KR100933076B1 - Led fluorescent lamp - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An LED(Light Emitting Diode) fluorescent lamp is provided to reduce a cost using a stabilizer for a general fluorescent lamp without changing an additional device or circuit. CONSTITUTION: An LED array(15) includes a plurality of LEDs. One end of first to fourth capacitors(C51-C54) is connected to first to fourth connection pins(151-154) respectively. An anode of a first diode is connected to the other end of the first capacitor. A cathode of the first diode is connected to one end of the LED array. The anode of the second diode is connected to the other end of the LED array. The cathode of the second diode is connected to the other end of the second capacitor. The anode of the third diode is connected to the other end of the LED array and the anode of the second diode commonly. The cathode of the third diode is connected to the other end of the third capacitor. The anode of the fourth diode is connected to the other end of the fourth capacitor. The cathode of the fourth diode is commonly connected in one end of the LED array and the cathode of the first diode.

Description

ＬＥＤ 형광램프{LED fluorescent lamp}LED fluorescent lamp

본 발명은 LED 형광램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 형광등 기구내에 설치되어 있는 안정기를 교체하지 않고 형광램프만을 교환하여 사용할 수 있는 LED 형광램프에 관한 것이다.The present invention relates to an LED fluorescent lamp, and more particularly to an LED fluorescent lamp that can be used by replacing only the fluorescent lamp without replacing the ballast installed in a general fluorescent lamp fixture.

기술의 발전에 따라, 과거 인디케이터 등의 소전력 지시등용으로 밖에 사용되지 못하던 LED(Light Emitting Diode)의 광효율이 실생활에 사용될 수 있을 만큼 향상되고 있다. 또한, LED는 다른 광원들과 달리 수은이 함유되지 않은 친환경 광원으로, 휴대 단말기용 백라이트, LCD TV용 백라이트, 차량용 램프, 및 일반 조명 등에 사용되는 차세대 광원으로 널리 각광을 받고 있다. 이에 따라, 지난 100여년 동안 조명의 주광원으로 사용되어 왔던 저전력 효율 특성을 갖는 백열등이나 환경 폐기물을 포함하고 있는 형광등이 LED 램프로 대체되기 시작하고 있다.With the development of technology, the light efficiency of LEDs (Light Emitting Diodes), which have been used only for small power indicators such as indicators in the past, has been improved to be used in real life. In addition, unlike other light sources, LED is an environmentally friendly light source that does not contain mercury, and is widely used as a next-generation light source used for a backlight for a portable terminal, a backlight for an LCD TV, a vehicle lamp, and general lighting. Accordingly, incandescent lamps having low power efficiency characteristics or fluorescent lamps containing environmental wastes, which have been used as main light sources for lighting for the last 100 years, are being replaced by LED lamps.

그러나, LED 램프의 경우, 백열등이나 할로겐 램프 등을 대체할 경우에는 그대로 교체가 가능하지만, 일반 조명의 주류를 이루고 있는 형광등을 대체할 경우에는 내부의 배선이나 등기구 자체를 바꾸거나 또는 전용 안정기를 별도로 설치하여야 되므로 시간적으로나 경제적으로 커다란 비용을 수반하게 한다. 이에 따라, 여 러가지 측면에서 많은 장점을 가지고 있는 LED 형광램프가 아직까지 보급의 초기 단계에 머무르고 있다.However, in the case of LED lamps, incandescent lamps or halogen lamps can be replaced as they are, but when replacing fluorescent lamps that are the mainstream of general lighting, the internal wiring, the luminaire itself, or the dedicated ballast separately Installation has to be costly, both timely and economically. Accordingly, LED fluorescent lamps, which have many advantages in many respects, are still in the early stages of diffusion.

따라서, 본 발명의 목적은, 별도의 전용 안정기나 배선의 변경없이 기존 형광등용 안정기를 그대로 사용하여 구동가능한 LED 형광램프를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an LED fluorescent lamp which can be driven using an existing ballast for a fluorescent lamp without changing a separate dedicated ballast or wiring.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 형광램프는, 직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이, 제1 내지 제4 연결핀, 일단이 상기 제1 내지 제4 연결핀에 각각 연결되는 제1 내지 제4 커패시터, 애노드는 상기 제1 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드, 애노드는 상기 LED 어레이의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제2 다이오드, 애노드는 상기 LED 어레이의 타단과 상기 제2 다이오드의 애노드에 공통 접속되고, 캐소드는 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되는 제3 다이오드, 및 애노드는 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 일단과 상기 제1 다이오드의 캐소드에 공통 접속되는 제4 다이오드를 포함한다. 그리고, 애노드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제5 다이오드, 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제6 다이오드, 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제7 다이오드, 및 애노드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제8 다이오드를 더 포함할 수 있다. LED fluorescent lamp according to the present invention for achieving the above object, the LED array including a plurality of LEDs connected in series, the first to fourth connecting pins, one end is connected to each of the first to fourth connecting pins First to fourth capacitors, an anode connected to the other end of the first capacitor, a cathode connected to one end of the LED array, an anode connected to the other end of the LED array, and a cathode of the second capacitor A second diode connected to the other end, an anode of which is commonly connected to the other end of the LED array and an anode of the second diode, a cathode of the third diode connected to the other end of the third capacitor, and an anode of the fourth capacitor; Connected to the other end, the cathode includes a fourth diode commonly connected to one end of the LED array and the cathode of the first diode. A fifth diode is connected to the other end of the first capacitor, an anode is connected to the other end of the second capacitor, and a cathode is connected to the second connection pin. A sixth diode connected, an anode connected to the other end of the third capacitor, a cathode connected to the third connecting pin, a seventh diode connected to the third connecting pin, and a cathode connected to the fourth connecting pin; It may further include an eighth diode connected to the other end of the capacitor.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 형광램프는, 직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이, 제1 내지 제4 연결핀, 캐소드가 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드, 애노드가 상기 LED 어레이의 타단에 연결되는 제2 다이오드, 애노드가 상기 LED 어레이의 타단과 상기 제2 다이오드의 애노드에 공통 접속되는 제3 다이오드, 캐소드가 상기 LED 어레이의 일단과 상기 제1 다이오드의 캐소드에 공통 접속되는 제4 다이오드, 애노드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결되는 제5 다이오드, 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제6 다이오드, 애노드는 상기 제3 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제7 다이오드, 애노드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 다이오드의 애노드에 연결되는 제8 다이오드, 캐소드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되는 제9 다이오드, 캐소드는 상기 제5 다이오드의 캐소드에 연결되고, 애노드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제10 다이오드, 캐소드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제7 다이오드의 애노드에 연결되는 제11 다이오드, 및 캐소드는 상기 제8 다이오드의 캐소드에 연결되고, 애노드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제12 다이오드를 포함한다.In addition, the LED fluorescent lamp according to the present invention for achieving the above object, the LED array including a plurality of LEDs connected in series, the first to fourth connecting pins, the cathode is connected to one end of the LED array A second diode having an anode connected to the other end of the LED array, a third diode having an anode commonly connected to the other end of the LED array and an anode of the second diode, and a cathode of one end of the LED array and the first diode; A fourth diode commonly connected to the cathode, an anode connected to the first connecting pin, a cathode connected to a fifth diode connected to an anode of the first diode, an anode connected to a cathode of the second diode, and a cathode A sixth diode connected to a second connecting pin, an anode connected to a cathode of the third diode, and a cathode connected to the third connecting pin, a seventh diode connected to the third connecting pin An anode connected to the fourth connecting pin, a cathode connected to an anode of the fourth diode, a cathode connected to the first connecting pin, and an anode connected to a cathode of the second diode. A ninth diode, a cathode is connected to the cathode of the fifth diode, an anode is connected to the second connecting pin, the tenth diode, the cathode is connected to the fourth connecting pin, the anode is connected to the anode of the seventh diode The eleventh diode and the cathode are connected to the cathode of the eighth diode, the anode comprises a twelfth diode connected to the third connecting pin.

