KR910003811Y1

KR910003811Y1 - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: KR910003811Y1
Application number: KR2019890000476U
Authority: KR
Inventors: 조헌구
Original assignee: 신광기업 주식회사; 성덕수
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1991-06-03
Also published as: KR900015131U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Discharge lamp lighting device

제 1 도는 본 고안에 따른 방전등 점등 장치 회로도.1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to the present invention.

제 2 도는 본 고안에 따른 방전등 점등 장치의 미점등시 주요 부분의 파형도.Figure 2 is a waveform diagram of the main portion of the discharge lamp lighting apparatus according to the present invention when not lit.

제 3 도는 본 고안에 따른 방전등 점등 장치의 점등시 주요 부분의 파형도.3 is a waveform diagram of the main part when the discharge lamp lighting apparatus according to the present invention is turned on.

제 4 도는 본 고안에 따른 전구식 형광등.4 is a fluorescent bulb according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

L : 형광등 E : 전원L: Fluorescent E: Power

Q1 : 스위칭 트랜지스터 Q2 : 소신호 트랜지스터Q1: switching transistor Q2: small signal transistor

D1 : 브릿지 정류기 D2 : 다이오드D1: bridge rectifier D2: diode

DZ : 제너다이오드 L1 : 베이스 구동 코일DZ: Zener Diode L1: Base Drive Coil

L2 : 전류 제어용 코일 L3 : 인덕터L2: Current Control Coil L3: Inductor

f : 휴즈 C1∼C6 : 콘덴서f: fuse C1 to C6: capacitor

Rs, R1∼R4 : 저항 TNR : 뇌써지전압 방지용Rs, R1 to R4: Resistance TNR: For preventing surge voltage

본 고안은 형광등 안정기에 관한 것으로서 특히, 전구식 형광등에 적합하도록 구성된 방전등 점등 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorescent ballast, and more particularly, to a discharge lamp lighting device configured to be suitable for a bulb-type fluorescent lamp.

종래의 전구식 형광등의 안정기는 철심코어와 코일로 구성된 쵸크 코일형 안정기이므로 무겁고, 안정기 자체 손실이 크므로 효율이 낮으며 특히 전압 변동에 민감하여 저 전압시는 점등이 되지 않고 과전압시는 안정기가 과열되어 화재의 위험이 있었으며 또한 제 4 도와 같이 형광등을 밀폐하여 사용할시에는 형광등에서 발생한 열과 안정기의 열로 인하여 안정기가 소손되고 글로우 스타터의 바이메탈 전극이 단락(Short)됨으로써 깜박거리는 점멸 현상이 발생하였다.The ballast of the conventional fluorescent lamp is a choke coil type ballast composed of an iron core core and a coil and is heavy, and the loss of the ballast itself is large, so its efficiency is low. There was a risk of fire due to overheating. In addition, when the fluorescent lamp is sealed and used as shown in Fig. 4, the ballast is damaged due to the heat generated from the fluorescent lamp and the heat of the ballast, and the blinking of the bimetal electrode of the glow starter is shorted.

이에 따라 상기한 문제점을 보완하기 위하여 트랜지스터 인버터 고주파 점등 방식의 전자식 안정기를 사용하므로 인하여 저전압 점등 및 순간점등이 가능하고 소형, 경량이며, 전압변동에 따른 문제점이 해결되어, 광효율의 향상에 따른 절전효과를 가져왔으나 전자식 안정기를 사용한 전구식 형광등은 즉시 점등이 되므로써 램프전극의 필라 멘트에 있는 전자 방사물질의 비산이 극히 심하여 점등이 빈번한 장소에 사용할시 램프의 수명이 극히 짧아지는 현상을 가져왔다.Accordingly, in order to compensate for the above problems, the low voltage lighting and instantaneous lighting are possible due to the use of the electronic ballast of the high frequency lighting method of the transistor inverter, and the small size and light weight are solved. However, the bulb-type fluorescent lamp using the electronic ballast is turned on immediately, so the scattering of the electron-emitting material in the filament of the lamp electrode is extremely severe, and when used in a place where frequent lighting, the lamp life is extremely short.

