KR100876968B1 - Lighting apparatus using light emitting element - Google Patents

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이철수
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이철수
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Abstract

A lighting apparatus using light emitting device capable of controlling constant current is provided to lengthen a lifetime of a light emitting device by implementing on/off according to sunrise and sunset. A lighting apparatus using light emitting device capable of controlling constant current comprises a light emitting device(10), a solar module(20), a charging controller(30), and a driving circuit. The solar module generates 17~19volt by converting a solar energy to an electrical energy. The charging controller charges a battery(70) using a voltage generated in the solar module, and outputs a battery voltage from a sunset time to a sunrise time. The driving circuit supplies the battery voltage outputted from the charging control part to the light emitting device as a constant current, and includes a control signal generator(60), a current controller(40), and a constant voltage generator(50). The control signal generator generates a current control signal. The current controller controls a current flowed in the light emitting device based on the current control signal. The constant voltage generator converts a battery voltage outputted from the charging control part to a constant voltage.

Description

발광소자를 이용한 조명장치 { LIGHTING APPARATUS USING LIGHT EMITTING ELEMENT }Lighting device using light emitting device {LIGHTING APPARATUS USING LIGHT EMITTING ELEMENT}

본 발명은 발광소자를 이용한 조명장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 태양에너지를 이용하여 발광소자를 구동하는 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting apparatus using a light emitting element. More particularly, the present invention relates to a lighting device for driving a light emitting device using solar energy.

등기구와 같은 조명장치는 지금까지 백열전구나 형광등이 주로 사용되어 왔다. 백열전구는 비용이 저렴하다는 장점이 있지만 광량보다 열이 더 많이 발생하는 문제가 있으며, 형광등은 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 발광효율이 높은 장점이 있지만 점등에 소요되는 시간이 길고 수명이 짧은 문제가 있다. 그리하여, 최근에는 적은 전력으로도 높은 조도를 얻을 수 있고 수명도 긴 장점을 가지는 LED(Light Emitting Diode)가 많이 사용된다.Lighting devices such as luminaires have been mainly used incandescent lamps and fluorescent lamps. Incandescent bulbs have the advantage of low cost, but there is a problem that generates more heat than the amount of light, fluorescent lamps have the advantage of high luminous efficiency of converting electrical energy into light energy, but it takes a long time to light and short lifespan have. Thus, in recent years, LEDs (Light Emitting Diodes) having high merit with low power and long lifespan are used.

LED를 이용한 조명장치 중에서도 가로등은 포스트의 상부에 지지대가 하나 이상 형성되어 어두운 야외조명을 행하는데, 전력을 절약하기 위해 주간에 태양에너지로 전기를 발생시켜 축전시킨 후 야간에 축전된 전력을 이용하여 가로등을 점멸시키는 일명 솔라 가로등이 제안되었다.Among the lighting devices using LEDs, street lamps provide dark outdoor lighting by forming one or more supports on the upper part of the post.In order to save power, the street lamps generate electricity by solar energy during the day and store electricity by using the electricity stored at night. A so-called solar street light has been proposed to flash the street light.

그런데, 특히 LED는 부하가 부특성을 가지기 때문에 정전류로 구동하는 것이 필요하고 과전압과, 과전류와, 고온으로 동작시키면 수명의 단축이 심하게 일어나므로 동작 온도에 민감하게 반응하는 것이 필요한 문제가 있다.However, in particular, since the LED has a negative characteristic of the load, it is necessary to operate with a constant current, and when operating at an overvoltage, an overcurrent, and a high temperature, a shortening of the life occurs severely, and therefore, it is necessary to react sensitively to the operating temperature.

따라서, 본 발명의 목적은 정전류를 제어함과 동시에 일몰시와 일출시에 각각 점등과 소등이 가능하여 발광소자의 수명을 연장시키고 발열량을 감소시킬 수 있는 조명장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a lighting device that can control the constant current and at the same time turn on and off at sunset and sunrise to extend the life of the light emitting device and reduce the amount of heat generated.