본 발명에 따르면, 별도의 전용 안정기 설치나 등기구 내부의 배선 변경없이 기존 형광등용 안정기에 그대로 사용할 수 있는 LED 형광램프가 제공된다. 따라서, 특별한 비용을 들이지 않고 간단하게 기존 형광등을 교체할 수 있어, 친환경, 고효율의 조명을 보다 쉽게 이용할 수 있도록 한다. According to the present invention, there is provided an LED fluorescent lamp that can be used as it is in a conventional fluorescent ballast without installing a separate dedicated ballast or changing the wiring inside the luminaire. Therefore, it is possible to simply replace the existing fluorescent lamp without incurring a special cost, making it easier to use the environment-friendly, high efficiency lighting.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

일반적으로 널리 사용되고 있는 전자식 형광등용 안정기의 기본 회로에는, 하프브릿지(Half Bridge) 방식, 인스턴트 스타트(Instant Start) 방식, 및 프로그램 스타트(Program Start) 방식 등이 있다. 본 발명에 따른 LED 형광램프는 이러한 형광등용 안정기에 쉽게 적용이 가능하도록 구성되어 있다. 먼저, 본 발명에 따른 LED 형광램프의 구성에 대하여 설명하고, 다음으로 본 발명에 따른 LED 형광램프가 다양한 형광등용 안정기에 사용된 경우 동작 과정을 설명하기로 한다.The basic circuits of ballasts for electronic fluorescent lamps that are widely used generally include a half bridge method, an instant start method, a program start method, and the like. LED fluorescent lamp according to the present invention is configured to be easily applied to such a ballast for fluorescent lamps. First, the configuration of the LED fluorescent lamp according to the present invention will be described, and next, the operation process when the LED fluorescent lamp according to the present invention is used for various fluorescent ballasts will be described.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 형광램프(110)는 LED 어레이(10)와 용량성 소자인 커패시터 C11, C12, C13 및 C14를 포함하며, 외부 연결핀인 제1 내지 제4 연결핀(111, 112, 113, 114)을 구비한다. LED의 직렬 접속으로 구성된 LED 어레이(10)는 두 개 이상이 병렬연결된 구조로 사용될 수도 있으며, 이와 같은 구성은 이하 설명하는 다른 실시예에 따른 LED 형광램프에서도 동일하게 적용될 수 있다. 1 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the LED fluorescent lamp 110 according to the present exemplary embodiment includes the LED array 10 and the capacitors C11, C12, C13, and C14, which are capacitive elements, and first to fourth connections, which are external connection pins. Pins 111, 112, 113, 114. The LED array 10 configured by serial connection of LEDs may be used in a structure in which two or more are connected in parallel. Such a configuration may be equally applied to LED fluorescent lamps according to other embodiments described below.

LED 어레이(10)는 직렬연결된 복수의 LED를 포함하며, 애노드측 단자(10a)와 캐소드측 단자(10b)를 구비한다. 커패시터 C11은 LED 어레이(10)의 애노드측 단 자(10a)와 제1 연결핀(111)사이에 연결되고, 커패시터 C12는 LED 어레이(10)의 캐소드측 단자(10b)와 제2 연결핀(112) 사이에 연결된다. 커패시터 C13은 LED 어레이(10)의 애노드측 단자(10a)와 제3 연결핀(113) 사이에 연결되고, 커패시터 C14는 LED 어레이(10)의 캐소드측 단자(10b)와 제4 연결핀(114) 사이에 연결된다.The LED array 10 includes a plurality of LEDs connected in series, and includes an anode side terminal 10a and a cathode side terminal 10b. The capacitor C11 is connected between the anode terminal 10a of the LED array 10 and the first connection pin 111, and the capacitor C12 is connected to the cathode terminal 10b and the second connection pin (of the LED array 10). 112). The capacitor C13 is connected between the anode side terminal 10a of the LED array 10 and the third connection pin 113, and the capacitor C14 is connected to the cathode side terminal 10b and the fourth connection pin 114 of the LED array 10. ) Is connected between.

커패시터 C11 내지 C14는 제1 내지 제4 연결핀(111, 112, 113, 114)을 통해 후술하는 하프브릿지 방식의 형광등용 안정기 회로 등과 같은 다양한 종류의 안정기와 접속되는 경우, 인덕터와 커패시터로 구성된 직렬공진 회로의 복합 커패시턴스(Capacitance)를 변화시킬 수 있다. 이와 같은 공진 회로의 커패시턴스의 변화에 따라, 고정주파수로 동작하는 전자식 안정기의 경우에는 형광등용 안정기 회로내의 전류제어 인덕터의 임피던스를 증가시켜 LED 형광램프(110)로 흐르는 전류가 감소되므로, 일반적인 형광등용 안정기를 변경없이 사용하여 소비전력을 제어할 수 있다.When the capacitors C11 to C14 are connected to various kinds of ballasts such as half-bridge type ballast circuits described below through the first to fourth connection pins 111, 112, 113, and 114, a series consisting of an inductor and a capacitor The complex capacitance of the resonant circuit can be changed. As the capacitance of the resonant circuit changes, the electronic ballast operating at a fixed frequency increases the impedance of the current control inductor in the fluorescent ballast circuit so that the current flowing to the LED fluorescent lamp 110 is reduced. The power consumption can be controlled by using the ballast without change.

도 2는 도 1에 도시한 LED 어레이의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, LED 어레이(10)는 복수의 LED가 직렬 연결되는 구성이 일반적이다. 그러나, 직렬 연결된 LED의 보호를 위해, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 제너 다이오드 Z1 내지 Zn이 각각의 LED에 역방향으로 병렬 연결될 수도 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the LED array shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2A, the LED array 10 generally has a configuration in which a plurality of LEDs are connected in series. However, for the protection of LEDs connected in series, as shown in FIG. 2B, Zener diodes Z1 to Zn may be connected in parallel to each LED in reverse direction.

