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'''안정기'''는 [[형광등]] 등에 안정된 전류를 공급하기 위한 장치이다. | |||
== 개요 == | == 개요 == | ||
[[형광등]]은 최초 점등에는 높은 전압이 필요하지만 일단 점등된 후에는 적절한 전압으로도 동작할 수 있다. 따라서 적절한 장치를 통해서 점등 시에는 높은 [[전압]]을, 점등 후에는 적절한 전압을 공급시켜 주는 장비가 필요하다. 이것이 안정기이다. | [[형광등]]은 최초 점등에는 높은 전압이 필요하지만 일단 점등된 후에는 적절한 전압으로도 동작할 수 있다. 따라서 적절한 장치를 통해서 점등 시에는 높은 [[전압]]을, 점등 후에는 적절한 전압을 공급시켜 주는 장비가 필요하다. 이것이 안정기이다. 형광등에 내장되는 경우도 많으며 보통 전구 소켓에 끼우는 형광등의 경우에는 내장되어 있다. | ||
== 분류 == | == 분류 == | ||
안정기는 크게 자기식 안정기와 전자식 안정기로 나뉜다. | 안정기는 크게 자기식 안정기와 전자식 안정기로 나뉜다. | ||
=== 자기식 안정기 === | === 자기식 안정기 === | ||
자기식 안정기는 [[변압기]] | {{대사|똑, 똑, 또도도독}} | ||
자기식 안정기는 [[변압기]](초크 코일)와 글로우 스타터(초크다마), 그리고 [[콘덴서]]로 이루어져 있다. | |||
자기식 안정기는 초기 전압 공급을 위해 글로우 | 자기식 안정기는 초기 전압 공급을 위해 글로우 스타터란 장치를 이용한다. 글로우 스타터는 [[바이메탈]]을 사용한 일종의 전구(보랓빛을 낸다)이며 전압이 공급되면 글로우 스타터의 양 극에 방전 현상이 일어난다. 이에 따라 온도가 올라가고 바이메탈이 작동하게 되어 양 극단이 붙는다. 양 극단이 붙어서 전기가 통하면 형광등에 전류가 공급되고 자외선 방전이 일어나서 일시적으로 빛이 나게 된다. 그러면 형광등에 전기가 통함에 따라서 글로우 스타터 내부 온도가 감소하게 되고, 바이메탈이 떨어지게 된다. | ||
그 순간 과도전류가 발생하여 형광등에 고전압(1000V 내외)이 순간적으로 공급되고 [[형광등]]이 켜지게 된다. 일단 켜진 다음에는 그렇게 높은 전압을 요구하지 않으므로 안정적으로 점등하게 된다. 이 과정에서 자기식 안정기와 글로우 스타터의 품질에 따라 몇번 켜졌다 꺼졌다 하는 과정을 거치게 되고, 바이메탈이 작동하는 소리가 나게 된다. | |||
변압기는 초기 구동에는 승압작용을 해서 글로우 스타터가 고전압을 발생시킬 수 있게 하고, 이후에는 전류량을 안정화시키는 역할을 한다. 그리고 콘덴서는 글로우 스타터와 병렬로 연결되어 RC 필터회로를 형성하고 안정적인 작동을 할 수 있게 만들어준다. | 변압기는 초기 구동에는 승압작용을 해서 글로우 스타터가 고전압을 발생시킬 수 있게 하고, 이후에는 전류량을 안정화시키는 역할을 한다. 그리고 콘덴서는 글로우 스타터와 병렬로 연결되어 RC 필터회로를 형성하고 안정적인 작동을 할 수 있게 만들어준다. | ||
자기식 안정기는 초크 코일과 콘덴서를 사용한 아날로그 방식이기 때문에 다음과 같은 작동 특징을 가진다. | 자기식 안정기는 초크 코일과 콘덴서를 사용한 아날로그 방식이기 때문에 다음과 같은 작동 특징을 가진다. | ||
* 상용전원인 60hz로 동작하므로 [[플리커 현상]]이 생긴다 | * 상용전원인 60hz로 동작하므로 [[플리커 현상]]이 생긴다(콘덴서로 완화할 수는 있다). | ||
* 초크 코일이 코일과 철심으로 이루어져 있어 자기공진 현상이 생긴다. 따라서 우웅~ 하는 험 노이즈가 발생한다. | * 초크 코일이 코일과 철심으로 이루어져 있어 자기공진 현상이 생긴다. 따라서 우웅~ 하는 험 노이즈가 발생한다.(전기의 질이나 안정기의 만듦세에 따라 거의 안들리기도 한다) | ||