상기 목적은, 발광소자를 이용한 조명장치에 있어서, 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 17V 내지 19V의 전압을 발생시키는 솔라모듈과; 상기 솔라모듈에서 발생된 전압으로 배터리를 충전하고, 일몰시간부터 일출시간까지 배터리전압을 출력하는 충전제어부와; 상기 충전제어부로부터 출력된 배터리전압을 발광소자에 정전류로 공급하는 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치에 의해 달성된다.The above object is a lighting device using a light emitting device, comprising: a solar module for converting solar energy into electrical energy to generate a voltage of 17V to 19V; A charging controller configured to charge the battery with the voltage generated by the solar module and output the battery voltage from the sunset time to the sunrise time; It is achieved by a lighting apparatus comprising a driving circuit for supplying a battery voltage output from the charge control unit to the light emitting element with a constant current.

상기 구동회로는 발열에 따른 상기 발광소자의 저항값의 저하가 상쇄하도록 전압의 크기를 조절하여 상기 발광소자에 의해 소모되는 전력값과 기준전력값의 차이가 기설정값 이내가 되도록 상기 발광소자를 구동할 수 있다.The driving circuit adjusts the magnitude of the voltage so that the lowering of the resistance value of the light emitting device due to heat generation is offset so that the difference between the power value consumed by the light emitting device and the reference power value is within a preset value. I can drive it.

상기 소모되는 전력값과 상기 기준전력값의 차이는 상기 기준전력값의 0.1% 내지 0.5%인 것이 바람직하다.The difference between the consumed power value and the reference power value is preferably 0.1% to 0.5% of the reference power value.

상기 구동회로는, 상기 발광소자에 흐르는 전류량을 검출하여 기설정된 전류량과 비교하여 전류제어신호를 발생하는 제어신호발생부와; 상기 전류제어신호에 기초하여 상기 발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 전류제어부와; 상기 충전제어부 로부터 출력된 배터리전압을 정전압으로 만들어 상기 제어신호발생부의 동작전압으로 인가하는 정전압발생부를 포함할 수 있다.The driving circuit includes: a control signal generator for detecting a current amount flowing through the light emitting element and generating a current control signal by comparing with a preset current amount; A current control unit controlling a current flowing through the light emitting element based on the current control signal; It may include a constant voltage generator for making the battery voltage output from the charging control unit to a constant voltage and applying it as the operating voltage of the control signal generator.

상기 전류제어부는 상기 전류제어신호를 게이트로 수신하는 FET를 포함하고, 상기 제어신호발생부는 상기 전류제어부와 직렬로 연결된 저항소자의 전압강하를 증폭하고, 소정의 기준전압과 비교하여 상기 전류제어신호의 크기를 변화시킬 수 있다.The current control unit includes a FET for receiving the current control signal as a gate, and the control signal generation unit amplifies the voltage drop of the resistance element connected in series with the current control unit, and compares the current control signal with a predetermined reference voltage. You can change the size of.

상기 충전제어부는 상기 솔라모듈의 출력전압이 7.7V 이상인 경우 출력전압을 오프시키고, 상기 솔라모듈의 출력전압이 3.2V 이하인 경우 출력전압을 온시킬 수 있다.The charging control unit may turn off the output voltage when the output voltage of the solar module is 7.7V or more, and turn on the output voltage when the output voltage of the solar module is 3.2V or less.

상기 발광소자는 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.The light emitting device may include a light emitting diode (LED).

상기 LED는 UVLED(UltraViolet Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.The LED may include a UVLED (UltraViolet Light Emitting Diode).

