KR200314000Y1

KR200314000Y1 - 고압방전등용 자기식 안정기의 단락 보호회로

Info

Publication number: KR200314000Y1
Application number: KR20-2003-0005332U
Authority: KR
Inventors: 김기정; 배수호; 김범현; 마혜경; 나인규; 이준규
Original assignee: 김기정
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2013-01-10

Abstract

본 고안은 고압방전등용 자기식 안정기의 단락 보호회로에 관한 것이다. 본 고안은 기본적으로, 고압방전등용 자기식 안정기에 부가되어 안정기의 출력양단 전압으로부터 단락상태를 감지하여 안정기에 입력되는 AC 입력전원을 단속하는 것을 기본개념으로 한다. 따라서, 본 고안에 있어서는 종래의 고압방전등용 안정기에 입력단속부와 단락감지부가 추가로 포함된다. 단락감지부는 안정기의 출력양단이 단락되는지의 여부에 따라 충방전하는 콘덴서 및 이 콘덴서의 충방전 상태에 따라 턴온/오프되는 트랜지스터로 구성되며, 입력단속부는 상기 단락감지부의 출력신호를 받아들이는 포토커플러와 입력전원을 단속하는 릴레이를 포함하여 구성된다.

Description

고압방전등용 자기식 안정기의 단락 보호회로 {Short protection circuit for magnetic-type ballast of high intensity discharge lamp}

본 고안은 고압방전등용 안정기 회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 고안은 종래의 고압방전등용 자기식 안정기에 부가되어 안정기의 출력양단 전압으로부터 단락상태를 감지하여 입력전원을 단속하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 자기식 안정기의 단락 보호회로에 관한 것이다.

가로등 조명이나 고천정 조명 등으로 많이 사용되고 있는 고압방전등(수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등 등)을 점등하기 위해서 램프에 높은 초기 시동전압을 공급하고 점등후에 전류를 제어하기 위하여 안정기(ballast)가 필요하다.

일반적으로 안정기에는 전자식 안정기와 자기식 안정기가 있다. 전자식 안정기에 있어서는 출력양단이 출력선의 오결선, 소켓의 불량, 또는 램프의 파손 등에 의해 단락되는 경우 단락상태를 감지하여 입력전원을 차단하는 것이 가능하지만, 자기식 안정기에 있어서는 이러한 단락 보호회로가 존재하지 않는다.

상기와 같은 원인에 의해 출력양단이 단락되면 램프가 점등되지 않고 유효전력과 큰 피상전력을 소모하게 된다.

본 고안은 상기와 같은 종래 고압방전등용 자기식 안정기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 고압방전등용 자기식 안정기에 있어서 출력양단이 출력선의 오결선, 소켓의 불량 또는 램프의 파손 등에 의해 단락되는 경우에 단락감지부에서 전압을 감지하여 입력단속부에서 전원을 차단하여 불필요한 전력이 소모되지 않게 하는 단락 보호회를 제공하는 것이다.

도1은 본 고안에 따른 회로의 블록도.

도2는 본 고안에 따른 회로의 일 실시예.

<도면부호의 설명>

전원입력부(21), 안정기(22), 이그나이터(23), 램프(24), 단락감지부(25), 입력단속부(26)

<고안의 개요>

본 고안은 기본적으로, 고압방전등용 자기식 안정기에 부가되어 안정기의 출력양단 전압으로부터 단락상태를 감지하여 안정기에 입력되는 AC 입력전원을 단속하는 것을 기본개념으로 한다.

따라서, 본 고안에 있어서는 종래의 고압방전등용 안정기에 입력단속부와 단락감지부가 추가로 포함된다. 단락감지부는 안정기의 출력양단이 단락되는지의 여부에 따라 충방전하는 콘덴서 및 상기 콘덴서의 충방전 상태에 따라 턴온/오프되는트랜지스터를 포함하여 구성되며, 입력단속부는 상기 단락감지부의 출력신호를 받아들이는 포토커플러와 입력전원을 단속하는 릴레이를 포함하여 구성된다.

이하, 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

<구체적인 실시예>

도1은 본 고안의 기본구성을 나타내는 블록도이고, 도2는 일 실시예의 상세 회로도이다.

도1을 참조하면, 본 고안은 대략,

AC전원이 입력되는 전원입력부(21),

상기 전원입력부(21)에 입력되는 전압으로부터 고전압의 펄스전압을 출력하여 램프(24)를 점등하는 이그나이터(23)를 포함하는 공지의 자기식 안정기(22),

상기 안정기(22)의 출력양단이 출력선의 오결선으로 인하여 또는 소켓의 불량으로 인하여 또는 램프의 파손 등에 의해 단락되는 경우에 이를 감지하는 단락감지부(25),

상기 단락감지부(25)의 감지신호에 따라, 단락상태로 감지된 경우에는 상기 전원입력부(21)에 입력되는 전원을 차단하고, 단락상태가 아닌 것으로 감지된 경우에는 입력전원을 연결하는 입력단속부(26)로 구성된다.

