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KR200359557Y1 - 개선된 전자식안정기의 음극예열회로 - Google Patents

개선된 전자식안정기의 음극예열회로 Download PDF

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KR200359557Y1
KR200359557Y1 KR20-2004-0013130U KR20040013130U KR200359557Y1 KR 200359557 Y1 KR200359557 Y1 KR 200359557Y1 KR 20040013130 U KR20040013130 U KR 20040013130U KR 200359557 Y1 KR200359557 Y1 KR 200359557Y1
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Abstract

본 고안은, 교류 입력 전원(AC input)과, 상기 입력 전원을 정류하는 브릿지정류회로, 인버터IC의 출력에 의해 교대로 온 오프 구동하는 트랜지스터(Q1 및 Q2)를 구비하여 이루어져서 구형파를 출력하는 구형파 발진부 및, 형광등(FL)이 점등되기 전 음극예열 상태에서 상기 구형파 신호가 C1-L1-C2-R 회로를 구성하여 흐르고, 형광등이 점등하면, 상기 구형파가 C1-L1-FL-R 회로를 구성하여 흐르는 형광등 예열 점등회로부를 구비하여 구성되는 전자식 조광안정기에 있어서, 상기 트랜지스터(Q1 및 Q2)와 콘덴서(C1) 사이에 콘덴서(C5)를 통해 이어지는 인덕터(L2)와 1차 및 2차의 보조권선(L21,L22)으로 이루어지는 예열전용의 트랜스가 구비되고, 이 트랜스에 의해 형광등(FL)이 예열되도록 구성되되, 형광등 고압부 음극필라멘트의 예열은 인덕터(L2)의 보조권선(L21)에 유기되는 전압이 콘덴서(C3)를 통해 흐르고, 형광등 저압부 음극필라멘트의 예열은 보조권선(L22)에 유기되는 전압이 콘덴서(C4)를 통해 흐르면서 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 개선된 조광안정기의 음극예열회로를 제공한다.

Description

개선된 전자식안정기의 음극예열회로{IMPROVED ELECTRONIC BALLASTS FILAMENT PRE-HEATING CIRCUIT}
본 고안은 전자식 안정기나 조광안정기에 있어서의 형광등 음극 예열방식에 관한 것으로, 특히 별도의 예열전용의 트랜스 혹은 인덕터를 사용함으로, 형광등 점등 시, 껌벅임이 없이 한번에 설정된 밝기로 점등되고, 1개의 안정기를 겸용으로사용하도록 된 개선된 전자식 안정기의 음극예열회로에 관한 것이다.
일반적으로, 전자식 조광안정기의 점등에 필요한 음극필라멘트에 있어서는, 가장 간단하게 경제적으로 이용하는 음극전류예열방식이 있으나, 조광안정기에 있어서 필수적인 분위기 조명을 위해 외부 설정된 제어신호입력에 비례하여 껌벅임 없이 단 한번에 설정된 밝기로 매끄럽게 점등하기 위해서, 음극전압예열방식이 이용되고 있으며, L-C공진회로에 있는 초크인덕트에 보조권선을 감아 형광등의 음극필라멘트 예열용 전원 공급으로 사용한다.
전자식 조광안정기는 R(여기서는 형광등)-L-C 직렬공진을 이용한 위상제어방식[인버터IC로 R-L-C공진회로의 주파수를 변경시키면서 주파수 변경에 따라 L 및 C 값의 임피던스 변화로 회로의 위상(Phase)값이 변하는 위상제어방식]이므로, 조광(dimming) 상태에 따라 형광등관(tube)의 전압 및 전류가 변한다.
한편, 일반의 전자식 안정기는 형광등의 타입 및 용량(watt)에 따라 형광등관 전압 및 전류가 정해지므로, 1개의 안정기를 다중파워형(Multipower:겸용형)으로 사용하기는 어렵게 된다. 이에 따라, 형광등용의 전자식 안정기 및 조광안정기 제조업체에서는 형광등의 타입별 용량별로 매우 많은 제품 종류를 생산하고 있어, 관리의 측면에서 어려움을 겪고 있다.
따라서, 많은 제품 중 일부 품목을 다중파워형으로 생산하면, 생산품목 종류를 일부 줄일 수 있고, 표준화 단순화 등의 기타 측면에서 경제적일 수가 있다.
다중파워형으로 하기 위해 별도의 예열전용 인덕터를 추가한 음극전압예열방식의 일반의 전자식안정기는, 동작주파수가 일정하므로, 음극 예열전압이 일정하다. 이에 반해, 전자식 조광안정기는 조광에 따른 주파수 변동분 만큼만 음극예열전압에 영향을 미치므로, 일반의 전자식안정기나 전자식 조광안정기 모두에서 다중 파워형이 가능할 수 있다.