본 발명에 따른 조명장치에 의하면 정전류를 제어함과 동시에 일몰시와 일출시에 각각 점등과 소등이 가능하여 발광소자의 수명을 연장시키고 발열량을 감소시킬 수 있다.The lighting apparatus according to the present invention can control the constant current and simultaneously turn on and off at sunset and sunrise to extend the life of the light emitting device and reduce the amount of heat generated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광소자를 이용한 조명장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a lighting apparatus using a light emitting device according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 조명장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명장치는 발광소자(10)와, 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 17V 내지 19V의 전압을 발생시키는 솔라모듈(20)과, 솔라모듈(20)에서 발생된 전압으로 배터리(70)를 충전하고, 일몰시간부터 일출시간까지 배터리전압을 출력하는 충전제어부(30)와, 충전제어부(30)로부터 출력된 배터리전압을 발광소자(10)에 정전류로 공급하는 구동회로(40, 50, 60)을 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of a lighting apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the lighting apparatus according to the present invention includes a light emitting device 10, a solar module 20 for converting solar energy into electrical energy to generate a voltage of 17V to 19V, and a solar module 20. Charges the battery 70 with the voltage generated in the charge control unit 30 and outputs the battery voltage from the sunset time to the sunrise time, and the battery voltage output from the charge control unit 30 to the light emitting element 10 as a constant current Drive circuits 40, 50, and 60 for supplying.

발광소자(10)는 소정의 영역에 광을 조사한다. 본 발명에 따른 발광소자(10)는 LED(Light Emitting Diode)로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발광소자(10)는 LED 중에서도 동식물에 유무해한 파장을 발산하는 UVLED(UltraViolet Light Emitting Diode)로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 발광소자(10)는 일정한 크기의 구동전류와 일정한 크기의 허용전압을 가지는 LED를 일예로 한다. 이 때, 발광소자(10)의 소비전력 및 발광소자(10)의 수량에 따라 24W, 36W 등과 같이 조명장치 전체의 소비전력을 결정할 수 있다.The light emitting element 10 irradiates light to a predetermined area. The light emitting device 10 according to the present invention may be implemented as a light emitting diode (LED). In addition, the light emitting device 10 according to the present invention may be implemented as a UVLED (UltraViolet Light Emitting Diode) that emits a wavelength that is harmless to plants and animals. The light emitting device 10 according to the present invention is an example of a LED having a constant size driving current and a constant size allowable voltage. At this time, according to the power consumption of the light emitting device 10 and the quantity of the light emitting device 10 can be determined the power consumption of the entire lighting device, such as 24W, 36W.

그리고, 본 발명에 따른 발광소자(10)는 조도향상을 위해 광투사용렌즈(미도시)가 더 결합될 수 있다.In addition, the light emitting device 10 according to the present invention may further be combined with a light transmitting lens (not shown) to improve the illuminance.

솔라모듈(20)의 출력전압은 태양광이 있는 낮 동안에 발생되어 충전제어부(30)를 통하여 축전지 배터리를 충전하면서 출력전압은 차단한다. 해가 지기 시작하면 출력전압이 하강하여 미리 정해진 일정값 이하가 되면 배터리의 충전을 중지하고 대신 배터리의 전압을 충전제어부(30)의 출력전압으로 내보낸다. 배터리가 12V 축전지로 구현되는 경우 12V의 전압이 출력된다.The output voltage of the solar module 20 is generated during the day when there is sunlight, and the output voltage is blocked while charging the storage battery through the charge control unit 30. When the sun starts to fall, when the output voltage falls below a predetermined predetermined value, the battery stops charging, and instead, the battery voltage is output to the output voltage of the charge control unit 30. If the battery is implemented as a 12V battery, a voltage of 12V is output.

한편, 솔라모듈(20)의 전력을 이용하지 않고 일반 전력을 사용하는 경우 교류전력을 직류로 정류한 SMPS DC 12V를 배터리 출력전압 대신 사용할 수 있다.On the other hand, in the case of using general power without using the power of the solar module 20, SMPS DC 12V which rectifies the AC power to DC may be used instead of the battery output voltage.

충전제어부(30)는 솔라모듈(20)의 출력전압이 7.7V 이상이 되면 일출시간으로 간주하여 출력전압을 오프시키고, 솔라모듈(20)의 출력전압이 3.2V 이하가 되면 일몰시간으로 간주하여 출력전압을 온시키도록 동작한다.When the output voltage of the solar module 20 becomes 7.7V or more, the charge controller 30 turns off the output voltage by considering the sunrise time, and considers the sunset time when the output voltage of the solar module 20 becomes 3.2V or less. Operate to turn on the output voltage.