이와 같이, 각 LED에 병렬로 제너 다이오드가 사용되는 경우, 교류 전압의 (+) 주기에는 다이오드 D1 내지 Dn 을 통해 전류가 흐르나, (-) 주기에서는 제너 다이오드 Z1 내지 Zn을 통해 전류가 흐를 수 있다. 제너 다이오드 Z1 내지 Zn를 통한 전류의 흐름은 무효 손실이 될 수 있다. 따라서, 제너 다이오드 Z1 내지 Zn 를 통한 전류의 흐름을 방지하여 효율을 높이기 위해 본 발명에 따른 LED 형광램프는 다음에 설명하는 실시예와 같이 구성이 변경될 수 있다. As such, when a Zener diode is used in parallel to each LED, current may flow through the diodes D1 through Dn during a positive period of the AC voltage, but current may flow through the Zener diodes Z1 through Zn in a negative period. . The flow of current through the zener diodes Z1 through Zn can be a reactive loss. Therefore, in order to prevent the flow of current through the Zener diodes Z1 to Zn and to increase the efficiency, the LED fluorescent lamp according to the present invention may be changed as in the following embodiment.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 형광램프(120)는, 제1 실시예에 따른 LED 형광램프(110)에 비해 다이오드 D21, D22가 추가된다. 다이오드 D21은 커패시터 C21 및 C23의 접속점과 LED 어레이(12)의 애노드측 단자 사이에 접속되고, 다이오드 D22는 커패시터 C22 및 C24의 접속점과 LED 어레이(12)의 캐소드측 단자 사이에 접속된다. 다이오드 D21 및 D22에 의해 안정기의 출력단자의 극성과 무관하게 LED 형광램프(120)에 안정화 전류가 흐르게 된다. 3 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention. 3, in the LED fluorescent lamp 120 according to the present embodiment, diodes D21 and D22 are added to the LED fluorescent lamp 110 according to the first embodiment. The diode D21 is connected between the connection points of the capacitors C21 and C23 and the anode side terminal of the LED array 12, and the diode D22 is connected between the connection point of the capacitors C22 and C24 and the cathode side terminal of the LED array 12. By the diodes D21 and D22, a stabilization current flows in the LED fluorescent lamp 120 regardless of the polarity of the output terminal of the ballast.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(130)는 다이오드 D31 내지 D34가 사용되어, 다양한 형광등용 안정기에서 제1 내지 제4 연결핀(131, 132, 133, 134)에 인가되는 교류 전압의 위상변화와 무관하게 본 실시예에 따른 LED 형광램프(130)가 안정적으로 동작되도록 한다.4 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a third embodiment of the present invention. In the LED fluorescent lamp 130 according to the present embodiment, diodes D31 to D34 are used, and the phase change of the AC voltage applied to the first to fourth connection pins 131, 132, 133, and 134 in various ballasts for fluorescent lamps. Regardless, the LED fluorescent lamp 130 according to the present embodiment may be stably operated.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(140)는 제3 실시예에 따른 LED 형광램프(130)에 비해 다이오드 D45 내지 D48이 추가된다. 커패시터 C41 내지 C44는 각각 제1 내지 제4 연결핀(141, 142, 143, 144)에 일단이 연결되고, 다이오드 D45 내지 D48은 커패시터 C41 내지 C44에 각각 병렬로 접속된다.5 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a fourth embodiment of the present invention. In the LED fluorescent lamp 140 according to the present embodiment, diodes D45 to D48 are added as compared to the LED fluorescent lamp 130 according to the third embodiment. One end of the capacitors C41 to C44 are connected to the first to fourth connection pins 141, 142, 143, and 144, respectively, and the diodes D45 to D48 are connected to the capacitors C41 to C44 in parallel, respectively.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(150)에는 다이오드 D59 내지 D62가 더 추가되어 있다. 다이오드 D59는 캐소드는 제1 연결핀(151)에 접속되고 애노드는 다이오드 D52의 캐소드에 접속된다. 다이오드 D60은 애노드가 제2 연결핀(152)에 접속되고, 캐소드가 다이오드 D51의 애노드에 접속된다. 또한, 다이오드 D61은 캐소드가 제4 연결핀 (154)에 접속되고 애노드가 다이오드 D53의 캐소드에 접속되며, 다이오드 D62는 애노드가 제3 연결핀(153)에 접속되고 캐소드가 다이오드 D54의 애노드에 접속되어 외부로부터 인가되는 전압에 대해 완전히 대칭 동작을 하는 구성으로 되어 있어, 일반 형광등과 같이 완전 대칭으로 극성을 가리지 않고 바로 사용할 수 있다. 또한, 도 6b에 도시한 바와 같이, LED 어레이(15)에 사용되는 LED 개수에 따라, C51 내지 C54가 사용되지 않을 수도 있다.6A and 6B are circuit diagrams of an LED fluorescent lamp according to a fifth embodiment of the present invention. Diodes D59 to D62 are further added to the LED fluorescent lamp 150 according to the present embodiment. The diode D59 is connected to the cathode of the first connecting pin 151 and the anode is connected to the cathode of the diode D52. The diode D60 has an anode connected to the second connecting pin 152 and a cathode connected to the anode of the diode D51. In addition, diode D61 has a cathode connected to the fourth connecting pin 154 and an anode connected to the cathode of the diode D53, a diode D62 connected to the anode of the third connecting pin 153 and a cathode connected to the anode of the diode D54. Therefore, it is configured to be fully symmetrical with respect to the voltage applied from the outside, and can be used immediately without choosing polarity completely in symmetry like a normal fluorescent lamp. In addition, as shown in FIG. 6B, C51 to C54 may not be used depending on the number of LEDs used in the LED array 15.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로이다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(170)는, 제1 연결핀(171) 과 제3 연결핀(173)사이에 인덕터 L71이 접속되고 제2 연결핀(172)과 제4 연결핀(174)사이에 인덕터 L72가 접속된다. 인덕터 L71 및 L72는 전자식 안정기의 초기 동작시에는 형광등의 필라멘트 역할을 하여 필라멘트 감지보호회로가 동작하지 않도록 하고, 점등시에는 L71 및 L72의 인덕턴스가 공진회로의 인덕턴스에 더해져서 LED에 인가되는 전력을 콘트롤하는 역할을 한다. 7 is a circuit of the LED fluorescent lamp according to the sixth embodiment of the present invention. In the LED fluorescent lamp 170 according to the present embodiment, an inductor L71 is connected between the first connecting pin 171 and the third connecting pin 173, and the second connecting pin 172 and the fourth connecting pin 174 are connected to each other. Inductor L72 is connected in between. Inductors L71 and L72 act as a filament of a fluorescent lamp during the initial operation of the electronic ballast so that the filament detection protection circuit does not operate.In lighting, the inductance of L71 and L72 is added to the inductance of the resonant circuit, so that the power applied to the LED is reduced. It acts as a control.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제7 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(190)는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 다이오드 D91과 D94의 연결점과 다이오드 D92와 D93의 연결점 사이에 접속되는 LED 어레이(19) 와 직렬로 인덕터 L93이 추가된다. 인덕터 L93은 점등시 LED 어레이(19)의 임피던스를 변화시켜 LED 전류를 콘트롤 하는 역할을 하고, 그 삽입 위치는 다이오드 D91과 D94의 접점과 다이오드 D92와 D93 사이에 자유로이 위치 할 수 있다.8A and 8B are circuit diagrams of an LED fluorescent lamp according to a seventh embodiment of the present invention. In the LED fluorescent lamp 190 according to the present embodiment, as shown in FIG. 8A, an inductor L93 is added in series with the LED array 19 connected between the connection points of the diodes D91 and D94 and the connection points of the diodes D92 and D93. do. The inductor L93 serves to control the LED current by changing the impedance of the LED array 19 when it is turned on, and its insertion position can be freely positioned between the contacts of the diodes D91 and D94 and the diodes D92 and D93.

상기한 바와 같은 구성의 LED 형광램프는 별도의 회로변경 없이, 기존에 사용되는 형광등용 안정기에 연결되어 사용될 수 있다. 이에 대해 설명의 편의상 도 6에서 설명한 LED 형광램프를 예로 들어 다양한 형광등용 안정기에서 동작 과정을 설명하기로 한다.The LED fluorescent lamp of the configuration as described above can be used in connection with the ballast for a conventional fluorescent lamp used without a separate circuit change. For convenience of description, an operation process of various fluorescent ballasts will be described using the LED fluorescent lamp described with reference to FIG. 6 as an example.