도 1은 일반적으로 사용되는 음극전류예열 방식의 안정기회로로, 교류의 입력 전원(AC input)과, 전원에 이어지는 브릿지 정류회로와, 브릿지 정류회로의 한쪽 노드에 이어지는 FET인 Q1 및 Q2, Q2에 이어지는 과전류 검출저항(R), 상기 Q1과 Q2 사이에 이어지는 배터리 콘덴서(C1), 콘덴서(C1)에 이어지는 초크인덕터(L1), 인덕터(L1)와 상기 과전류 검출저항(R)의 사이에 이어지는 공진콘덴서(C2)와, 인덕터(L1)와 콘덴서(C2) 사이와 콘덴서(C2)와 저항(R) 사이에 병렬 연결되는 형광등(FL)이 구비된다.
이와 같은 전자식 안정기의 동작은, 입력(AC input)으로부터의 전원이 브릿지 정류회로에서 맥류로 변환되고, 스토리지콘덴서(CO)를 충전하게 된다. 그리고,인버터IC(도시생략)가 기동전압에 도달하면, 트랜지스터(Q1,Q2)가 발진하기 시작한다.
한편, Q1 및 Q2의 교대의 온-오프에 의한 구형파는 형광등(FL)이 점등되기 전의 음극예열상태에서, C1-L1-C2-R로 회로를 구성하여 흐르게된다. 그리고, 형광등(FL)이 점등되면, 상기 Q1 및 Q2에 의한 구형파는 C1-L1-FL-R로 회로를 구성하여 흐르고, C2에는 음극필라멘트 예열전류가 흐르게 된다.
한편, 도 2는 초크인덕터와 보조권선을 이용한 음극전압예열방식의 전자식 안정기의 회로도이다. 도 1과 구분되는 점은 인덕터(L1)에 제1 및제2보조권선(L12, L11)이 구비되고, 보조권선(L11)과 노드(n1) 사이와 보조권선(L12)과 노드(n2) 사이에 각각 음극전압예열용 결합콘덴서(C3,C4)가 이어지며, 보조권선(L11,L12)의 다른쪽 단부가 형광등(FL)의 고압부 및 저압부에 이어진 것이다.
이와 같은, 음극전압예열방식의 전자식 조광안정기의 동작은, 입력(AC input)으로부터의 전원이 브릿지 정류회로에서 맥류로 변환되면서, 스토리지콘덴서(C0)를 충전한다. 한편, 인버터IC(도시생략)가 기동전압에 도달하면, 트랜지스터(Q1,Q2)가 발진하기 시작한다.
여기서, Q1 및 Q2의 교대의 온-오프에 의한 구형파는 형광등(FL)이 점등되기 전의 음극예열상태에서 C1-L1-C2-R로 회로가 구성되어 흐른다. 그리고, 형광등(FL)이 점등되면, 상기 Q1 및 Q2에 의한 구형파는 C1-L1-FL-R로 회로 구성되어 흐르게 된다. 여기서, C1＞＞C2이다.
도 2에서는, 형광등 고압부 음극필라멘트의 예열은 인덕터(L1)의 보조권선(L11)에 유기되는 전압이 콘덴서(C3)를 통해 흐르고, 형광등 저압부 음극필라멘트의 예열은 보조권선(L12)에 유기되는 전압이 콘덴서(C4)를 통해 흐르면서 이루어진다.
이와 같은 예열회로에서는 형광등(FL)을 조광시키면, 형광등(FL)이 밝기의 변화에 따라 형광등관 전압과 전류가 변하므로, 직렬로 연결된 인덕터(L1) 전압과 전류도 변한다. 즉, 형광등(FL)의 조광에 따른 주파수 변동에 따른 음극 예열전압변동뿐 아니라, 형광등(FL)의 밝기에 따라서도 보조권선(L11, L12)에 유기되는 전압이 변하므로, 이에 따라 형광등 음극필라멘트에 걸리는 음극 예열전압도 변한다.
또한, 조광형이 아닌 일반형 음극전압예열방식의 전자식 안정기라도 타입이나 용량에 따른 형광등관 전압, 전류 및, 음극예열전압이 제각각 달라 1개의 안정기를 겸용형으로 사용하는 것은 불가능하다.