구동회로(40, 50, 60)는 충전제어부(30)로부터 출력된 배터리전압을 발광소자(10)에 정전류로 공급하며, 발열에 따른 발광소자(10)의 저항값의 저하가 상쇄하도록 전압의 크기를 조절하여 발광소자(10)에 의해 소모되는 전력값과 기준전력값의 차이가 기설정값 이내가 되도록 발광소자(10)를 구동할 수 있다.The driving circuits 40, 50, and 60 supply the battery voltage output from the charging control unit 30 to the light emitting device 10 with a constant current, and the voltage of the voltage is canceled so that the lowering of the resistance value of the light emitting device 10 due to heat generation is offset. By adjusting the size, the light emitting device 10 may be driven such that a difference between a power value consumed by the light emitting device 10 and a reference power value is within a preset value.

여기서, 기준전력값은 발광소자(10)의 밝기와 수명을 고려하여 사용자가 정할 수 있다. 예를 들어, 허용전압이 3.3V이고 허용전류가 350mA인 경우 기준전력값은 1.16W가 되며, 발광소자(10)의 종류에 따라 다르게 정의될 수 있다.Here, the reference power value may be determined by the user in consideration of the brightness and the life of the light emitting device 10. For example, when the allowable voltage is 3.3 V and the allowable current is 350 mA, the reference power value is 1.16 W, and may be defined differently according to the type of the light emitting device 10.

본 발명에 따른 구동회로(40, 50, 60)는 발광소자(10)에 흐르는 전류량을 검출하여 기설정된 전류량과 비교하여 전류제어신호를 발생하는 제어신호발생부(60)와, 전류제어신호에 기초하여 발광소자(10)에 흐르는 전류를 제어하는 전류제어부(40)와, 충전제어부(30)로부터 출력된 배터리전압을 정전압으로 만들어 제어신호발생부(60)의 동작전압으로 인가하는 정전압발생부(50)를 포함한다.The driving circuits 40, 50, and 60 according to the present invention detect the amount of current flowing through the light emitting element 10, and the control signal generator 60 generates a current control signal in comparison with a predetermined amount of current. Based on the current control unit 40 for controlling the current flowing through the light emitting element 10 and the constant voltage generator for applying the operating voltage of the control signal generator 60 to make the battery voltage output from the charge control unit 30 a constant voltage And 50.

본 발명에 따른 발광소자(10)가 LED로 구현되는 경우 LED의 구동에 필요한 허용전류보다 큰 전류가 인가되면 LED 자체에서 많은 열이 발생하며, 주위의 온도에 민감하게 반응하기 때문에 본 발명에 따른 구동회로(40, 50, 60)는 발광소자(10)에 정전류를 공급하며, 정전류의 전원으로 사용되는 SMPS(Switch Mode Power Supply)의 전력을 보다 효율적으로 사용하기 위해 PWM(Pulse Width Modulation) 방 식으로 발광소자(10)를 구동하는 것이 바람직하다.When the light emitting device 10 according to the present invention is implemented as an LED, when a current larger than the allowable current required for driving the LED is applied, a lot of heat is generated in the LED itself, and thus it is sensitive to the ambient temperature. The driving circuits 40, 50, and 60 supply a constant current to the light emitting device 10, and use a PWM (pulse width modulation) method to more efficiently use the power of a switch mode power supply (SMPS) used as a constant current power supply. In this way, it is preferable to drive the light emitting element 10.

본 발명에 따른 구동회로(40, 50, 60)는 복수의 상이한 집적회로가 조합된 혼성집적회로(Hybrid Integrated Circuit, 이하 'HIC'라 함)로 구현되는 것이 바람직하다. 집적회로는 혼성집적회로와 모놀리식집적회로(Monolithic Integrated Circuit)로 구분할 수 있는데, 혼성집적회로는 복수의 상이한 회로기판을 전기적으로 연결하여 다양한 기능을 수행할 수 있다.The driving circuits 40, 50, and 60 according to the present invention are preferably implemented as a hybrid integrated circuit (hereinafter, referred to as “HIC”) in which a plurality of different integrated circuits are combined. Integrated circuits may be classified into hybrid integrated circuits and monolithic integrated circuits, which may perform a variety of functions by electrically connecting a plurality of different circuit boards.