또한, 도 8b에 도시한 바와 같이, 인덕터 L91 및 L92 대신 저항 R91 및 R92가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 도 7에 도시한 바와 같은 제6 실시예에 따른 LED 형광램프(170)의 경우에도 인덕터 L71 및 L72 대신 저항이 사용될 수 있다. Also, as shown in Fig. 8B, resistors R91 and R92 may be used instead of inductors L91 and L92. Similarly, in the case of the LED fluorescent lamp 170 according to the sixth embodiment as shown in FIG. 7, a resistor may be used instead of the inductors L71 and L72.

도 9는 전자식 형광등용 안정기의 주류를 이루고 있는 직렬 공진 방식의 전자식 안정기에서 형광램프 부하 사용시의 기본 동작을 설명하기 위해 참조되는 회로도이다. 이 방식은 고주파 동작하는 인버터의 출력단에 인덕터 Lo와 커패시터 C로 구성된 직렬공진 회로를 접속하고, 커패시터 C의 양단에 병렬로 형광램프(200)를 연결하여 인버터의 공진전압으로 초기 방전을 유도한다. 일단 방전이 이루어진 후에는 인덕터 Lo의 임피던스 jωLo 로 형광램프(200)에 흐르는 전류를 제어한다.FIG. 9 is a circuit diagram for explaining the basic operation of using a fluorescent lamp load in an electronic ballast of a series resonant type which is the mainstream of an electronic fluorescent ballast. In this method, a series resonance circuit composed of an inductor Lo and a capacitor C is connected to an output terminal of a high frequency operating inverter, and a fluorescent lamp 200 is connected in parallel to both ends of the capacitor C to induce an initial discharge by the resonance voltage of the inverter. Once discharge is performed, the current flowing through the fluorescent lamp 200 is controlled by the impedance jωLo of the inductor Lo.

도 10은 도 9에 도시한 직렬 공진 방식의 전자식 안정기의 일 예를 나타낸 것이다. 이 방식은, 인버터의 스위칭 소자 Q1과 Q2는 제어회로에 의해 고정 주파수로 동작하는 타려식(Forced Oscillation)이며, 이 인버터의 출력점에 바이패스용 커패시터 Co 와 인덕터 Lo 그리고 공진용 커패시터 C1로 이루어지는 직렬 공진회로 를 연결하여 형광램프를 구동한다. 이 방식의 전자식 안정기는 제어회로에 의해 미리 정해진 주파수로 구동되기 때문에 부하의 특성에 따라 동작점이 달라지는 자려식(Self Oscillation) 안정기에 비해 여러가지 단점을 내포하고 있으나, 최근 반도체 기술의 발전에 따라 스위칭 손실을 최소화 할 수 있고 형광램프(210) 상태를 항상 모니터링하여 안정기를 안정되게 동작 시킬 수 있는 등의 장점이 있어 점점 널리 쓰이는 추세이다. FIG. 10 illustrates an example of the electronic ballast of the series resonance method shown in FIG. 9. In this method, the switching elements Q1 and Q2 of the inverter are a forced oscillation operated at a fixed frequency by a control circuit, and the output point of the inverter includes a bypass capacitor Co, an inductor Lo, and a resonance capacitor C1. Connect the series resonant circuit to drive the fluorescent lamp. This type of electronic ballast has various disadvantages compared to self oscillation ballasts, which are operated at a predetermined frequency by a control circuit. It is possible to minimize and constantly monitor the state of the fluorescent lamp 210 has the advantage of being able to operate the ballast stably, it is increasingly widely used.

그러나 이와 같이 형광등 특성에 맞추어 전용으로 설계된 안정기에 기존의 형광등과는 동작특성이 전혀 다른 LED 형광램프를 사용할 경우 LED로 인가되는 전력을 제어하기가 어렵다. 또한 초기 점등시에 형광등 특성에 맞추어 설계된 램프부하 이상상태 감지회로(220)가 동작하여 인버터의 보호회로가 동작함으로써 정상적인 점등이 이루어지기 어려운 문제점이 있다.However, it is difficult to control the power applied to the LED when using an LED fluorescent lamp that is completely different from the conventional fluorescent lamp in the ballast designed exclusively according to the characteristics of the fluorescent lamp. In addition, since the lamp load abnormal state detection circuit 220 designed according to the characteristics of the fluorescent lamp at the initial lighting operation operates the protection circuit of the inverter, there is a problem that it is difficult to achieve normal lighting.

도 11은 정상상태에서 초기 구동시 형광램프 양단에 인가되는 전압파형을 도시한 것이다. 일반적으로 형광램프는 초기 구동시, 1) 예열, 2) 방전, 3) 점등의 3 단계로 동작하게 된다. 도 11의 경우에는 약 1초 정도의 예열구간(a 구간) 및 약 0.13초 정도의 방전구간(b 구간)을 나타내며, 그 이후 정상 점등 구간(c 구간)을 도시하고 있다11 illustrates voltage waveforms applied to both ends of a fluorescent lamp during initial driving in a steady state. In general, the fluorescent lamp operates in three stages of initial driving, 1) preheating, 2) discharging, and 3) lighting. 11 shows a preheating section (a section) of about 1 second and a discharge section (b section) of about 0.13 seconds, and thereafter shows a normal lighting section (section c).

도 12는 이상상태에서 초기 구동시 형광램프 양단에 인가되는 전압파형을 도시한 것이다. 도 12의 경우, 1.6초 정도의 예열구간(d 구간) 및 0.62초 정도의 방전 구간(e 구간) 후, 형광램프 양단에 인가되는 고전압에 의해 보호회로가 동작된 상태를 나타낸다.12 illustrates voltage waveforms applied to both ends of a fluorescent lamp during initial driving in an abnormal state. In FIG. 12, the protection circuit is operated by a high voltage applied to both ends of the fluorescent lamp after the preheating section (d section) of about 1.6 seconds and the discharge section (e section) of about 0.62 seconds.

한편, 형광램프 부하의 경우에는 램프의 방전 동작이 개시 될 때까지는 램프 부하는 무부하로 간주 할 수 있으므로, 방전 개시 전까지의 동작특성은 다음과 같다. 먼저, 공진시의 인덕터 Lo와 커패시터 C1 으로 이루어진 직렬 공진회로의 특성함수(Quality Factor) Q0는 다음과 같이 나타낼 수 있다. On the other hand, in the case of fluorescent lamp load, since the lamp load can be regarded as no load until the discharge operation of the lamp is started, the operating characteristics before discharge start are as follows. First, the quality factor Q 0 of the series resonant circuit including the inductor Lo and the capacitor C 1 during resonance can be expressed as follows.

Figure 112009007274003-pat00001
Figure 112009007274003-pat00001

여기서 Ro는 직렬공진회로의 내부 임피던스를 나타낸다. 그리고, 바이패스용 커패시터 Co는 상대 용량이 아주 크므로 무시할 수 있다.Where Ro represents the internal impedance of the series resonant circuit. The bypass capacitor Co can be ignored because the relative capacitance is very large.

또한, 공진커패시터 C1에 유기되는 전압을 Vc라 놓으면, 이 때의 Vc는 다음과 같이 나타낼 수 있다.If the voltage induced in the resonant capacitor C 1 is set to Vc, then Vc at this time can be expressed as follows.

Figure 112009007274003-pat00002
Figure 112009007274003-pat00002

그러나 일반 형광램프 대신 LED 형광램프를 부하로 사용 할 경우에는 방전등 점등을 위한 커패시터 C1에 유기되는 초기 공진시의 고전압에 의하여 인버터 내부의 보호회로가 동작하는 문제가 발생 한다. However, when the LED fluorescent lamp is used as a load instead of the general fluorescent lamp, the protection circuit inside the inverter operates due to the high voltage at the initial resonance induced by the capacitor C 1 for discharging the lamp.