본 고안에 이에 따라 상기한 문제점을 개선시킨 방전등 점등 장치로써 회로 구성을 첨부된 도면에 따라 설명하면 다음과 같다.According to the present invention, a circuit configuration according to the accompanying drawings as a discharge lamp lighting device to improve the above problems are as follows.

제 1 도는 본 고안에 따른 방전등 점등장치의 회로 구성을 나타낸 것으로 그의 연결 구성을 살펴보면, 전원(E)은 저항(R1)과 휴즈(f)를 거쳐 브릿지 정류기(D1)에 연결되고, 콘덴서(C1)와 TNR은 저항(R1)의 일단과 휴즈(f)의 일단에 병렬 연결되고, 브릿지 정류기(D1)의 일단은 저항(Rs)을 거쳐, 병렬 연결된 콘덴서(C3)와 저항(R2) 및 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 연결되며 병렬 연결된 인덕터(L3)와 콘덴서(C5)를 거쳐 램프(L)의 일단과 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에 연결되고, 브릿지 정류기(D1)의 일단은 콘덴서(C2)와 전류제어용 코일(L2)를 거쳐 램프에 연결되고, 베이스 구동코일(L1)을 거쳐 다이오드(D2)와 저항(R4)에 연결되고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 에미터단은 소신호 트랜지스터(Q2)의 에미터단과 콘덴서(C4) 및 베이스 구동코일(L1)에 연결되고, 소신호 트랜지스터(Q2)의 베이스단은 저항(R4), 콘덴서(C4), 제너다이오드(DZ)의 애노드단에 연결되고, 컬렉터단은 저항(R2, R3)과 콘덴서(C3)에 연결되고, 저항(R3)은 다이오드(D2)와 제너다이오드(DZ)의 각 캐소드단에 연결되고, 램프(L)의 양단에는 콘덴서(C6)가 연결되는 구성으로, 상기 회로 구성의 동작 상태 및 작용 효과는 다음과 같다.1 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting apparatus according to the present invention. Looking at the connection configuration thereof, the power source E is connected to the bridge rectifier D1 via a resistor R1 and a fuse f, and a capacitor C1. ) And TNR are connected in parallel to one end of resistor (R1) and one end of fuse (f), and one end of bridge rectifier (D1) through resistor (Rs), and in parallel connected capacitor (C3), resistor (R2) and transistor. It is connected to the base end of Q1 and is connected to one end of the lamp L and the collector end of the transistor Q1 via an inductor L3 and a capacitor C5 connected in parallel, and one end of the bridge rectifier D1 is connected to a capacitor ( C2) and the current control coil L2 are connected to the lamp, and the base driving coil L1 is connected to the diode D2 and the resistor R4, and the emitter terminal of the switching transistor Q1 is a small signal transistor ( The small signal transistor Q2 is connected to the emitter stage of Q2), the capacitor C4, and the base driving coil L1. The base end is connected to the anode end of the resistor (R4), condenser (C4), zener diode (DZ), the collector end is connected to the resistors (R2, R3) and capacitor (C3), the resistor (R3) is a diode ( It is connected to each cathode end of D2) and the zener diode DZ, and a capacitor C6 is connected to both ends of the lamp L, and the operation state and effect of the circuit configuration are as follows.

제 1 도에서 전원전압(E)이 저항(R1)과 휴즈(f)를 통하여 공급되면 브릿지 정류기(D1)에서 정류하여 콘덴서(C2)에 충전된다.In FIG. 1, when the power supply voltage E is supplied through the resistor R1 and the fuse f, the power supply voltage E is rectified by the bridge rectifier D1 and charged in the capacitor C2.

