 때에는 전압도 함께 떨어지는 특성을 가지게 하여 저온에서는 상기 제 1전류(I1)의 값을 감소시켜서 저온에서의 점등특성을 강화할 수 있다. 이때, 밴드갭 기준전압의 온도 기울기 특성은 회로상에서 임의로 조작이 가능한 바 이를 이용하여 저온을 포함한 동작 온도 범위 내에서 온도에 따른 전류값의 크기를 지정할 수가 있다. 정상 동작 온도 범위 내에서 일정한 값으로 흐르는 상기 제 1전류(I1)과 100℃ 이상과 같은 특정 고온 이상에서 점차 증가하고 100℃ 이하에서는 거의 0의 값을 갖는 상기 제 2전류(I2)와, 상기 제 1 및 제 2전류간의 합으로서 일정온도 범위에서 일정한 값을 유지하면서도 0℃ 이하의 저온에서는 감소하고 100℃ 이상의 고온에서는 점차 증가하는 제 3전류(ICT)의 특성은 도 3b에서 확인 할 수 있다.The characteristics of the reference voltage V BG in the circuit shown in FIG. 2 can be seen in FIG. 3A. The reference voltage uses a commonly used bandgap reference voltage circuit, which maintains a substantially constant voltage within the normal operating temperature range, and when the ambient temperature falls below a specific temperature such as 0 ° C, the voltage also falls together. By reducing the value of the first current I 1 , the lighting characteristic at low temperature can be enhanced. At this time, the temperature gradient characteristic of the bandgap reference voltage can be arbitrarily manipulated on the circuit, and it can be used to designate the magnitude of the current value according to the temperature within the operating temperature range including the low temperature. The first current I 1 flowing at a constant value within a normal operating temperature range and the second current I 2 gradually increasing above a certain high temperature such as 100 ° C. or higher and having a value of almost zero below 100 ° C .; The characteristics of the third current I CT decreasing at a low temperature below 0 ° C. and gradually increasing at a high temperature above 100 ° C. while maintaining a constant value in a predetermined temperature range as a sum of the first and second currents are shown in FIG. 3B. can do.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 온도보상된 주파수 특성을 가지는 전자식 안정기 제어회로를 통해 주변온도의 상승에도 개선된 주파수 특성 및 소비전력 특성을 나타내는 도면이다. 소비전력량은 상기 출력단(50)을 거쳐 궁극적으로 연결되는 형광등과 같은 조명의 밝기에 비례하는 바, 도 4b에서 고온시 소비전력을 줄임으로써 빛의 밝기는 다소 감소하더라도 형광등과 같은 조명의 수명을 연장시킬 수 있다.4A and 4B are diagrams showing improved frequency characteristics and power consumption characteristics even with an increase in the ambient temperature through an electronic ballast control circuit having a temperature compensated frequency characteristic according to the present invention as shown in FIG. The amount of power consumed is proportional to the brightness of a lighting such as a fluorescent lamp which is ultimately connected through the
도 5a 및 도 5b는 상기 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 전자식 안정기 제어회로에서 주변온도가 160℃ 내지 180℃ 정도의 최고온도로 증가하는 경우 실질적으로 전자식 안정기는 작동 가능성이 떨어지고 반도체를 비롯한 System 보호 를 위해, 전체 바이어스 회로를 스위칭 오프를 통해 회로동작을 정지시키는 경우에 주파수 특성과 소비전력 특성을 나타낸 것이다. 이 경우, 160℃ 이상의 초고온에서 전체 회로 및 시스템을 보호할 수 있다.5A and 5B show that when the ambient temperature increases to the maximum temperature of about 160 ° C to 180 ° C in the electronic ballast control circuit according to the present invention as shown in FIG. For the protection of the system, the frequency characteristics and power consumption characteristics are shown when the entire bias circuit is stopped by switching off. In this case, the entire circuit and the system can be protected at an ultrahigh temperature of 160 ° C or higher.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 총상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.In the above described and described with respect to the preferred embodiment of the present invention, this invention is not limited to the specific embodiments described above, gunshot in the technical field to which the subject innovation belongs without departing from the gist of the subject innovation claimed in the claims Anyone of ordinary skill in the art can make various modifications as well as such modifications are within the scope of the claims.
본 발명에 따른 전자식 안정기 제어회로는 물품의 특성상 동작 중 주변온도의 상승이 이루어지면서 발생하는 주파수 감소와 소비전력의 증가로 그 수명이 단축되는 것을 방지하고자, 주파수 조절을 통한 온도보상으로 일정온도 이상에서는 저항비를 이용하여 전류의 흐름을 증대시키면서 주파수 및 소비전력을 일정하게 유지 또는 약간 감소시킴으로써, 그 수명을 보다 연장시키는 효과가 있다.Electronic ballast control circuit according to the present invention to prevent the life is shortened by the frequency reduction and the increase of power consumption caused by the increase of the ambient temperature during the operation of the characteristics of the article, the temperature compensation through the frequency adjustment over a certain temperature In the case of increasing the current flow by using the resistance ratio, the frequency and power consumption are kept constant or slightly reduced, thereby extending the lifespan.
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