* 순간적인 고전압이 발생하므로 형광등을 손상시킬 우려가 있다. | |||
* 변압기와 콘덴서에서 전류가 소모되어 효율이 낮다. | |||
* 구조가 단순하여 잘 고장나지 않는다 | |||
=== 전자식 안정기 === | === 전자식 안정기 === | ||
전자식 안정기는 아날로그 회로로 구성된 자기식 안정기와는 달리 [[SMPS]]를 사용한다. 자기회로가 아닌 반도체 회로로 구성되어 전혀 다른 특성을 보인다. 전자식 안정기는 [[FET]] 등의 반도체와 출력을 안정화하기 위한 부가회로(콘덴서, 레귤레이터 등)으로 이루어져 있다. | 전자식 안정기는 아날로그 회로로 구성된 자기식 안정기와는 달리 [[SMPS]]를 사용한다. 자기회로가 아닌 반도체 회로로 구성되어 전혀 다른 특성을 보인다. 전자식 안정기는 [[FET]] 등의 반도체와 출력을 안정화하기 위한 부가회로(콘덴서, 레귤레이터 등)으로 이루어져 있다. [[형광등]] 뿐만이 아니라 [[LED 등기구]]에도 이걸 사용한다. | ||
전자식 안정기는 [[PWM]]을 통해서 전류를 생성하는데 우선 전류가 공급되면 | 전자식 안정기는 [[PWM]]을 통해서 전류를 생성하는데 우선 전류가 공급되면 고전압(600V 내외)을 출력하고 형광등이 점등되면 적당한 전압으로 바꿔서 출력한다. 반도체 회로가 동작하기 위해서는 [[직류]]전원이 공급되어야 하므로 우선 직류로 변환한 다음 [[인버터]]를 사용하여 형광등이 필요한 교류전압을 출력하는 방식이다.<ref>SMPS에 대해서 간단히 설명하자면 PWM(Pulse Width Modulation)을 통해서 전압과 전류를 제어하는 장치이다. SMPS는 고속으로 스위치를 켰다 껐다 하는 방법으로 제어하는데 고전압이 필요할 때에는 빠른 속도로 켰다 껐다 하는 과정을 거치고, 저전압이 필요할 때에는 느린 속도로 켰다 껐다 하는 과정을 거친다. 그리고 저주파 대역만 통과하도록 필터를 구성하고 전압 안정기를 연결하면 직류와 유사한 전류를 출력할 수 있다. 반대로 필터회로를 조정하면 원하는 주파수의 저주파 교류도 출력할 수 있다.</ref>고전압을 내기 위해서 고속(수 Khz 이상)으로 전류를 켰다 껐다 하므로 고주파 노이즈가 발생하며, 이를 제거하기 위해서 필터회로가 구성된다. | ||
전자식 안정기는 반도체를 사용하므로 다음과 같은 특성을 보인다. | 전자식 안정기는 반도체를 사용하므로 다음과 같은 특성을 보인다. | ||
* 인간이 인식할 수 없는 높은 주파수의 출력을 사용하므로 특성상 플리커 현상이 적다. | * 인간이 인식할 수 없는 높은 주파수의 출력을 사용하므로 특성상 플리커 현상이 적다. 후진 제품은 플리커가 좀 심할 수 있다. | ||
* 자기회로를 사용하지 않으므로 | * 자기회로를 사용하지 않으므로 공진소음(우....우웅...)이 적다. | ||
* 반도체 | * 반도체 회로(능동소자)를 사용하므로 가격이 비싸다. | ||
* 코일과 콘덴서에서 소모되는 전류가 적으므로 효율이 높다. | * 코일과 콘덴서에서 소모되는 전류가 적으므로 효율이 높다. | ||
== 자기식 안정기와 전자식 안정기의 비교 == | == 자기식 안정기와 전자식 안정기의 비교 == | ||
근본적으로 코일과 글로우 스타터를 이용하는 자기식 안정기와 반도체 회로를 이용하는 전자식 안정기는 구조가 다르기 때문에 다음과 같은 차이점이 존재한다. | |||
{|class="wikitable" style="text-align:center;" | |||
!구분 | |||
!자기식 안정기 | |||
!전자식 안정기 | |||
|- | |||
|사용방법 | |||
|글로우 스타터와 초크 코일을 이용한 아날로그식 제어 | |||
