KR100949087B1 - Led lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 종래의 자기식 또는 전자식 점등 방식의 형광등용 조명시스템을 구분하지 않고 그 형광등 접속단자에 직접 연결하여 사용할 수 있는 엘이디 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting apparatus that can be used by directly connecting to the fluorescent lamp connection terminal without distinguishing the conventional magnetic or electronic lighting type fluorescent lighting system.
최근 필라멘트 전구나 형광등 등을 대신하여 엘이디(LED: Light-Emitting Diode)가 새로운 조명기구로 사용이 증가되고 있으며 각광을 받고 있다. Recently, LED (Light-Emitting Diode) is being used as a new luminaire in place of a filament bulb or a fluorescent lamp, and is in the spotlight.
엘이디는 전류가 인가되면 발광하여 빛을 방출하는 발광 다이오드이다. 엘이디는 저전압에서 구동할 수 있으며, 다른 조명장치에 비해 긴 수명과 낮은 소비전력, 빠른 응답속도 및 강한 내충격성을 가지며, 소형 경량화가 가능하다는 장점이 있다. 엘이디 조명기구는 당연히 상용 교류 전원을 엘이디 동작을 위한 정격 직류 전원으로 변환하는 구동회로와 함께 사용된다. 이러한 엘이디 조명장치가 형광등을 대체하기 위한 시도가 있다. An LED is a light emitting diode that emits light when a current is applied. The LED can be driven at low voltage, and has a long life, low power consumption, fast response speed and strong impact resistance, and small size and light weight, compared to other lighting devices. LED luminaires are naturally used with a drive circuit that converts commercial AC power into rated DC power for LED operation. There are attempts to replace such fluorescent lighting by such LED lighting devices.
종래의 형광등은 등 내부에 고전압에 의한 전기 방전을 일으키고 이에 따라 발생한 자외선이 램프 내면에 도포된 형광물질과 반응하여 가시광선의 빛을 내는 장치이다. Conventional fluorescent lamps are devices that emit electric light by high voltage inside the lamp and the ultraviolet rays generated by the reaction react with fluorescent materials applied to the inner surface of the lamp to emit visible light.
형광등의 점등방식에는 별도의 스타터(Glow Starter 또는 Rapid Starter)와 자기식 안정기를 사용하는 자기식 점등방식과, 전자식 안정기를 사용하는 전자식 점등 방식이 있다. 전자식 안정기는 전자부품을 사용하여 교류 상용 전원을 직류로 평활한 다음 고주파 인버터 회로를 이용하여 20 ㎑ ~ 30 ㎑의 고주파로 변환하여 출력한다. 전자식 안정기는 고주파를 위한 발진 방식에 따라 다시 자려식과 타려식으로 구분된다. 자려식은 내부의 인덕터와 커패시터를 이용하는 방식이어서 회로가 간단하나 다소 불안정한 단점이 있다.The lighting method of the fluorescent lamp includes a magnetic start method using a separate starter (Glow Starter or Rapid Starter) and a magnetic ballast, and an electronic lighting method using an electronic ballast. Electronic ballast smoothes AC commercial power with DC using electronic components and converts it into high frequency of 20 kHz ~ 30 ㎑ by using high frequency inverter circuit. Electronic ballasts are divided into self-loading and type-loading according to the oscillation method for high frequency. Self-sik is a method using internal inductors and capacitors, so the circuit is simple but somewhat unstable.