다음에, 도2를 참조하여 도1의 각 블록의 구체적인 구성 및 작용을 설명한다.

- 이그나이터(23)

도2에 도시된 바와 같이, 이그나이터(23)는 전원입력부(21)와 단속되는 전원선(27)에 일단이 연결된 탭트랜스 T1과, 탭트랜스 T1의 센터탭에 연결된 콘덴서 C6과, 탭트랜스 T1의 출력단(램프 24가 연결되는 단)에서 분기되는 분압저항(R8,R7,R6)과, 분압저항(R8,R7,R6)에 의해 분압된 전압에 의해 게이트제어되는 SCR소자 Q4로 구성된다.

램프(24)가 점등되기 전이나 램프가 없어 무부하상태이거나 램프의 파손 및 수명이 다한 경우 등 램프(24)가 점등되지 않을 때에는, 램프(24)가 연결되는 안정기(22) 출력의 양단에 걸리는 전압은 AC 입력전원의 피크전압인 311V가 된다(입력전원이 220Vrms인 경우). 한편, 램프(24)가 정상적으로 점등될 때에는 램프양단 전압은 이 311V보다 낮아져 최대 램프관전압치(약 130V)로 강하된다. 따라서 이그나이터는 311V로 높은 전압일 때 동작하게 된다.

즉, 램프(24)가 점등되지 않을 때에는 램프의 양단전압이 약 311V가 되어 R8, R7, R6으로 분압된 전압이 커지므로 제너 다이오드 ZD 5의 전압 이상이 되어 SCR Q3 게이트전류를 공급하므로 턴온시키고, 입력전원의 방향이 반대로 바뀌면 Q3은 턴오프된다. 따라서, Q3이 턴온될 때 탭트랜스의 1차측(T1-1)과 C6의 공진에 의한 역기전력이 발생하여 램프(24)의 양단에 높은 이그니션 전압을 발생시킨다.

결과적으로, 램프(24)가 점등될 때에는 Q3는 턴오프되고, 램프(24)가 점등되지 않거나 무부하상태에서는 Q3는 주기적으로 턴온된다.

- 단락감지부(25)

단락감지부(25)는 출력양단에 램프(24)와 병렬로 연결된 저항 R21, R22, 다이오드 D12와 콘덴서 C12 및 베이스가 상기 콘덴서 C12의 충전전압을 입력으로 받도록 연결된 트랜지스터 Q5를 포함하여 구성된다.

- 입력단속부(26)

입력단속부(26)는 상기 안정기의(22)의 입력양단에 연결된 콘덴서 C10의 충전전압을 전기적으로 절연된 상태로 전달받는 포토커플러 PC3와; 상기 PC3의 출력에 의해 게이트제어되어 턴온/오프되며 애노드극은 릴레이 RL1의 솔레노이드를 통해 전원입력부의 한 선에 연결되고 캐소드극은 전원입력부의 다른 한 선에 연결되는 SCR소자 Q1과; 상기 RL1의 솔레노이드에 의해 동작하며 상기 PC3로부터 출력된 신호에 의해 Q1이 턴온된 경우에는 입력전원을 전원선에 공급하지 않도록 차단하고, Q1이 턴오프된 경우에는 입력전원을 전원선에 연결하는 릴레이 스위치 SW를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 일 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

출력선(27)의 오결선, 소켓의 불량, 램프 파손 또는 출력선(27)의 노화 등의 이유로 출력단이 단락되면 R21과 D12와 R22를 통하여 전류가 흐르지 않기 때문에 콘덴서 C12에 전압이 충전되지 않는다. C12의 충전전압이 없는 경우에는 Q5의 베이스 전류가 제로가 되기 때문에 Q5가 동작하지 않는다. 따라서, R19와 D11과 R20을 통하여 콘덴서 C10에 충전된 전압은 PC3을 통하여 흐르게 되고 이 때 콘덴서 C2에충전되었던 전압이 PC3을 통하여 흐르게 되어 SCR소자 Q1을 도통시켜 릴레이 RL1를 동작시키며, RL1이 동작되면 릴레이스위치 SW는 단자 a로 전환되어 전원을 차단하게 된다. 입력전원이 차단되는 동안에는 입력전원은 릴레이 RL의 솔레노이드코일에서 소모된다.

