KR870001309Y1

KR870001309Y1 - 전자식 형광램프 점등장치

Info

Publication number: KR870001309Y1
Application number: KR2019840008558U
Authority: KR
Inventors: 송효선
Original assignee: 송효선
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1987-03-14
Also published as: KR860003247U

Abstract

내용 없음.

Description

전자식 형광램프 점등장치

제1도는 본 고안의 전체 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 트랜스포머 2,3 : 트랜스포머의 2차측 권선

4,5 : TR 6 : 1차측 권선

7 : 형광램프 10 : 다이액

11 : 감온소자 12 : 분압저항

13 : TR 14 : 정류기

C2,C3,C4 : 콘덴서 Rl,R2 : 저항

A : 지연회로 B : 충방전 회로

가 : 파형정형회로

본 고안은 전자석 형광램프 점등장치에 관한 것으로 간편한 구조로써 효율적인 점등이 가능하게 함과 동시에 이상과대(異常過大) 전류로 부터 점등장치의 회로를 보호할 수 있게 한 것이다.

종래에는 형광램프를 점등시키기 위하여 쵸크코일을 사용하였으나 특히 점등에 상당한 시간이 소요될뿐만 아니라 무게가 무겁고 쵸크코일의 코어에서 발생되는 힘(Hum)으로 인하여 신경을 자극하게 되었다. 따라서 이와 같은 문제점을 감안하여 입력전원을 정류하여 직류로 변환한 후 이를 채배하여 고전압을 얻어 점등하도록 하였으나 이는 경량이고 힘의 발생이 제거되며 순간점등이 가능하게 되는 반면에 형광램프에서 소비되는 전력이 저항에 의하여 제거되게 한 방식이어서 전력의 손실이 크고 형광램프에 흐르는 전류가 직류이므로 광전변환효율(光電變換)이 저하될 뿐만 아니라 장시간 점등시에는 형광램프의 일측에 흑화(黑化)현상이 발생하여 그 수명이 단축되는 등의 문제점이 있었다.

그러므로 근래에는 트랜지스터를 사용한 인버터로써 효율을 향상시키고 순간점등이 가능하게 한 것들이 제안되었다.

예를들면 대한민국 특허 공고번호 제81-1421호와 대한민국 실용신안 공고번호83-1600호로 알려진 전자식 형광등 안정기와 인버터식 형광등 점등장치의 내용이 그것이다.

먼저 대한민국 특허 공고번호 제81-1421호의 내용을 살펴보면 트랜스포머에 극성이 반대인 1쌍의 2차측 권선을 마련하고 이에 각각 다이오드 및 저항 그리고 보조트랜지스터, 주트랜지스터를 접속하며 1차측 권선에는 공진용 인덕터와 캐패시턴스 그리고 부하인 점등관을 연결하여서 된 것이다.

상기한 전자식 형광등 안정기는 저항과 트랜스 권선의 인덕턴스 값을 극히 정밀하게 조정하여 줌으로써 베이스 전류와 콜렉터 전류의 위상차를 일으켜 자화효과(Magnetizing Effect)에 의하여 트랜지스터 전류의 차단에 필요한 시간을 줄여 줌으로써 두개의 트랜지스터가 동시에 ON되는 시간을 없애도록하여과대 전류로 인한 열파괴(Thermal Break Down)현상이 야기되지 않도록 한 것인바, 트랜지스터의 고유한 스토리지(Storage)시간의 차이와 저항의 오차, 그리고 트랜지스터 자체의 주파수 특성 등의 여러가지 오차를 보상 시킬 수 있도록 극히 정밀한 조정을 수행하여야 하는 어려운 문제점이 뒤따랐다.

또한 대한민국 실용신안공고 번호 제83-566호의 내용을 살펴보면 트랜스포머에 형성된 극성이 반대인 1쌍의 2차측 권선에 2개의 다이오드 및 트랜지스터를 각각 접속하고 1차측 권선은 인덕터와 캐패시턴스로써 공진회로를 구성하며 이와 점등관을 연결하도록 된 것이여서 그 구조가 비교적 간단하고 높은 효율과 향상된 안정도를 얻을 수 있게 되었다.