본 고안 상기와 같은 점을 보완하고자 별도의 음극 예열전용의 트랜스 혹은 인덕터를 사용함으로써, 형광등의 용량 및 밝기에 따라서는 음극 예열전압은 변동하지 않고, 단지 주파수 변동분 만큼만 음극 예열전압에 관여함으로, 규정된 예열전압 범위내에서 음극 예열을 할 수 있어 겸용형 전자식 안정기로 사용할 수 있도록 된 개선된 전자식 안정기의 음극예열회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 일반적으로 사용되는 음극전류예열 방식의 안정기회로도,
도 2는 초크인덕터의 보조권선을 이용한 음극전압예열방식의 전자식 안정기의 회로도,
도 3은 본 고안에 따른 음극전압예열방식 전자식안정기 회로도이다.
＜참조부호의 설명＞
C0 - 스토리지(Storage)콘덴서, Q1,Q2 - FET,
L1 - 초크인덕터, L2 - 트랜스 혹은 인덕터,
L21,L22 - 보조권선, C1 - 블록콘덴서,
C2 - 공진콘덴서, R - 과전류검출저항.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 고안은, 교류 입력 전원(AC input)과, 상기 입력 전원을 정류하는 브릿지 정류회로, 인버터IC의 출력에 의해 교대로 온 오프 구동하는 트랜지스터(Q1 및 Q2)를 구비하여 이루어져서 구형파를 출력하는 구형 파 발진부 및, 형광등(FL)이 점등되기 전 음극예열 상태에서 상기 구형파 신호가 C1-L1-C2-R 회로를 구성하여 흐르고, 형광등이 점등하면, 상기 구형파가 C1-L1-FL-R 회로를 구성하여 흐르는 형광등 예열 점등회로부를 구비하여 구성되는 전자식 조광안정기에 있어서, 상기 트랜지스터(Q1 및 Q2)와 콘덴서(C1) 사이에 콘덴서(C5)를 통해 이어지는 인덕터(L2)와 1차 및 2차의 보조권선(L21,L22)으로 이루어지는 예열전용의 트랜스가 구비되고, 이 트랜스에 의해 형광등(FL)이 예열되도록 구성되되,형광등 고압부 음극필라멘트의 예열은 인덕터(L2)의 보조권선(L21)에 유기되는 전압이 콘덴서(C3)를 통해 흐르고, 형광등 저압부 음극필라멘트의 예열은 보조권선(L22)에 유기되는 전압이 콘덴서(C4)를 통해 흐르면서 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 개선된 조광안정기의 음극예열회로를 제공한다.
이하, 도면을 참조로 본 고안을 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 음극전압예열방식 전자식안정기 회로를 나타낸 도면으로, 교류의 입력 전원(AC input)과, 전원에 이어지는 브릿지 정류회로와, 브릿지정류회로의 한쪽 노드에 이어지는 FET인 Q1 및 Q2, Q2(구형파 발생부)에 이어지는 과전류 검출저항(R), 상기 Q1과 Q2 사이에 이어지는 배터리 콘덴서(C1), 콘덴서(C1)에 이어지는 초크인덕터(L1), 인덕터(L1)와 상기 과전류 검출저항(R)의 사이에 이어지는 공진콘덴서(C2)와, 인덕터(L1)와 콘덴서(C2) 사이와 콘덴서(C2)와 저항(R) 사이에 병렬 연결되는 형광등 램프(FL)가 구비된다.
또한, 콘덴서(C5)를 통해서 Q1 및 Q2와 콘덴서(C1) 사이에 이어지는 인덕터(L2)에 제1 및 제2보조권선(L21, L11)이 구비되고, 보조권선(L11)과 노드(n1) 사이와 보조권선(L12)과 노드(n2) 사이에 각각 음극전압예열용 결합콘덴서(C3,C4)가 이어지며, 보조권선(L11,L12)의 다른쪽 단부가 형광등(FL)의 고압부 및 저압부에 이어지도록 된다.
이와 같은, 본 고안에 따른 음극전압예열방식의 전자식 조광안정기의 동작은, 입력(AC input)으로부터의 전원이 브릿지 정류회로에서 맥류로 변환되고, 스토리지콘덴서(C0)를 충전한다. 한편, 인버터IC(도시생략)가 기동전압에 도달하면,트랜지스터(Q1,Q2)가 발진하기 시작한다.
여기서, Q1 및 Q2의 교대의 온-오프에 의한 구형파는 형광등이 점등되기 전의 음극예열상태에서 C1-L1-C2-R로 회로가 구성되어 흐르는 한편, 콘덴서(C5)를 통해 인덕터(L2)로 흐른다.
그리고, 형광등(FL)이 점등되면, 상기 Q1 및 Q2에 의한 구형파는 C1-L1-F1-R로 회로가 구성되어 흐르게 된다. 여기서, C1＞＞C2이다.