제어신호발생부(60)는 발광소자(10)로의 출력전류의 크기를 조절하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 본 발명에 따른 제어신호발생부(60)는 DC-DC 컨버터(IC2)와 비교기(IC3)를 포함하며, 이들의 동작에 필요한 바이어스 전압이 인가되도록 저항과 컨덴서들로 연결된다.The control signal generator 60 generates a control signal for adjusting the magnitude of the output current to the light emitting device 10. The control signal generator 60 according to the present invention includes a DC-DC converter IC2 and a comparator IC3 and is connected to resistors and capacitors so that a bias voltage required for their operation is applied.

정전압발생부(50)는 제어신호발생부(60)의 동작전압을 인가한다. 본 발명에 따른 정전압발생부(50)는 입력전압의 변동에 무관하게 출력전압을 일정하게 발생시킨다. 그 일예로, 정전압발생부(50)에 SMPS의 입력전압이 11~14.5V가 공급된다고 하더라도 제어신호발생부(60)의 동작전압은 일정한 크기로 공급된다.The constant voltage generator 50 applies an operating voltage of the control signal generator 60. The constant voltage generator 50 according to the present invention generates the output voltage constantly regardless of the variation of the input voltage. As an example, even if the input voltage of the SMPS is supplied to 11 ~ 14.5V to the constant voltage generator 50, the operating voltage of the control signal generator 60 is supplied with a constant magnitude.

정전압발생부(50)에 의해 제어신호발생부(60)의 DC-DC 컨버터(IC2)와 비교기(IC3)의 동작전압이 인가되면, DC-DC 컨버터(IC2)는 게이트 전압을 발생시키고 비교기(IC3)는 FET에 직렬로 연결된 전류감지부에 포함된 저항의 양단 전압을 가변저항(110)의 양단에 설정되는 기준전압과 비교하여 그 차이전압에 대한 증폭된 출력을 발생하고, Q1과 Q2는 이를 전력을 증폭하여 IC2에서 발생된 게이트 전압과 합하여져 FET 게이트에 인가되며, FET가 온(ON)되면 발광소자(10)에 9.0V 내지 9.9V의 전압이 인가되어 전류가 흐른다.When the operating voltages of the DC-DC converter IC2 and the comparator IC3 of the control signal generator 60 are applied by the constant voltage generator 50, the DC-DC converter IC2 generates a gate voltage and the comparator ( IC3) compares the voltage across the resistor included in the current sensing unit connected in series with the FET with the reference voltage set across the variable resistor 110 to generate an amplified output for the difference voltage, and Q1 and Q2 The power is amplified and summed with the gate voltage generated by IC2 and applied to the FET gate. When the FET is turned on, a voltage of 9.0 V to 9.9 V is applied to the light emitting device 10 so that a current flows.

이 전류량은 설정된 기준전압에 따라 자동적으로 제어되는데, 발광소자(10)의 온도가 상승하여 발광소자(10)의 저항값이 떨어지면 동일한 전압에도 불구하고 전류가 증가함으로써 전력값이 증가하게 되어 발광소자(10)의 발열에 주요원인이 된다. 이러한 현상은 연쇄적으로 발광소자(10)의 저항값을 떨어뜨려 전류를 계속해서 증가시키는 역할을 하게 되므로 전압을 동일하게 유지한다고 할지라도 이를 방지할 수는 없다.The amount of current is automatically controlled according to the set reference voltage. When the temperature of the light emitting device 10 rises and the resistance of the light emitting device 10 falls, the current value increases despite the same voltage, thereby increasing the power value. It is a major cause of the heat generation in (10). Such a phenomenon serves to continuously increase the current by dropping the resistance value of the light emitting device 10 in series, but even if the voltage is kept the same, this cannot be prevented.