그러나 전윈을 켜둔 상태에서 부하인 점등관이 제거되는 경우에도 발진이 계속되어 불필요한 전력소비를 하게됨은 물론 공진 전압이 퀼리터 팩터(Quality Factor)와 전원 전압(VS)을 곱한 값이 되어 캐패시터에 지속적으로 축적되어 캐패시터의 내압을 초과하므로 콘덴서가 파괴되는 문제점이 있으며, 상기의 고압에 의한 스파아크(Spike)가 트랜스의 권선을 통하여 스위칭 동작을 수행하고 있는 트랜지스터에 인가되므로 여전히 고가인 고내압의 전력증폭용 트랜지스터를 사용하지 않으면 안되고 따라서 원가를 상승시키게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 간결한 구조로써 순간 점등 및 고효율 점등이 가능하도록 함과 동시에 부하의 변동이나 전원 전압의 과승 등으로 점등회로 부품이 파괴되지 않도록 구성하여서된 것으로 이를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

트랜스포머(1)에 극성이 서로 반대인 1쌍의 2차측 권선(2),(3)을 형성하며 TR (4),(5)의 베이스 및 에미터를 각각 연결하고 TR(4)의 에미터와 TR(5)의 콜렉터를 접속하며 TR(4)의 콜렉터와 TR(5)의 에미터에 직류 전압을 인가하여 1차측 권선(6)의 출력으로 형광램프(7)를 점등하도록한 공지의 것에 있어서, 1차측 권선(6)의 출력에 캐패시턴스(C1)를 삽입 설치하고 형광램프(7)의 필라멘트(8),(8') 그 양측에 고저항(R) 및 콘덴서(C4) 그리고 인덕터(L1)로 구성된 파형 정형회로(가)를 접속하고 교류 전원단자 (Pl),(P2)의 일측을 다이오드(D1)에 연결하여 반파정류된 출력파형이 시정수가 큰 지연회로(A)에 인가되도록 하며 이에 시정수가 작은 충방전 회로(B) 및 다이액(10)을 연결함으로써 다이오드(D2)를 경유하여 TR(4) 혹은 TR(5)의 베이스에 가하여 지게 되고 또한 더미스터 등으로 된 감온소자(11)를 TR(4),(5)의 방열판에 부착하고, 그 출력 신호가 분압저항(12)를 거쳐 TR(13)의 베이스에 인가되게 하며 TR(13)의 콜렉터를 TR(4) 혹은 TR(5)의 베이스에 접속하여서 된 것이다.

미설명부호 B+는 정류기의 "+" 출력선이고, 14는 정류기이며, C2,C3는 콘덴서, Rl,R2는 저항이다.

이와 같이 된 본 고안은 교류전원단자(Pl),(R2)로 입력된 전원이 정류기(14)에 정류되고 "+"의 전원이 TR(4),(5)에 인가되는데 트랜스포머(1)의 2차 권선(2),(3)이 신호 180°의 위상차가 나도록되어 있으므로 서로의 자화특성이 상쇄되어 임퍼턴스가 영에 가까워 지므로 자체발진(self-Oseillation)이 이루어지지 않는 준발진(quasi-oscillation) 상태가 된다. 이때 입력된 교류전원은 다이오드(D1)에서 반파정류되고 지연회로(A)에 가하여지는데 상기의 펙류는 지연회로(A)의 콘덴서(C2)를 충전시켜 주므로 저항(R1)에는 충전 전류가 흐르게 된다. 따라서 충방전회로(B)의 저항(R2)를 통하여 입력된 전압은 콘덴서(C3)에 충전되는데 충방전 회로(B)의 시정수는 지연회로(A)의 그것보다 상당히 적은 것이어서 지연회로(A)의 콘덴서(C2)가 한번 충전되는 동안 충방전회로(B)는 수십회의 충전과 방전을 계속하게 된다. 따라서 수십개의 필스가 콘덴서(C3)의 양단에 발생하게 되며 이때의 필스전압은 다이액(10)의 항복 전압이상이 되므로 다이액(10)은 연속적인 스위칭 동작을 하게 되며 따라서 이에 연결된 다이오드(D2)는 TR(5)의 베이스에 수십개의 펄스를 가하게 되는 것이고 그 후에는 지연회로(A)의 콘덴서(C2)가 충전완료되어 충전전류가 없으므로 충방전회로(B)는 동작을 정지한 상태가 된다.

이와 같이 하여 TR(5)는 턴온(turn on)되고 TR(4)는 턴오프(turn off)상태로 남아 있다가 다음 순간에 TR(5)의 베이스에 가해지던 펄스가 소멸되어 TR(5)가 턴오프되고 트랜스포머(1)의 2차측 권선(2)에 유기된 전압에 의하여 TR(4)가 턴온되는 동작을 반복하게 되는데 트랜스랜스포머(1)의 역할에 의해서 2차측 권선비로 1차측 권선비를 나눈값 만큼의 전류가 턴온상태의 TR(4)의 베이스에 인가되어 일정시간 동안 턴온 상태를 유지하게 된다. 따라서 콘덴서(C1)은 일정시간 후에는 충전이 완료되어 1차 권선(6)을 흐르는 전류는 차단된다.