도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 형광램프를 직렬 공진 방식의 전자식 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.       FIG. 13 is a diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fifth embodiment of the present invention is used in an electronic ballast of series resonance.

LED 형광램프는 일반 형광램프와 달리 인버터 동작 초기부터 부하로 보이게 되며, 이를 저항으로 간략화하여 R이라 놓으면, 부하특성은 인버터 내부에 내장되어 있는 커패시터 C 에 부하저항 R이 병렬접속된 형태를 보이고, 이 병렬 부하의 복합 어드미턴스(Complex Admittance)를 Yrc 라 놓으면, Yrc는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Unlike ordinary fluorescent lamps, LED fluorescent lamps are seen as loads from the beginning of inverter operation. When this is simplified to resistance and set to R, the load characteristics are shown in that the load resistance R is connected in parallel to the capacitor C built in the inverter. If the complex admittance of this parallel load is set to Yrc, Yrc can be expressed as follows.

Figure 112009007274003-pat00003
Figure 112009007274003-pat00003

Yrc의 복합임피던스를 Zrc라 놓으면, Zrc는 다음과 같이 R과 C의 함수로 나타낼 수 있다.  If we put the complex impedance of Yrc as Zrc, Zrc can be expressed as a function of R and C as

Figure 112009007274003-pat00004
Figure 112009007274003-pat00004

T8/32W 형광램프의 임피던스는 약 500Ω 정도로 간주 할 수 있으므로, R 부하의 값을 R = 500Ω 로 놓고, Lo = 2.5mH, C= 6.8nF, f = 50KHz, Vm = 250V 의 정현파를 직렬공진 회로에 인가 했을 때 LED 형광램프 부하에 인가되는 전압을 PSpice(Professional Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)를 이용하여 시뮤레이션한 결과를 도 14에 도시하고 있다. 도 14를 참조하면, LED 형광램프의 전압은, 250V의 첨두치가 148V 로 약 43% 정도 낮아져 있으며, 그 위상이 0.62π 정도 시프트되어 있음을 볼 수 있다. 즉 공진 초기부터 R 부하가 보이게 함으로써 특성함수 Q 값을 줄이고, 이에 따라 커패시터 C 양단의 피크 전압을 낮춰 인버터에 내장된 보호 회로가 동작하지 않게 할 수 있다. Since the impedance of the T8 / 32W fluorescent lamp can be regarded as about 500Ω, set the value of R load to R = 500Ω, and use a sine wave of Lo = 2.5mH, C = 6.8nF, f = 50KHz, and Vm = 250V in series resonance circuit. FIG. 14 shows the results of simulating the voltage applied to the LED fluorescent lamp load by using the PSpice (Professional Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). Referring to FIG. 14, it can be seen that the voltage of the LED fluorescent lamp is about 43% lowered at a peak value of 250V to 148V, and the phase is shifted by about 0.62π. In other words, by showing the R load from the initial stage of resonance, the value of the characteristic function Q can be reduced, thereby lowering the peak voltage across the capacitor C, thereby preventing the protection circuit built into the inverter from operating.

도 13을 참조하면, 전자식 안정기 내부의 필라멘트 감지회로가 동작하는 것을 방지하기 위해 제1 연결핀(151)과 제3 연결핀(153), 및 제2 연결핀(152)과 제4 연결핀(154)은 직접 쇼트되거나 저항 또는 인덕터를 사용하여 DC 적으로 쇼트된다.Referring to FIG. 13, in order to prevent the filament detection circuit inside the electronic ballast from operating, the first connection pin 151 and the third connection pin 153, and the second connection pin 152 and the fourth connection pin ( 154 is directly shorted or DC shorted using a resistor or inductor.

여기에서는 제1 연결핀(151)과 제3 연결핀(153), 및 제2 연결핀(152)과 제4 연결핀(154)이 쇼트된 경우를 가정하여 그 기본동작을 설명토록 한다. 제2 및 제4 연결핀(152, 154)를 기준으로 하여 전자안정기 내부의 공진용 커패시터 C에 걸리는 전압 Vc의 전위가 (+)가 되는 주기, 즉 제1 및 제3 연결핀(151, 153)에 인가되는 전압이 (+)인 주기에는 정현파 전압의 전위가 상승하여 LED 어레이(15)의 임계전압 (Vth)에 이르면, 전류는 [D55 - D51 - LED 어레이(15) - D52 - D56], [D55 - D51 - LED 어레이(15) - D53 - D61], [D62 - D54 - LED 어레이(15) - D52 - D56]. 및 [D62 - D54 - LED 어레이(15) - D53 - D61]의 복수 경로로 흐른다. 다시 이 전압이 하강하여 LED 어레이의 임계전압(Vth) 이하로 내려가게 되면 LED 어레이(15)에는 전류가 흐르지 않게 된다. Here, the basic operation will be described on the assumption that the first connection pin 151 and the third connection pin 153, and the second connection pin 152 and the fourth connection pin 154 are shorted. The period at which the potential of the voltage Vc applied to the resonance capacitor C inside the electronic ballast becomes positive, based on the second and fourth connection pins 152 and 154, that is, the first and third connection pins 151 and 153. ), When the potential of the sine wave voltage rises and reaches the threshold voltage (Vth) of the LED array 15 in the period of the voltage applied to the positive (+), the current is [D55-D51-LED array 15-D52-D56] , [D55-D51-LED Array 15-D53-D61], [D62-D54-LED Array 15-D52-D56]. And [D62-D54-LED arrays 15-D53-D61]. When the voltage falls again and falls below the threshold voltage Vth of the LED array, no current flows in the LED array 15.

또한, 제1 및 제3 연결핀(151, 153)에 (-) 전압이 인가되는 (-) 주기에서는 전위가 하강하여 LED 어레이(15)의 임계전압(Vth) 보다 더 낮아지게 되면, 다시 전류가 흐르기 시작하여 [D58 - D54 - LED 어레이(15) - D53 - D57]. [D58 - D54 - LED 어레이(15) - D52 - D59], [D60 - D51 - LED 어레이(15) - D53 - D57], 및 [D60 - D51 - LED 어레이(15) - D52 - D59]의 복수 경로로 전류가 흐르게 된다. 이때 LED 어레이(15)에 인가되는 전압의 첨두치는 다이오드에서의 전압 강하를 무시하면 인가전압 Vm sin(ωt + θ)의 최대치 Vm 이 인가된다. In addition, in a negative period in which a negative voltage is applied to the first and third connection pins 151 and 153, when the potential decreases and becomes lower than the threshold voltage Vth of the LED array 15, the current again. Begins to flow [D58-D54-LED Array 15-D53-D57]. [D58-D54-LED array 15-D52-D59], [D60-D51-LED array 15-D53-D57], and [D60-D51-LED array 15-D52-D59] Current flows through the path. At this time, if the peak value of the voltage applied to the LED array 15 is ignored, the maximum value Vm of the applied voltage Vm sin (ωt + θ) is applied.

도 15는 LED 어레이에 흐르는 전류에 대한 타이밍 다이어그램(Timing Diagram)을 나타낸 것이다. 도 15에서 각 구간별로 동작을 설명하면 다음과 같다. 15 shows a timing diagram for a current flowing in the LED array. The operation of each section in FIG. 15 is as follows.