따라서, 본 발명에서는 이러한 발광소자(10)의 발열을 방지하기 위하여 저항(110)에서 발광에 따른 발광소자(10)의 저항값이 떨어지는 부분을 상쇄하기 위해 전압값을 자동적으로 낮추어 이는 전력값을 일정하게 유지하는 역할을 하게 된다. 즉, 저항(110)에 의해서 설정된 값 이상으로 전류가 증가하는 것이 감지되면 이를 비교기(IC3)가 증폭하여 게이트 전압을 전류가 감소하는 방향으로 제어한다. 그리고, 전류가 설정된 값 이하로 감소되는 것이 감지되면 게이트 전압을 전류가 증가하는 방향으로 제어한다.Therefore, in the present invention, in order to prevent the heat generation of the light emitting device 10, the voltage value is automatically lowered to offset the portion of the resistor 110 in which the resistance value of the light emitting device 10 according to the light emission falls. It keeps a constant role. That is, when it is detected that the current increases by more than the value set by the resistor 110, the comparator IC3 amplifies it and controls the gate voltage in the direction of decreasing current. If it is detected that the current decreases below the set value, the gate voltage is controlled in a direction in which the current increases.

전류제어부(40)는 제어신호발생부(60)에서 발생된 제어신호에 기초하여 발광소자(10)로 출력되는 출력전류를 제어한다. 본 발명에 따른 전류제어부(40)는 도선을 통하여 제어신호를 인가받는 FET로 구현될 수 있으며, 제어신호발생부(60)는 전류제어부(40)와 직렬로 연결된 저항의 전압강하를 증폭하고 설정된 기준전압과 비교하여 출력전류의 크기를 조절한다.The current controller 40 controls the output current output to the light emitting element 10 based on the control signal generated by the control signal generator 60. The current control unit 40 according to the present invention may be implemented as a FET to receive a control signal through the wire, the control signal generator 60 amplifies the voltage drop of the resistor connected in series with the current control unit 40 and set The output current is adjusted in comparison with the reference voltage.

전류제어부(40)에서 기준전류는 가변저항의 크기에 의해 달라질 수 있으며, 전압의 크기가 변화하거나 발광소자(10) 또는 인쇄회로기판의 발열에 의한 온도 상승에 따라 전류 변동이 직렬로 연결된 저항에서 발생하고, 이러한 전류의 변동을 감지하여 증폭하고 게이트 전압을 제어하여 전류를 조절한다.In the current controller 40, the reference current may vary depending on the size of the variable resistor, and the current variation may be changed in response to a change in voltage or a rise in temperature caused by heat generation of the light emitting device 10 or the printed circuit board. Occurs, senses and amplifies this change in current, and regulates the current by controlling the gate voltage.

이로써, 출력이 11~14.5V로 변동하더라도 발광소자(10)에는 일정한 크기의 전압이 공급된다. FET 게이트에 공급되는 전압은 기준전압이 일정한 크기로 설정되어 있으며, 입력전압의 변동이 발생하더라도 FET 게이트에 공급되는 전압은 항상 일정하게 유지된다. 미리 설정된 전류값을 기준으로 하여 전류가 증감하면 증감분을 검출하여 비교기(IC3)에서 기준값과 비교검출한 값을 Q1, Q2, TR이 증폭하여 Q2 에미터 전압에서 전압의 증감에 의해 전압을 가변하여 Q3의 게이트 전압을 제어함으로써 설정된 전류값으로 일정하게 흐르도록 한다.As a result, a voltage having a constant magnitude is supplied to the light emitting device 10 even when the output varies from 11 to 14.5V. The voltage supplied to the FET gate is set to a constant reference voltage, and the voltage supplied to the FET gate is always maintained even if the input voltage fluctuates. When the current increases or decreases based on the preset current value, the increment is detected and the value detected by the comparator IC3 is compared with the reference value by Q1, Q2, and TR, and the voltage is changed by increasing or decreasing the voltage at the Q2 emitter voltage. By controlling the gate voltage of Q3, the current flows at a constant current value.