출력단이 단락되지 않았을 때는, 전원을 인가하면 R21과 D12와 R22를 통하여 C12에 충전된 전압이 커지게 되어 Q5는 동작하게 되고, 따라서 R19와 D11과 R20을 통하여 흐르는 전류는 C10에 충전되지 않고 Q5를 통하여 흐르게 되어 PC3가 동작하지 않는다. PC3가 동작하지 않으면 SCR소자 Q1도 동작하지 않아 전원을 차단하지 않는다.

한편, 출력선(27)이 단락이 되어서 릴레이 RL1이 동작하면 릴레이 RL1의 다른 접점이 연결되어 LED1과 저항 R9를 통하여 전류가 흘러 LED1은 점등되게 되어 출력선(27)이 단락되었을 때의 표시 램프로 사용할 수 있다.

또한, PC3 내부의 트랜지스터용 전압을 공급하기 위하여 입력전원을 네 개의 다이오드 D1,D2,D3,D4로 전파정류하고 콘덴서 C2와 제너다이오드 ZD1로 리플을 제거한 다음에 R2를 통하여 PC3으로 공급하도록 하였다. 또한, 릴레이 RL1의 코일에 병렬로 바리스터 VR1을 연결하여 릴레이 RL1의 온/오프시에 발생하는 고압의 역기전압을 흡수하도록 하였다.

이밖에, 콘덴서 C1, 다이오드 D7, 제너다이오드 ZD7, ZD8이 회로의 안정된 동작을 위하여 부가되었고, 입력전원의 다른 하나의 라인을 단속하는 SW'를 입력전원측에 추가하고 상기 릴레이 RL1로 SW과 함께 연동되도록 하였다. 이러한 회로의개선 내지는 변형은 도1 및 도2에 담긴 본 고안의 기술사상으로부터 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 필요에 따라 임의로 설계할 수 있는 사항이다.

이상에서와 같이, 본 고안에 따르면, 출력선의 오결선, 소켓의 불량, 램프 파손, 출력선의 노화 등의 이유로 출력단 단락상태가 되었을 경우에는 안정기에 공급되는 전원이 차단됨으로써 안정기에 전류가 흐르지 않게 되어, 불필요한 전력소모를 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims

AC입력전원으로부터 펄스전압을 발생하여 램프에 인가함으로써 고압방전등을 점등하는 작용을 하는 이그나이터수단을 포함하는 고압방전등용 자기식 안정기에 부가되는 회로로서,

상기 이그나이터수단을 포함하는 안정기의 출력양단이 단락상태인지를 감지하는 단락감지수단,

상기 단락감지수단의 감지신호에 따라, 단락상태로 감지된 경우에는 전원입력부에 입력되는 전압을 차단하고, 단락상태가 아닌 것으로 감지된 경우에는 입력전원을 연결하는 입력단속수단을 포함하는데,

상기 입력단속수단은,

상기 안정기의 입력양단에 연결된 콘덴서 C10의 충전전압을 전기적으로 절연된 상태로 전달받는 포토커플러 PC3와; 상기 PC3의 출력에 의해 게이트제어되어 턴온/오프되며 애노드극은 릴레이 RL1의 솔레노이드를 통해 전원입력부의 한 선에 연결되고 캐소드극은 전원입력부의 다른 한 선에 연결되는 SCR소자 Q1과; 상기 RL1의 솔레노이드에 의해 동작하며 상기 PC3으로부터 출력된 신호에 의해 Q1이 턴온된 경우에는 입력전원을 전원선에 공급하지 않도록 차단하고, Q1이 턴오프된 경우에는 입력전원을 전원선에 연결하는 릴레이 스위치 SW를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압방전등용 안정기의 단락 보호회로.
제1항에 있어서, 상기 입력단속수단은

상기 포토커플러 PC3 내부의 트랜지스터에 전압을 공급하기 위하여 입력전원을 정류하여 평활하는 다이오드 D1,D2,D3,D4 및 콘덴서 C2와 제너다이오드 ZD1를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압방전등용 안정기의 단락 보호회로.
제1항에 있어서, 상기 단락감지수단은,

상기 안정기의 출력양단에 연결된 콘덴서 C12와,

베이스가 상기 콘덴서 C12의 충전전압을 입력받도록 연결되어, 상기 콘덴서 C12에 충전전압이 없으면 상기 PC3을 동작시키고, 상기 콘덴서 C12에 충전전압이 있으면 상기 PC3을 동작시키지 않도록 연결된 트랜지스터 Q5를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압방전등용 안정기의 단락 보호회로.