■ 0 ~ ta 구간 : (C53 - D61) 및 (D62 - C54)의 경로로 커패시터 C53와 C54가 LED 어레이(15)에 전류가 흐르기 시작하는 시점 ta 까지 충전된다. ■ 0 ~ ta section: Capacitors C53 and C54 are charged to ta when the current starts to flow in the LED array 15 through the paths of (C53-D61) and (D62-C54).

■ ta ~ tb 구간 : [D55 - D51 - LED 어레이(15) - D52 - D56], [D55 - D51 LED 어레이(15) - D53 - D61], [D62 - D54 - LED 어레이(15) - D52 - D56], [D62 - D54 - LED 어레이(15) - D53 - D61]의 복합경로로 주전류가 흐른다.■ ta ~ tb section: [D55-D51-LED array (15)-D52-D56], [D55-D51 LED array (15)-D53-D61], [D62-D54-LED array (15)-D52- D56], [D62-D54-LED array 15-D53-D61] main current flows through the composite path.

■ tb ~ π 구간 : LED에 주전류가 흐르지 않으며, 커패시터 C53과 C54에 충전되어 있던 전압이 tc 구간까지 방전한다. ■ tb ~ π section: Main current does not flow through LED, and the voltage charged in capacitors C53 and C54 discharges to tc section.

■ π ~ tc 구간 : (D59 - C51) 및 (C52 - D60)의 경로로 커패시터 C51 과 C52가 LED 어레이(15)에 전류가 흐르는 시점 tc 까지 충전된다.■ π ~ tc interval: Capacitors C51 and C52 are charged to the point tc when current flows in the LED array 15 through the paths of (D59-C51) and (C52-D60).

■ tc ~ td 구간 : [D60 - D51 - LED어레이(15) - D53 - D57],[D58 - D54 - LED 어레이(15) - D53 - D57], [D60 - D51 - LED어레이(15) - D52 - D59], [D58 - D54 - LED 어레이(15) - D52 - D59] 의 복합경로로 주전류가 흐른다.■ tc ~ td: [D60-D51-LED Array (15)-D53-D57], [D58-D54-LED Array (15)-D53-D57], [D60-D51-LED Array (15)-D52 -D59], [D58-D54-LED array 15-D52-D59], and the main current flows.

■ td ~ 2π 구간 : LED에 주전류가 흐르지 않으며, 커패시터 C51과 C52에 충전되어 있던 전압이 ta 구간까지 방전한다.■ td ~ 2π section: Main current does not flow through LED, and the voltage charged in capacitors C51 and C52 discharges to ta section.

■ td ~ (2π + ta) 구간 : LED에는 주전류가 흐르지 않으며, (C53 - D61) 및 (D62 - C54)의 경로로 커패시터 C53과 C54가 LED 어레이(15)에 전류가 흐르는 시점 (2π + ta)까지 Vth 값으로 충전되고, C51과 C52에 충전되어 있던 전압이 방전한다.■ td ~ (2π + ta) period: The main current does not flow through the LED, and when the current flows through the LED array 15 by the capacitors C53 and C54 through the path of (C53-D61) and (D62-C54) (2π + It is charged to Vth value until ta), and the voltage charged in C51 and C52 is discharged.

따라서 본 발명의 LED 형광램프의 경우 내장되어 있는 커패시터 C51 내지 C54의 값을 Ca라 놓으면, LED 어레이(15)에 전류가 흐르지 않는 td ~ ta, tb ~ tc 구간에는 인버터 내부에 내장되어 있는 커패시터 C에 2 Ca가 병렬로 접속되어 있는 것과 같이 동작하며, 이때의 실효 커패시턴스를 Cr는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Therefore, in the case of the LED fluorescent lamp of the present invention, if the value of the built-in capacitors C51 to C54 is Ca, the capacitor C embedded in the inverter in the period td ~ ta, tb ~ tc in which no current flows in the LED array 15. 2 Ca are connected in parallel, and the effective capacitance at this time can be expressed as Cr.

Figure 112009007274003-pat00005
Figure 112009007274003-pat00005

따라서 수학식 1 에서 나타낸 바와 같이 직렬공진회로의 특성함수 (QualityTherefore, as shown in Equation 1, the characteristic function of the series resonance circuit (Quality)

Factor)는 Qo = 1/(ω0RC) 로 나타낼 수 있으므로, 커패시턴스가 커지게 되면 Qo 값은 작아지게 되어 수학식 2에 의해 LED 형광램프 양단간에 걸리는 전압 Vc의 값이 작아지게 되며, 이 Ca 값을 변화시켜서 LED 형광램프에 흐르는 전류의 최대치 및 전류가 흐르는 구간을 제어할 수 있게 되므로, 결과적으로 LED 전력을 제어 할 수 있게 된다.Factor) can be expressed as Qo = 1 / (ω 0 RC), the larger the capacitance, the smaller the Qo value and the smaller the value of the voltage Vc across the LED fluorescent lamp by Equation (2). By changing the value, it is possible to control the maximum value of the current flowing in the LED fluorescent lamp and the section in which the current flows, and as a result, it is possible to control the LED power.

도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 LED 형광램프를 직렬 공진 방식의 전자식 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다. 전술한 바와 같이, LED 형광램프(190)의 인덕터 L91과 L92는 형광램프의 필라멘트와 같은 역할을 하며, 인덕터 L91과 L92가 삽입됨으로써 인버터 내부의 필라멘트 이상상태 감지회로가 동작하지 않게 된다. 또한, LED 형광램프(190)는, 도 8b에 도시한 바와 같이, 인덕터 L91 및 L92 대신에 저항이 사용 될 수도 있다. 그러나 저항을 사용하는 경우에는 인덕터를 사용하는 경우와는 달리 공진전류가 이 저항을 통해 흐름으로 인한 전력손실이 생기는 단점이 있다.16 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the seventh embodiment of the present invention is used in an electronic ballast of series resonance. As described above, the inductors L91 and L92 of the LED fluorescent lamp 190 serve as the filaments of the fluorescent lamp, and the inductor L91 and L92 are inserted so that the filament abnormal state detection circuit inside the inverter does not operate. In addition, in the LED fluorescent lamp 190, a resistor may be used instead of the inductors L91 and L92, as shown in FIG. However, in the case of using a resistor, unlike the case of using an inductor, there is a disadvantage in that a power loss occurs due to the flow of resonant current through the resistor.

도 16을 참조하면, 제1 연결핀(191)과 제2 연결핀(192)에 인버터 내부 공진 커패시터 C가 연결되고, 제3 연결핀 (193)과 제4 연결핀(194)에 인버터로부터의 출력이 연결되면, 인덕터 L91과 L92의 값을 La라 놓으면 전체 공진 인덕턴스 L은 L= Lo + 2La로 놓을 수 있다. 따라서, 제1 연결핀(191)과 제2 연결핀(192)에 가장 큰 전압이 걸리게 된다. Referring to FIG. 16, the inverter internal resonant capacitor C is connected to the first connection pin 191 and the second connection pin 192, and the third connection pin 193 and the fourth connection pin 194 from the inverter. Once the output is connected, the value of inductors L91 and L92 can be set to La, so the total resonant inductance L can be set to L = Lo + 2La. Therefore, the largest voltage is applied to the first connection pin 191 and the second connection pin 192.