|SMPS를 이용한 디지털 제어 | |||
|- | |||
|효율 | |||
|90% 이하 | |||
|90% 이상 | |||
|- | |||
|[[역률]] | |||
|90% 이하 | |||
|93~97% | |||
|- | |||
|점등에 소요되는 시간 | |||
|길다 | |||
|짧다 | |||
|- | |||
|[[소음]] | |||
|크다 | |||
|거의 없다 | |||
|- | |||
|플리커 현상 | |||
|있다 | |||
|거의 없다 | |||
|- | |||
|동작 주파수 | |||
| 상용 주파수(60Hz) | |||
|수 khz 이상 | |||
|- | |||
|안정전압<ref>형광등이 완전히 점등된 다음 공급되는 전압</ref> | |||
|높다 | |||
|적절하다 | |||
|- | |||
|} | |||
== 여담 == | == 여담 == | ||
자기식 안정기는 보통 지은 지 10년 이상 된 집에 많이 설치되어 있다. 전력 효율이 낮고(이건 전기세에 그대로 반영된다!!!) 켜지는 시간이 오래 걸리는데다가 글로우 스타터를 주기적으로 교환해야 하기 때문에 요즘은 안정기만 전자식으로 바꾸는 경우도 많다. 하지만 신축 건물은 효율의 끝판왕이라는 [[LED 등기구]]로 갈아타는 추세. | |||
{{각주}} | {{각주}} | ||
[[분류:전자제품]] | |||
[[분류:조명기구]] | |||
2021년 6월 15일 (화) 23:27 기준 최신판
자기식 안정기(변압기와 글로우 스타터)
전자식 안정기
안정기는 형광등 등에 안정된 전류를 공급하기 위한 장치이다.
개요[편집 | 원본 편집]
형광등은 최초 점등에는 높은 전압이 필요하지만 일단 점등된 후에는 적절한 전압으로도 동작할 수 있다. 따라서 적절한 장치를 통해서 점등 시에는 높은 전압을, 점등 후에는 적절한 전압을 공급시켜 주는 장비가 필요하다. 이것이 안정기이다. 형광등에 내장되는 경우도 많으며 보통 전구 소켓에 끼우는 형광등의 경우에는 내장되어 있다.
분류[편집 | 원본 편집]
안정기는 크게 자기식 안정기와 전자식 안정기로 나뉜다.
자기식 안정기[편집 | 원본 편집]
“ 똑, 똑, 또도도독 “
자기식 안정기는 변압기(초크 코일)와 글로우 스타터(초크다마), 그리고 콘덴서로 이루어져 있다.
자기식 안정기는 초기 전압 공급을 위해 글로우 스타터란 장치를 이용한다. 글로우 스타터는 바이메탈을 사용한 일종의 전구(보랓빛을 낸다)이며 전압이 공급되면 글로우 스타터의 양 극에 방전 현상이 일어난다. 이에 따라 온도가 올라가고 바이메탈이 작동하게 되어 양 극단이 붙는다. 양 극단이 붙어서 전기가 통하면 형광등에 전류가 공급되고 자외선 방전이 일어나서 일시적으로 빛이 나게 된다. 그러면 형광등에 전기가 통함에 따라서 글로우 스타터 내부 온도가 감소하게 되고, 바이메탈이 떨어지게 된다.
그 순간 과도전류가 발생하여 형광등에 고전압(1000V 내외)이 순간적으로 공급되고 형광등이 켜지게 된다. 일단 켜진 다음에는 그렇게 높은 전압을 요구하지 않으므로 안정적으로 점등하게 된다. 이 과정에서 자기식 안정기와 글로우 스타터의 품질에 따라 몇번 켜졌다 꺼졌다 하는 과정을 거치게 되고, 바이메탈이 작동하는 소리가 나게 된다.
변압기는 초기 구동에는 승압작용을 해서 글로우 스타터가 고전압을 발생시킬 수 있게 하고, 이후에는 전류량을 안정화시키는 역할을 한다. 그리고 콘덴서는 글로우 스타터와 병렬로 연결되어 RC 필터회로를 형성하고 안정적인 작동을 할 수 있게 만들어준다.
자기식 안정기는 초크 코일과 콘덴서를 사용한 아날로그 방식이기 때문에 다음과 같은 작동 특징을 가진다.
- 상용전원인 60hz로 동작하므로 플리커 현상이 생긴다(콘덴서로 완화할 수는 있다).