이때 저항(R1)은 콘덴서(C2)에 충전전류가 순간적으로 수십 암페어의 돌입전류가 발생하므로 이를 억제하여 스위치 접점 용착 방지 및 휴즈용단을 방지하기 위한 돌입전류방지 저항이며, 콘덴서(C1)는 점등 장치 내부에서 발생된 고주파가 전원측으로 유입되어 전파 장해를 일으키는 것을 방지하기 위한 잡음 방지용 콘덴서이고, TNR은 전원을 통하여 유입되는 뇌써지 전압을 차단하여 회로를 보호한다.At this time, the resistor R1 is an inrush current prevention resistor for preventing the switch contact welding and preventing the fuse contact by suppressing the inrush current of several tens of amperes because the charging current is instantaneously generated in the capacitor C2, and the capacitor C1 is turned on. It is a noise prevention capacitor to prevent high frequency generated inside the device from flowing to the power supply side and causing radio interference. TNR protects the circuit by cutting off the surge voltage flowing through the power supply.

여기에서 초기 시동은 브릿지 정류기(D1)에서 정류된 정류 전압이 저항(Rs)을 통하여 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 미소전류를 흘리면 스위칭 트랜지스터(Q1)는 턴온되어 인덕터(L3)를 통하여 스위칭 트랜지스터(Q1)는 도통된다.Here, the initial startup is that when the rectified voltage rectified by the bridge rectifier D1 flows a small current through the resistor Rs to the base of the switching transistor Q1, the switching transistor Q1 is turned on and switched through the inductor L3. Q1 is conducted.

그러면 트랜스포머(T1)의 베이스 구동코일(L1)과 역방향의 전류제어용 코일(L2) 및 콘덴서(C6)를 통하여 전류가 흐르므로 전류제어용코일(L2)에는 높은 공진 전압이 유기되기 때문에 베이스 구동코일(L1)에는 제 2a 도와 같은 높은 전압(Vp)이 유기된다.Then, a current flows through the base driving coil L1 of the transformer T1 and the current control coil L2 and the condenser C6 in the reverse direction, so that a high resonance voltage is induced in the current control coil L2. L1) is induced with a high voltage Vp equal to the second degree.

베이스 구동코일(L1)에 유기된 전압(Vp)은 다이오드(D2)에 의하여 (+)주기의 파형만 저항(R2, R3)을 통하여 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 전류를 공급한다.The voltage Vp induced in the base driving coil L1 supplies current to the base of the switching transistor Q1 through the resistors R2 and R3 by the diode D2 through only the waveform of the positive period.

이때 저항(R4)과 콘덴서(C4)에 의하여 소신호 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 제 3c 도와 같은 전압이 인가되어, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급된 전류의 일부가 소신호 트랜지스터(Q2)의 컬렉터에서 에미터로 흐르므로 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급된 전류는 제 3b 도와 같은 구형파 성분만 흐르므로 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스 영역에 축적된 소수 캐리어의 포화를 과대하게 하지 않으므로 스위칭 손실이 적어 안정하게 동작한다.At this time, a voltage equal to the third voltage is applied to the base of the small signal transistor Q2 by the resistor R4 and the capacitor C4, so that a part of the current supplied to the base of the switching transistor Q1 is the small signal transistor Q2. Since the current supplied to the base of the switching transistor Q1 flows from the collector to the emitter, only the square wave component such as the 3b degree flows, so that the saturation of the minority carriers accumulated in the base region of the switching transistor Q1 is not excessive. Low loss and stable operation

이때, 저항(R2)과 병렬로 연결된 콘덴서(C3)는 스피드 업(speed up) 콘덴서이다.At this time, the capacitor C3 connected in parallel with the resistor R2 is a speed up capacitor.