이러한 동작에 의해 본 발명에 따른 구동회로(40, 50, 60)는 발광소자(10)에 전류의 크기를 발광소자(10)의 전압, 전류 등의 상태에 따라 조절하여 발광소자(10)에서 소비되는 전력의 편차를 ±5%에서 ±0.1%로 줄일 수 있고, 이로써 발광소자(10)의 수명을 연장시킬 수 있으며 발광효율 역시 증가시킬 수 있다.By such an operation, the driving circuits 40, 50, and 60 according to the present invention adjust the magnitude of the current to the light emitting device 10 according to the voltage, current, etc. of the light emitting device 10 in the light emitting device 10. The variation in power consumption can be reduced from ± 5% to ± 0.1%, thereby extending the lifespan of the light emitting device 10 and increasing the luminous efficiency.

종래의 태양전지를 이용한 조명장치는 동절기에 축전지의 90%를 충전하여 1일에 14시간 점등하면 연속하여 17시간(1.2일) 점등이 가능하지만 흐린 날씨가 2일동안 지속되면 가로등과 같은 조명장치로서의 역할을 할 수 없다. 그런데, 본 발명에 따른 조명장치는 흐린 날씨로 인해 충전이 불가능한 경우 동절기에 축전지의 90%를 충전하면 1일에 14시간 점등하면 연속하여 45시간(3.2일) 점등이 가능하다.Conventional lighting devices using solar cells charge 90% of the batteries in winter, lighting up for 14 hours a day enables continuous lighting for 17 hours (1.2 days), but lighting devices such as street lamps can be lit for two days when cloudy weather lasts for two days. Can't act as By the way, the lighting device according to the present invention can be turned on for 45 hours (3.2 days) continuously when the battery is turned on for 14 hours per day when 90% of the battery is charged in winter when charging is impossible due to cloudy weather.

배터리의 DOD(Depth Of Discharge, 방전심도) 특성에 의하면 조명장치의 1일 소비전력이 적을수록 배터리의 수명은 연장된다. 그 일예로 조명장치의 소비전력이 1일 70%일 때 배터리의 수명은 12개월이지만, 조명장치의 소비전력이 1일 28%일 때 배터리의 수명이 34개월이 되어 배터리의 교체주기를 2배 이상 연장시킬 수 있고 신재생에너지로 적합하게 사용할 수 있다.According to the DOD (Depth Of Discharge) characteristic of the battery, the less the daily power consumption of the lighting device, the longer the battery life. For example, the battery life is 12 months when the lighting device consumes 70% a day, but the battery life is 34 months when the lighting device consumes 28% a day, which doubles the replacement cycle of the battery. It can extend longer and can be used suitably as a renewable energy.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.As mentioned above, the present invention has been described in detail through preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto and may be variously implemented within the scope of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 조명장치의 구성을 도시한 블록도이며,1 is a block diagram showing the configuration of a lighting apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 조명장치의 구동회로를 도시한 상세회로도이다.2 is a detailed circuit diagram showing a driving circuit of the lighting apparatus according to the present invention.

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

10 : 발광소자 20 : 솔라모듈10: light emitting device 20: solar module

30 : 충전제어부 40 : 전류제어부30: charge control unit 40: current control unit

50 : 정전압발생부 60 : 제어신호발생부50: constant voltage generator 60: control signal generator

70 : 배터리70: battery

Claims (8)