- 초크 코일이 코일과 철심으로 이루어져 있어 자기공진 현상이 생긴다. 따라서 우웅~ 하는 험 노이즈가 발생한다.(전기의 질이나 안정기의 만듦세에 따라 거의 안들리기도 한다)
- 순간적인 고전압이 발생하므로 형광등을 손상시킬 우려가 있다.
- 변압기와 콘덴서에서 전류가 소모되어 효율이 낮다.
- 구조가 단순하여 잘 고장나지 않는다
전자식 안정기[편집 | 원본 편집]
전자식 안정기는 아날로그 회로로 구성된 자기식 안정기와는 달리 SMPS를 사용한다. 자기회로가 아닌 반도체 회로로 구성되어 전혀 다른 특성을 보인다. 전자식 안정기는 FET 등의 반도체와 출력을 안정화하기 위한 부가회로(콘덴서, 레귤레이터 등)으로 이루어져 있다. 형광등 뿐만이 아니라 LED 등기구에도 이걸 사용한다.
전자식 안정기는 PWM을 통해서 전류를 생성하는데 우선 전류가 공급되면 고전압(600V 내외)을 출력하고 형광등이 점등되면 적당한 전압으로 바꿔서 출력한다. 반도체 회로가 동작하기 위해서는 직류전원이 공급되어야 하므로 우선 직류로 변환한 다음 인버터를 사용하여 형광등이 필요한 교류전압을 출력하는 방식이다.[1]고전압을 내기 위해서 고속(수 Khz 이상)으로 전류를 켰다 껐다 하므로 고주파 노이즈가 발생하며, 이를 제거하기 위해서 필터회로가 구성된다.
전자식 안정기는 반도체를 사용하므로 다음과 같은 특성을 보인다.
- 인간이 인식할 수 없는 높은 주파수의 출력을 사용하므로 특성상 플리커 현상이 적다. 후진 제품은 플리커가 좀 심할 수 있다.
- 자기회로를 사용하지 않으므로 공진소음(우....우웅...)이 적다.
- 반도체 회로(능동소자)를 사용하므로 가격이 비싸다.
- 코일과 콘덴서에서 소모되는 전류가 적으므로 효율이 높다.
자기식 안정기와 전자식 안정기의 비교[편집 | 원본 편집]
근본적으로 코일과 글로우 스타터를 이용하는 자기식 안정기와 반도체 회로를 이용하는 전자식 안정기는 구조가 다르기 때문에 다음과 같은 차이점이 존재한다.
| 구분 | 자기식 안정기 | 전자식 안정기 |
|---|---|---|
| 사용방법 | 글로우 스타터와 초크 코일을 이용한 아날로그식 제어 | SMPS를 이용한 디지털 제어 |
| 효율 | 90% 이하 | 90% 이상 |
| 역률 | 90% 이하 | 93~97% |
| 점등에 소요되는 시간 | 길다 | 짧다 |
| 소음 | 크다 | 거의 없다 |
| 플리커 현상 | 있다 | 거의 없다 |
| 동작 주파수 | 상용 주파수(60Hz) | 수 khz 이상 |
| 안정전압[2] | 높다 | 적절하다 |
여담[편집 | 원본 편집]
자기식 안정기는 보통 지은 지 10년 이상 된 집에 많이 설치되어 있다. 전력 효율이 낮고(이건 전기세에 그대로 반영된다!!!) 켜지는 시간이 오래 걸리는데다가 글로우 스타터를 주기적으로 교환해야 하기 때문에 요즘은 안정기만 전자식으로 바꾸는 경우도 많다. 하지만 신축 건물은 효율의 끝판왕이라는 LED 등기구로 갈아타는 추세.
각주
- ↑ SMPS에 대해서 간단히 설명하자면 PWM(Pulse Width Modulation)을 통해서 전압과 전류를 제어하는 장치이다. SMPS는 고속으로 스위치를 켰다 껐다 하는 방법으로 제어하는데 고전압이 필요할 때에는 빠른 속도로 켰다 껐다 하는 과정을 거치고, 저전압이 필요할 때에는 느린 속도로 켰다 껐다 하는 과정을 거친다. 그리고 저주파 대역만 통과하도록 필터를 구성하고 전압 안정기를 연결하면 직류와 유사한 전류를 출력할 수 있다. 반대로 필터회로를 조정하면 원하는 주파수의 저주파 교류도 출력할 수 있다.
- ↑ 형광등이 완전히 점등된 다음 공급되는 전압