이러한 초기시동시에 스위칭 트랜지스터(Q1)가 "온"되면 상기 설명에서와 같이 전류제어용코일(L2)과 콘덴서(C6)를 통하여 전류가 흐르므로 전류 제어용 코일(L2)에는 "Vo=Qo Vsat"의 높은 공진 전압이 유기되므로 베이스 구동코일(L1)에는 제 2a 도와 같은 높은 전압(Vp)이 유기되고, 이와같이 초기에 유기된 전압(Vp)은 정산 동작시의 베이스 구동코일(L1)에 유기되는 전압(Va : 제 2a 도에 도시)보다 높으므로 제너다이오드(DZ)의 항복전압(Vz) 이상이되어 제너다이오드(DZ)의 항복전압 이상의 전압은 제너 다이오드(DZ)를 도통시켜서, 다이오드(D2)와 제너다이오드(DZ)를 통하여 소신호 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 공급된다.When the switching transistor Q1 is "on" at this initial start-up, current flows through the current control coil L2 and the condenser C6 as described above, so that the current control coil L2 has a "Vo = Qo Vsat". Since a high resonance voltage is induced, a high voltage Vp, such as 2a, is induced in the base driving coil L1, and the initially induced voltage Vp is induced in the base driving coil L1 during the settlement operation. It is higher than the breakdown voltage Vz of the zener diode DZ because it is higher than Va: shown in FIG. 2A, and the voltage above the breakdown voltage of the zener diode DZ conducts the zener diode DZ, It is supplied to the base terminal of the small signal transistor Q2 through the zener diode DZ.

그러면 소신호 트랜지스터(Q2)는 완전히 턴온(trun on)되어 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류는 제 2b 도와 같이 되므로 튜티싸이클이 적어져서 램프 전류는 적게 흐른다.Then, the small signal transistor Q2 is completely turned on, so that the base current of the switching transistor Q1 is equal to the second level, so the duty cycle is small, so that the lamp current flows less.

이 전류에 의하여 램프는 이점등 상태가 되어 필라멘트를 0.8∼1초 동안 가열하게 되고 충분히 가열되면 램프는 정상적으로 점등된다.This current causes the lamp to be in an advantaged state, heating the filament for 0.8 to 1 second, and when sufficiently heated, the lamp is normally turned on.

그러면 베이스 구동코일(L1)에는 (-)주기의 전압이 인가되어 스위칭 트랜지스터(Q1)는 "오프"되면서 갑자기 전류가 중단되므로 전류제어용 코일(L2)에 역기전압이 발생하여 콘덴서(C5)와 병렬 공진이 되고, 베이스 구동코일(L1)에는 제 3a 도와 같이 공진에 의하여 생기는 정상적인 전압(Va)이 유기되므로 반주기를 경과하면서 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온, 오프의 발진 과정을 계속하여 점등상태를 유지한다.Then, a voltage of a negative period is applied to the base driving coil L1, and the switching transistor Q1 is "off" and the current is suddenly stopped. Thus, a counter voltage is generated in the current control coil L2 and parallel with the capacitor C5. Resonance occurs, and since the normal voltage Va generated by the resonance is induced in the base driving coil L1 as shown in FIG. 3a, the switching transistor Q1 continues to be turned on and off while the cycle is half-cycled. do.

이와 같은 동작중 콘덴서(C5)는 스위칭 트랜지스터(Q1)의 오프시 컬렉터와 에미터간의 순간 전압(Vce)의 상승을 방지하여 안정된 동작을 유지시켜, 스위칭 손실을 줄이고 효율을 개선시키며, 베이스 구동코일(L1)과 콘덴서(C3)로 구성된 직렬 공진 회로의 공진 주파수는 대단히 크며 공진주파수 fo는로 결정된다.During such operation, the capacitor C5 maintains stable operation by preventing an increase in the instantaneous voltage Vce between the collector and the emitter when the switching transistor Q1 is off, thereby reducing switching loss and improving efficiency, and the base driving coil. The resonant frequency of the series resonant circuit composed of (L1) and condenser (C3) is very large and the resonant frequency fo is Is determined.