태양에너지를 전기에너지로 변환하여 17V 내지 19V의 전압을 발생시키는 솔라모듈과;A solar module converting solar energy into electrical energy to generate a voltage of 17V to 19V; 상기 솔라모듈에서 발생된 전압으로 배터리를 충전하고, 일몰시간부터 일출시간까지 배터리전압을 출력하는 충전제어부와;A charging controller configured to charge the battery with the voltage generated by the solar module and output the battery voltage from the sunset time to the sunrise time; 상기 충전제어부로부터 출력된 배터리전압을 발광소자에 정전류로 공급하는 구동회로를 포함하는 발광소자를 이용한 조명장치에 있어서,In the lighting apparatus using a light emitting device comprising a driving circuit for supplying a battery voltage output from the charge control unit to the light emitting device with a constant current, 상기 충전제어부는 상기 솔라모듈의 출력전압이 7.7V 이상인 경우 출력전압을 오프(OFF)시키고, 상기 솔라모듈의 출력전압이 3.2V 이하인 경우 출력전압을 온(ON)시키며,The charging control unit turns off the output voltage when the output voltage of the solar module is 7.7V or more, and turns on the output voltage when the output voltage of the solar module is 3.2V or less, 상기 구동회로는 발열에 따른 상기 발광소자의 저항값의 저하가 상쇄하도록 전압의 크기를 조절하여 상기 발광소자에 의해 소모되는 전력값과 기준전력값의 차이가 기설정값 이내가 되도록 상기 발광소자를 구동하고,The driving circuit adjusts the magnitude of the voltage so that the lowering of the resistance value of the light emitting device due to heat generation is offset so that the difference between the power value consumed by the light emitting device and the reference power value is within a preset value. Drive it, 상기 소모되는 전력값과 상기 기준전력값의 차이는 상기 기준전력값의 0.1% 내지 0.5% 이며,The difference between the consumed power value and the reference power value is 0.1% to 0.5% of the reference power value, 상기 구동회로는 복수의 상이한 집적회로가 조합된 혼성집적회로(Hybrid Integrated Circuit)이고,The driving circuit is a hybrid integrated circuit in which a plurality of different integrated circuits are combined. 상기 구동회로는 상기 발광소자에 흐르는 전류량을 검출하여 기설정된 전류량과 비교하여 전류제어신호를 발생하는 제어신호발생부와; 상기 전류제어신호에 기초하여 상기 발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 전류제어부와; 상기 충전제어부로부터 출력된 배터리전압을 정전압으로 만들어 상기 제어신호발생부의 동작전압으로 인가하는 정전압발생부를 포함하며,The driving circuit includes a control signal generator for detecting an amount of current flowing through the light emitting element and generating a current control signal by comparing with a preset amount of current; A current control unit controlling a current flowing through the light emitting element based on the current control signal; A constant voltage generator configured to convert the battery voltage output from the charge controller into a constant voltage and apply the battery voltage as an operating voltage of the control signal generator; 상기 제어신호발생부는 DC-DC 컨버터(IC2)와 비교기(IC3)를 포함하며, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 비교기의 동작에 필요한 바이어스 전압이 인가되도록 저항과 컨덴서들로 연결되고,The control signal generator includes a DC-DC converter IC2 and a comparator IC3, and is connected to resistors and capacitors so that a bias voltage necessary for the operation of the DC-DC converter and the comparator is applied thereto. 상기 전류제어부는 상기 전류제어신호를 게이트로 수신하는 FET를 포함하고,The current control unit includes a FET for receiving the current control signal to the gate, 상기 제어신호발생부는 상기 전류제어부와 직렬로 연결된 저항소자의 전압강하를 증폭하고, 설정된 기준전압과 비교하여 상기 전류제어신호의 크기를 변화시키며,The control signal generator amplifies the voltage drop of the resistance element connected in series with the current control unit, and changes the magnitude of the current control signal in comparison with the set reference voltage, 상기 정전압발생부에 의해 상기 DC-DC 컨버터와 상기 비교기에 동작전압이 인가되면, 상기 DC-DC 컨버터는 게이트 전압을 발생시키고 상기 비교기는 FET에 직렬로 연결된 전류감지부에 포함된 저항의 양단 전압을 가변저항의 양단에 설정되는 기준전압과 비교하여 그 차이전압에 대한 증폭된 출력을 발생하고, 증폭된 출력은 상기 DC-DC 컨버터에서 발생된 게이트 전압과 합하여져 FET 게이트에 인가되며, FET가 온(ON)되면 상기 발광소자에 9.0V 내지 9.9V 전압이 인가되어 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 발광소자를 이용한 조명장치.When an operating voltage is applied to the DC-DC converter and the comparator by the constant voltage generator, the DC-DC converter generates a gate voltage, and the comparator has a voltage across the resistance of the resistor included in the current sensing unit connected in series to the FET. Is compared with the reference voltage set across the variable resistor to generate an amplified output for the difference voltage, and the amplified output is combined with the gate voltage generated in the DC-DC converter and applied to the FET gate. When turned on (ON) is a lighting device using a light emitting device, characterized in that the current flows by applying a voltage 9.0V to 9.9V. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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