또한, LED 어레이(19)에 직렬접속된 인덕터 L93은 그 값을 Lb라 놓으면, LED 어레이(19)에 주전류가 흐르는 시구간에는 인버터 동작주파수의 2 배의 주파수의 LED 전류가 흐르게 되므로, ZLb = j2ωLb 의 임피던스 값이 LED 어레이(19)의 임피던스에 더해져 특성함수 Q 값을 변화 시킨다. 따라서, LED 어레이(19)에 인가되는 전압의 첨두치 Vm의 값을 제어하여 LED 어레이(19)에 흐르는 전류를 제어 할 수 있게 된다.In addition, if the inductor L93 connected in series to the LED array 19 is set to Lb, the LED current of twice the frequency of the inverter operating frequency flows in the time period in which the main current flows in the LED array 19, so that ZLb = The impedance value of j2ωLb is added to the impedance of the LED array 19 to change the characteristic function Q value. Therefore, it is possible to control the current flowing through the LED array 19 by controlling the value of the peak value Vm of the voltage applied to the LED array 19.

다음의 [표 1]은 Ca 값을 변화 시켰을 때의 LED 형광램프의 특성 변화를 나타낸 것으로, 인버터 동작주파수는 50KHz, LED 어레이(15)는 48개 x 3열, 그리고 C 는 6800pF인 경우이다.[Table 1] shows the characteristic change of the LED fluorescent lamp when the Ca value is changed. Inverter operating frequency is 50KHz, LED array 15 is 48 x 3 columns, and C is 6800pF.

커패시터Capacitor 750pF750pF 1000pF1000 pF 1500pF1500 pF 1800pF1800pF Vi(V)Vi (V) 134134 130.7130.7 124.7124.7 121.3121.3 소비전력(W)Power Consumption (W) 22.022.0 20.220.2 16.816.8 14.614.6 LED 전압(Vdc)LED voltage (Vdc) 143.7143.7 142.8142.8 141.7141.7 140.6140.6 LED 전류(mAdc)LED current (mAdc) 110110 104104 8787 7575 램프입력전류(mAac)Lamp input current (mAac) 173173 164164 157157 155155 C공진전류(mAac)C resonance current (mAac) 298298 289289 278278 266266

이와 같이 본 발명에 따른 LED 형광램프는 일반적으로 사용되고 있는 전자식 안정기에 회로 변경없이 바로 장착하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 LED 형광램프는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the LED fluorescent lamp according to the present invention can be directly mounted and used without changing a circuit in an electronic ballast which is generally used. In addition, the LED fluorescent lamp according to the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each embodiment so that various modifications can be made It may alternatively be configured in combination.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도, 1 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 LED 어레이의 구조를 나타낸 도면, 2 is a view showing the structure of the LED array of FIG.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,3 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,4 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a third embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,5 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a fourth embodiment of the present invention;

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,6A and 6B are circuit diagrams of an LED fluorescent lamp according to a fifth embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,7 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a sixth embodiment of the present invention;

도 8a 및 도 8b는 발명의 제7 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,8A and 8B are circuit diagrams of an LED fluorescent lamp according to a seventh embodiment of the present invention;

도 9는 전자식 형광등용 안정기의 주류를 이루고 있는 직렬 공진 방식의 전자식 안정기에서 형광램프 부하 사용시 기본 동작을 설명하기 위해 참조되는 회로도,9 is a circuit diagram for explaining the basic operation when using a fluorescent lamp load in a series resonant electronic ballast which is the mainstream of the electronic fluorescent ballast,

도 10은 도 9에 도시한 직렬 공진 방식의 전자식 안정기의 일 예를 나타낸 도면, 10 is a view showing an example of the electronic ballast of the series resonance method shown in FIG.

도 11은 정상상태에서 초기 구동시 형광램프 양단에 인가되는 전압파형을 도시한 도면, 11 is a view showing voltage waveforms applied across both fluorescent lamps during initial driving in a steady state;

도 12는 이상상태에서 초기 구동시 형광램프 양단에 인가되는 전압파형을 도시한 도면,12 is a view showing voltage waveforms applied to both ends of a fluorescent lamp during initial driving in an abnormal state;

도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 형광램프를 직렬 공진 방식의 전자식 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면,  FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fifth embodiment of the present invention is used in an electronic ballast of series resonance;

도 14는 LED 형광램프 부하에 인가되는 전압을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면, 14 is a view showing a result of simulating the voltage applied to the LED fluorescent lamp load,

도 15는 LED 어레이에 흐르는 전류에 대한 타이밍 다이어그램, 그리고15 is a timing diagram for the current flowing through the LED array, and

도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 LED 형광램프를 직렬 공진 방식의 전자식 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.16 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the seventh embodiment of the present invention is used in an electronic ballast of series resonance.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

15: LED 어레이 150: LED 형광램프 15: LED array 150: LED fluorescent lamp

Claims (8)