제 4 도는 본 고안에 따른 전자식 안정기에 사용되는 전구식 형광등으로 형광등은 전장이 280mm, 관경이 17mm의 나선형으로 소비전력이 14W이며 형광등의 내면에는 삼파장 형광물질을 도포하여 연색성 및 광효율을 향상시켰으며 형광등을 밀폐시에 사용하면 수명저하, 광효율저하, 색상변화 현상이 발생하게 되는데 이러한 현상을 없애고, 광효율을 향상시키기 위하여 형광등의 배기구에 수은 아말감(주아말감)을 주입하고, 메탈라스(보조 아말감)를 전극의 니켈 부분에 필라멘트와 접촉되지 않게 부착한 수은 아말감 형광등(Lo)이며, 그의 구성은 상카바(Cu)를 알루미늄, 하카바(Cl)를 유리, 중카바(Cm)는 내열재료인 PBT로 구성한 밀폐형으로 본 고안의 방전등 점등 장치를 중카바(Cm)에 삽입하고 형광등의 온도 상승에 의한 안정기의 파손을 방지하기 위하여 안정기의 일부에 절연체이면서 열전도성 특수 실리콘을 사용하여 상카바(Cu)인 알루미늄에 밀착하여 방열하므로써 밀폐기구의 내부온도가 일정하게 유지되게 하여 온도 상승에 따른 문제점도 해결하고, 외관이 미려하며, 먼지나 습기등으로부터 보호를 받으며, 소형, 경량, 저전압 점등, 순간점등이 되며, 전압 변동에 따른 광출력이 안정되고 수온 아말감 형광등을 사용하였기 때문에 광효율이 크게 향상되었으며 백열 전구와 같이 E26베이스, E22베이스를 사용하므로 백열전구의 호환성 있게 사용할 수 있으므로 실용적이며 또한 본 고안에 따른 회로에 의하여 점등이 부드럽게 되므로 전자 방사 물질의 비산이 없기 때문에 종래의 타전자식 안정기 보다 형광등의 수명이 크게 향상되는 효과를 갖게 된다.4 is a bulb type fluorescent lamp used in the electronic ballast according to the present invention, the fluorescent lamp is a spiral of 280 mm in total length and 17 mm in diameter, and consumes 14 W of power. The inner surface of the fluorescent lamp is coated with a three-wavelength fluorescent material to improve color rendering and light efficiency. When the fluorescent lamp is closed, lifespan, light efficiency, and color change occur. To eliminate this phenomenon and improve the light efficiency, mercury amalgam is injected into the exhaust port of the fluorescent lamp, and metallas (secondary amalgam) is used. Is a mercury amalgam fluorescent lamp (Lo) attached to the nickel portion of the electrode without contact with the filament. The composition is upper cover (Cu), aluminum, hakaba (Cl) glass, and heavy cover (Cm) is a heat-resistant material. In order to prevent damage to the ballast due to the temperature rise of fluorescent lamps, the discharge lamp lighting device of the present invention is inserted into the heavy cover (Cm). By using heat-conducting special silicone which is an insulator on the part of the machine, heat is adhered to aluminum, which is upper cover (Cu), to keep the internal temperature of the sealing mechanism constant and solve the problems caused by the temperature rise, and the appearance is beautiful, Protected from dust and moisture, small size, light weight, low voltage lighting, instantaneous lighting, light output according to voltage fluctuations are stabilized, and water temperature amalgam fluorescent lamp is used, so the light efficiency is greatly improved. Like the incandescent bulb, E26 base, E22 Since the base is used, the incandescent lamp can be used interchangeably, which is practical and the lighting is softened by the circuit according to the present invention. Therefore, since there is no scattering of the electromagnetic radiation material, the lifespan of the fluorescent lamp is greatly improved than the conventional electronic ballast. .

Claims

In the electronic ballast circuit, at initial startup, the small signal transistor Q2 is driven to flow a part of the current supplied to the base of the switching transistor Q1 to the small signal transistor Q2 so that a square wave component is provided to the switching transistor Q1. The small signal transistor Q2 is conducted when the voltage Vp induced by the base driving coil L1 is greater than the voltage Va induced during normal operation. It includes a zener diode (DZ) for driving, and includes a small signal transistor (Q2) for conducting when the high voltage (Vp) is induced to the base driving coil (L1) to limit the current flowing into the base of the switching transistor (Q1). Discharge lamp lighting device, characterized in that made.