본 고안에서는, 형광등 고압부 음극필라멘트의 예열은 인덕터(L2)의 보조권선(L21)에 유기되는 전압이 콘덴서(C3)를 통해 흐르고, 형광등 저압부 음극필라멘트의 예열은 보조권선(L22)에 유기되는 전압이 콘덴서(C4)를 통해 흐르면서 이루어진다.
이와 같은 예열회로에서는 형광등(FL)을 조광시키면, 형광등(FL)이 밝아졌다 어두워졌다 하여도 형광등의 밝기와 용량(watt)은 예열전용 인덕터(L2)에 영향을 미치지 않는다. 즉, 형광등(FL)을 조광시키기 위한 주파수 변동에 따른 2차권선(L21, L22)에 따른 음극예열전압 변동 분만큼만 형광등 음극필라멘트에 걸리는 예열전압이 변한다.
따라서, 형광등 타입이나 용량에 따라 일부 형광등에서는 음극필라멘트에 규정 범위내로 음극전압 예열을 가하면서 1개의 안정기를 겸용형으로 사용할 수 있다.
또한, 일반 전자식 안정기에서도 쉽게 용량에 관계없이 겸용형으로 사용할 수 있다.
실제로, 전자식안정기 및 전자식 조광형안정기 FPL 18W 및 FPL 24W는 안정기제품규정(음극예열전압 등)을 만족하면서 호환성을 갖는 다중파워형 안정기를 제공하고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의하면, 별도의 예열전용의 트랜스 혹은 인덕터를 사용함으로써, 형광등의 용량 및 밝기에 대한 음극 예열전압은 변동하지 않고, 단지 동작 주파수만 음극 예열전압에 관여함으로, 규정된 예열전압 범위내에서 예열을 할 수 있게 된다. 그리고, 겸용형(Multipower)의 조광안정기를 제공하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 교류 입력 전원(AC input)과,
    상기 입력 전원을 정류하는 브릿지 정류회로,
    인버터IC의 출력에 의해 교대로 온 오프 구동하는 트랜지스터(Q1 및 Q2)를 구비하여 이루어져서 구형파를 출력하는 구형파 발진부 및,
    형광등(FL)이 점등되기 전 음극예열 상태에서 상기 구형파 신호가 C1-L1-C2-R 회로를 구성하여 흐르고, 형광등이 점등하면, 상기 구형파가 C1-L1-FL-R 회로를 구성하여 흐르는 형광등 예열 점등회로부를 구비하여 구성되는 전자식 안정기에 있어서,
    상기 트랜지스터(Q1 및 Q2)와 콘덴서(C1) 사이에 콘덴서(C5)를 통해 이어지는 인덕터(L2)와 1차 및 2차의 보조권선(L21,L22)으로 이루어지는 음극 예열전용의 트랜스가 구비되고, 이 트랜스에 의해 형광등(FL)의 음극이 예열되도록 구성되되,
    형광등 고압부 음극필라멘트의 예열은 인덕터(L2)의 보조권선(L21)에 유기되는 전압이 콘덴서(C3)를 통해 흐르고, 형광등 저압부 음극필라멘트의 예열은 보조권선(L22)에 유기되는 전압이 콘덴서(C4)를 통해 흐르면서 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 개선된 전자식 안정기의 음극예열회로.
  2. 교류의 입력 전원(AC input)과, 이 전원에 이어지는 브릿지 정류회로, 브릿지 정류회로의 한쪽 노드에 이어지는 FET인 Q1 및 Q2, Q2에 이어지는 과전류 검출저항(R), 상기 Q1과 Q2 사이에 이어지는 배터리 콘덴서(C1), 콘덴서(C1)에 이어지는 초크인덕터(L1), 인덕터(L1)와 상기 과전류 검출저항(R)의 사이에 이어지는 공진콘덴서(C2)와, 인덕터(L1)와 콘덴서(C2) 사이와 콘덴서(C2)와 저항(R) 사이에 병렬 연결되는 형광등 램프(FL)가 구비되는 전자식 안정기에 있어서,
    콘덴서(C5)를 통해서 Q1 및 Q2와 콘덴서(C1) 사이에 이어지는 인덕터(L2)에 제1 및 제2보조권선(L21, L22)이 구비되고, 보조권선(L21)과 노드(n1) 사이와 보조권선(L22)과 노드(n2) 사이에 각각 음극전압예열용 결합콘덴서(C3,C4)가 이어지며, 보조권선(L21,L22)의 다른쪽 단부가 형광등의 형광등(FL)의 고압부 및 저압부에 이어지도록 것을 특징으로 하는 개선된 전자식 안정기의 음극예열회로.
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