이와 같이 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 1차측권선(6)의 역할에 의하여 과충전(over charge)되고 난후에는 이로 인하여 부하에 흐르는 전류의 방향이 바뀌고 이는 트랜스포머(1)의 1차측권선(6)을 자화(MagnetiEing)시킴과 동시에 턴오프 상태의 TR(5)을 턴온시키게 되어 재생작동(Regenerative operation)이 일어나게 되므로 발진이 유지되는 것이다.

이때의 발진주파수가 파형 정형 회로(가)의 인덕터(L1)와 콘덴서(C4)에서 공진되도록 하면 인덕터(Ll)와 퀼리터 팩터(Quality Factor) Q°와 전원 전압을 곱한 값이 형광램프의 양단에 가하여지는데 이 전압은 형광램프의 방전 개시 전압을 훨씬 상회하게 되므로 점등이 개시된다. 점등이 일단되고나면 형광램프(7)관의 내부 저항 값이 급격히 저하되어 Q°값이 낮아지므로 낮은 전압이 관에 공급되는데 인덕터(L1)와 콘덴서(C4) 그리고 병렬고저항(R)에 의하여 파형이 점등되므로 점등상태는 더욱 안정되는 것이다.

이와 같이 하여 사용하다가 전원 전압의 변동이나 잡음의 혼입 또는 부하의 변화 등의 요인으로 인하여 TR(4)나 TR(5)가 오동작하여 과전류가 흐르게 되면 그 전류의 크기에 따라 도통상태에 있던 TR이 차단 되는데 소요되는 시간이 상이하게 되고 따라서 두개의 TR이 동시에 도통되는 경우가 발생하여 TR(4)(5)에 많은 전류가 동시에 직접 흐르게 된다. 따라서 TR(4),(5)는 치명적으로 손상을 받아 못쓰게 되므로 본 고안에서는 TR(4),(5)의 방열판에 더어미스터 등의 감온소자(11)를 부차하여 TR(4),(5)의 발진이 강제로 정지되게 함으로써 보호되도록 하였다.

즉 상온에서는 그 내부저항이 무한대에 가깝다가 TR(4),(5)에 과대 전류가 흘러 발열되기 시작하면 방열판이 가열되고 이 열은 감온소자(11)에 가하여져 내부 저항이 급격히 감소하여 수옴(ohm)정도가 되며 따라서 분압저항(12)를 거쳐 TR(13)예는 "+"R 전압이 인가되어 턴온된다.

그러므로 TR(5)의 베이스는 TR(13)을 거쳐서 접지되므로 TR(5)는 발진이 정지되고 따라서 TR(4)도 발진이 정지되어 TR(4),(5)에 흐르던 과전류는 순간적으로 차단된다.

본 고안에서는 이와 같이 하여 TR(4),(5)을 과전류로부터 보호할 수 있게 되는 것이며 일정시간이 지나면 TR(4),(5)가 냉각되어 재동작할 수 있는 정도까지 안정되고 장애요인을 해결하여 전원을 넣으면 감온소자(11)는 그 내부저항이 무한대로 복귀되므로 TR(13)은 턴오프되고, 그러므로 TR(4),(5)는 상기한 바와같은 과정으로 정상적인 발진동작을 재개하게 되는 것이다.

이와 같이 하여 본 고안은 특히 간결한 구조로써 효율적인 점등이 가능한 것일 뿐만 아니라 형광램프의 수명을 연장시킬 수 있으며 외부의 장애요인에 의하여 발진회로에 과대 전류가 흐를 경우에는 자동적으로 전류가 차단되어 발진 회로를 보호할 수 있게 되는 것이어서 비교적 저전류 저 내압의 TR을 사용할 수 있게 되어 생산원가가 크게 절감되는 유용한 것이다.

Claims

트랜스포머(1)에 형성된 극성이 반대인 1쌍의 2차측권선(2),(3)에 TR(4),(5)을 각각 접속하고 이에 정류기(14)의 출력전압을 인가하여 1차측 권선(6)의 출력으로 형광램프(7)를 점등하도록 한 공지의 것에 있어서, 형광램프(7)의 필라멘트(8),(8)양쪽에 인덕터(L.1) 및 병렬접속된 콘덴서(C4)및고저항(R)을 연결하며, 교류전원에 다이오드를 접속하고 이를 콘덴서(C2)및 저항(R1)으로 구성된 지연회로에 인가하며 이에 콘덴서(C3) 및 저항(R2)로 구성된 시정수가 비교적 작은 충방전 회로(B)를 접속하고 그 출력이 다이액(10)에 인가되게 하며 TR(4),(5)의 방열판에 부착된 더미스터 등으로 된 감온소자(11) 및 분압저항(12)에 의한 출력이 베이스에 인가되는 TR(13)의 콜렉터와 다이액(10)의 출력측이 TR(4),(5)중에 어느 하나의 베이스에 접속되게한 전자식 형광램프 점등장치.