직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이;An LED array comprising a plurality of LEDs connected in series; 제1 내지 제4 연결핀;First to fourth connecting pins; 일단이 상기 제1 내지 제4 연결핀에 각각 연결되는 제1 내지 제4 커패시터;First to fourth capacitors having one end connected to the first to fourth connection pins, respectively; 애노드는 상기 제1 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드; A first diode having an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to one end of the LED array; 애노드는 상기 LED 어레이의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제2 다이오드; A second diode having an anode connected to the other end of the LED array and a cathode connected to the other end of the second capacitor; 애노드는 상기 LED 어레이의 타단과 상기 제2 다이오드의 애노드에 공통 접속되고, 캐소드는 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되는 제3 다이오드; 및A third diode having an anode connected in common to the other end of the LED array and an anode of the second diode, and a cathode connected to the other end of the third capacitor; And 애노드는 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 일단과 상기 제1 다이오드의 캐소드에 공통 접속되는 제4 다이오드를 포함하는 LED 형광램프.An anode connected to the other end of the fourth capacitor, and a cathode comprising a fourth diode commonly connected to one end of the LED array and the cathode of the first diode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 애노드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제5 다이오드; A fifth diode having an anode connected to the first connection pin and a cathode connected to the other end of the first capacitor; 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제6 다이오드; A sixth diode having an anode connected to the other end of the second capacitor and a cathode connected to the second connection pin; 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제7 다이오드; 및A seventh diode having an anode connected to the other end of the third capacitor and a cathode connected to the third connecting pin; And 애노드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제8 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광램프. And an anode connected to the fourth connection pin and a cathode connected to the other end of the fourth capacitor. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 캐소드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제9 다이오드; A ninth diode having a cathode connected to the first connection pin and an anode connected to the other end of the second capacitor; 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 애노드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제10 다이오드; A tenth diode having a cathode connected to the other end of the first capacitor and an anode connected to the second connection pin; 캐소드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제11 다이오드; 및An eleventh diode having a cathode connected to the fourth connection pin and an anode connected to the other end of the third capacitor; And 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 애노드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제12 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광램프.And a cathode is connected to the other end of the fourth capacitor, and an anode further comprises a twelfth diode connected to the third connecting pin. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 연결핀과 상기 제3 연결핀 사이에 접속되는 제1 인덕터; 및A first inductor connected between the first connection pin and the third connection pin; And 상기 제2 연결핀과 상기 제4 연결핀 사이에 접속되는 제2 인덕터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 형광램프. The LED fluorescent lamp further comprises a second inductor connected between the second connecting pin and the fourth connecting pin. 직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이;An LED array comprising a plurality of LEDs connected in series; 제1 내지 제4 연결핀;First to fourth connecting pins; 일단이 상기 제1 내지 제4 연결핀에 각각 연결되는 제1 내지 제4 커패시터;First to fourth capacitors having one end connected to the first to fourth connection pins, respectively; 일단이 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 인덕터;A first inductor having one end connected to one end of the LED array; 애노드는 상기 제1 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 인덕터의 타단에 연결되는 제1 다이오드; A first diode having an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to the other end of the first inductor; 애노드는 상기 LED 어레이의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제2 다이오드; A second diode having an anode connected to the other end of the LED array and a cathode connected to the other end of the second capacitor; 애노드는 상기 LED 어레이의 타단과 상기 제2 다이오드의 애노드에 공통 접속되고, 캐소드는 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되는 제3 다이오드; A third diode having an anode connected in common to the other end of the LED array and an anode of the second diode, and a cathode connected to the other end of the third capacitor; 애노드는 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 인덕터의 상기 타단과 상기 제1 다이오드의 캐소드에 공통 접속되는 제4 다이오드;A fourth diode having an anode connected to the other end of the fourth capacitor and a cathode commonly connected to the other end of the first inductor and a cathode of the first diode; 애노드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제5 다이오드; A fifth diode having an anode connected to the first connection pin and a cathode connected to the other end of the first capacitor; 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제6 다이오드; A sixth diode having an anode connected to the other end of the second capacitor and a cathode connected to the second connection pin; 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제7 다이오드; A seventh diode having an anode connected to the other end of the third capacitor and a cathode connected to the third connecting pin; 애노드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제8 다이오드; An eighth diode having an anode connected to the fourth connecting pin and a cathode connected to the other end of the fourth capacitor; 캐소드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제9 다이오드; A ninth diode having a cathode connected to the first connection pin and an anode connected to the other end of the second capacitor; 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 애노드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제10 다이오드; A tenth diode having a cathode connected to the other end of the first capacitor and an anode connected to the second connection pin; 캐소드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제11 다이오드; An eleventh diode having a cathode connected to the fourth connection pin and an anode connected to the other end of the third capacitor; 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 애노드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제12 다이오드;A twelfth diode having a cathode connected to the other end of the fourth capacitor and an anode connected to the third connection pin; 상기 제1 연결핀과 상기 제3 연결핀 사이에 접속되는 제2 인덕터; 및 A second inductor connected between the first connection pin and the third connection pin; And 상기 제2 연결핀과 상기 제4 연결핀 사이에 접속되는 제3 인덕터를 포함하는 LED 형광램프.And a third inductor connected between the second connection pin and the fourth connection pin. 직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이;An LED array comprising a plurality of LEDs connected in series; 제1 내지 제4 연결핀;First to fourth connecting pins; 일단이 상기 제1 내지 제4 연결핀에 각각 연결되는 제1 내지 제4 커패시터;First to fourth capacitors having one end connected to the first to fourth connection pins, respectively; 애노드는 상기 제1 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드;A first diode having an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to one end of the LED array; 일단이 상기 LED 어레이의 타단에 연결되는 제1 인덕터;A first inductor having one end connected to the other end of the LED array; 애노드는 상기 제1 인덕터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제2 다이오드; A second diode having an anode connected to the other end of the first inductor and a cathode connected to the other end of the second capacitor; 애노드는 상기 제1 인덕터의 상기 타단과 상기 제2 다이오드의 애노드에 공통 접속되고, 캐소드는 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되는 제3 다이오드; A third diode having an anode connected in common to the other end of the first inductor and an anode of the second diode, and a cathode connected to the other end of the third capacitor; 애노드는 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 상기 일단과 상기 제1 다이오드의 캐소드에 공통 접속되는 제4 다이오드;A fourth diode having an anode connected to the other end of the fourth capacitor and a cathode commonly connected to the one end of the LED array and the cathode of the first diode; 애노드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제5 다이오드; A fifth diode having an anode connected to the first connection pin and a cathode connected to the other end of the first capacitor; 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제6 다이오드; A sixth diode having an anode connected to the other end of the second capacitor and a cathode connected to the second connection pin; 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제7 다이오드; A seventh diode having an anode connected to the other end of the third capacitor and a cathode connected to the third connecting pin; 애노드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제8 다이오드; An eighth diode having an anode connected to the fourth connecting pin and a cathode connected to the other end of the fourth capacitor; 캐소드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제2 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제9 다이오드; A ninth diode having a cathode connected to the first connection pin and an anode connected to the other end of the second capacitor; 캐소드는 상기 제1 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 애노드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제10 다이오드; A tenth diode having a cathode connected to the other end of the first capacitor and an anode connected to the second connection pin; 캐소드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제3 커패시터의 상기 타단에 연결되는 제11 다이오드; An eleventh diode having a cathode connected to the fourth connection pin and an anode connected to the other end of the third capacitor; 캐소드는 상기 제4 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 애노드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제12 다이오드;A twelfth diode having a cathode connected to the other end of the fourth capacitor and an anode connected to the third connection pin; 상기 제1 연결핀과 상기 제3 연결핀 사이에 접속되는 제2 인덕터; 및 A second inductor connected between the first connection pin and the third connection pin; And 상기 제2 연결핀과 상기 제4 연결핀 사이에 접속되는 제3 인덕터를 포함하는 LED 형광램프.And a third inductor connected between the second connection pin and the fourth connection pin. 직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이;An LED array comprising a plurality of LEDs connected in series; 제1 내지 제4 연결핀;First to fourth connecting pins; 캐소드가 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드; A first diode having a cathode connected to one end of the LED array; 애노드가 상기 LED 어레이의 타단에 연결되는 제2 다이오드; A second diode having an anode connected to the other end of the LED array; 애노드가 상기 LED 어레이의 타단과 상기 제2 다이오드의 애노드에 공통 접속되는 제3 다이오드; A third diode having an anode commonly connected to the other end of the LED array and the anode of the second diode; 캐소드가 상기 LED 어레이의 일단과 상기 제1 다이오드의 캐소드에 공통 접속되는 제4 다이오드;A fourth diode having a cathode commonly connected to one end of the LED array and the cathode of the first diode; 애노드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노 드에 연결되는 제5 다이오드; A fifth diode having an anode connected to the first connecting pin and a cathode connected to an anode of the first diode; 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제6 다이오드; A sixth diode having an anode connected to the cathode of the second diode and a cathode connected to the second connecting pin; 애노드는 상기 제3 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제7 다이오드; A seventh diode having an anode connected to the cathode of the third diode and a cathode connected to the third connecting pin; 애노드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 다이오드의 애노드에 연결되는 제8 다이오드; An eighth diode having an anode connected to the fourth connecting pin and a cathode connected to an anode of the fourth diode; 캐소드는 상기 제1 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되는 제9 다이오드; A ninth diode having a cathode connected to the first connecting pin and an anode connected to a cathode of the second diode; 캐소드는 상기 제5 다이오드의 캐소드에 연결되고, 애노드는 상기 제2 연결핀에 연결되는 제10 다이오드; A tenth diode having a cathode connected to the cathode of the fifth diode and an anode connected to the second connection pin; 캐소드는 상기 제4 연결핀에 연결되고, 애노드는 상기 제7 다이오드의 애노드에 연결되는 제11 다이오드; 및An eleventh diode having a cathode connected to the fourth connecting pin and an anode connected to an anode of the seventh diode; And 캐소드는 상기 제8 다이오드의 캐소드에 연결되고, 애노드는 상기 제3 연결핀에 연결되는 제12 다이오드를 포함하는 LED 형광램프.And a cathode connected to the cathode of the eighth diode and an anode connected to the third connecting pin. 삭제delete
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