도 1은 자기식 점등 방식의 형광등용 조명시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 전자식 점등 방식의 형광등용 조명시스템을 도시한 도면이다. 자기식 형광등용 조명시스템(100)과 전자식 형광등용 조명시스템(200)은 형광등을 접속하기 위한 제1 접속단자(203)와 제2 접속단자(205)를 구비한다. 1 is a view showing a fluorescent lighting system of the magnetic lighting method, Figure 2 is a view showing a lighting system for fluorescent lighting of the electronic lighting method. The magnetic fluorescent
도 1의 자기식 형광등용 조명시스템(100)의 경우, 교류전원은 자기식 안정기(101), 형광등(10)의 일단 및 스타터(103)를 거쳐 형광등(10)의 타단으로 연결되는 폐회로를 형성하며, 스타터(103)의 동작에 의해 형광등(10)이 점등한다. 도 2의 전자식 점등방식 형광등용 조명시스템(200)의 경우, 교류전원은 전자식 안정기(201)로부터 제1 접속단자(203)나 제2 접속단자(205), 또는 양 단자(203, 205)를 통해 형광등(10)에 공급된다.In the case of the magnetic
예시된 형광등용 조명시스템(100, 200)에 사용되는 형광등은 전력소모가 필라멘트 전구에 비해 낮기는 하지만 수명이 짧아 자주 교체해 주어야 하는 불편이 있기 때문에, 역시 엘이디 조명등으로 교체할 필요가 대두되고 있다. Fluorescent lamps used in the fluorescent
다만, 엘이디는 상당히 낮은 직류 전원에 의해 동작하고 형광등 점등과 다른 방식으로 점등되기 때문에, 통상의 엘이디 램프를 형광등 시스템에 그대로 사용할 수 없다. 그것은 안정기(101, 201)가 기본적으로 상용 60Hz 교류전원을 수십 ㎑의 고주파로 변환하여 램프에 제공하기 때문이다. 더군다나, 자려식 안정기는 출력을 제어하는 별도의 집적회로 칩을 사용하지 않기 때문에, 2차 측에 걸린 부하에 따라 출력전압이 100V 에서 1000V 까지 가변하는 불안정성이 있다. However, since the LED is operated by a considerably low DC power supply and is lit in a different way from the fluorescent lamp lighting, a conventional LED lamp cannot be used as it is in a fluorescent lamp system. This is because the
따라서, 만약 안정기 등을 제거하지 않은 채, 도 1 및 도 2의 형광등용 조명시스템(100, 200)의 형광등 접속단자(203, 205)에 엘이디 구동회로를 직결한다면, 엘이디 구동회로가 안정기 등의 높은 주파수나 전압을 제대로 처리하지 못하게 되고, 결국 엘이디 램프가 동작하지 않거나 파괴되는 등의 문제를 야기한다. Therefore, if the LED driving circuit is directly connected to the fluorescent
결국, 일반 사용자가 엘이디 조명기구를 사용하기 위해서는 기존의 형광등 조명 장치(예컨대, 안정기 또는 스타터)를 모두 제거하여야 하는 불편이 있다. As a result, in order for a general user to use an LED luminaire, it is inconvenient to remove all existing fluorescent lighting devices (eg, ballasts or starters).
당연히, 엘이디 형광등이 특정 형광등 시스템(또는 그 안정기)에 맞추어 구동회로를 구성함으로써, 해당 방식의 형광등 시스템에 적용할 수 있을 것이다. 이러한 방식의 엘이디 형광등은 일반 사용자가 자신이 보유한 형광등 시스템의 점등 방식을 완전히 이해하여 선택할 수 있다는 전제를 가지는 것으로 현실적으로 채택이 불가능하다. Naturally, the LED fluorescent lamp may be adapted to the fluorescent lamp system of the corresponding type by configuring the driving circuit in accordance with a specific fluorescent lamp system (or ballast thereof). The LED fluorescent lamp of this type has a premise that a general user can fully understand and select a lighting method of his or her own fluorescent lamp system and cannot be practically adopted.
더군다나 자려식 안정기 방식에서는 동일한 회로 구성을 가지는 안정기라 하더라도 내부 부품의 오차, 주변 온도 및 램프 조건에 따라 그 특성이 제각기 다르 게 나타나므로, 사용자가 보유한 시스템마다 별도의 회로 튜닝 과정을 거쳐야 한다. 다시 말해 일반 사용자들이 형광등을 대신하여 엘이디 조명장치를 형광등 시스템에 사용한다는 것은 거의 불가능한 것일 수 밖에 없다.Furthermore, in the self-ballasted ballast system, even if the ballast has the same circuit configuration, its characteristics are different depending on the error of the internal parts, the ambient temperature and the lamp conditions. Therefore, a separate circuit tuning process must be performed for each system owned by the user. In other words, it is almost impossible for ordinary users to use LED lighting devices in fluorescent light systems instead of fluorescent lights.
본 발명의 목적은 종래의 자기식 또는 전자식 점등 방식의 형광등용 조명시스템을 구분하지 않고 그 형광등 접속단자에 직접 연결하여 사용할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an LED lighting device that can be used directly connected to the fluorescent lamp connection terminal without distinguishing the conventional magnetic or electronic lighting type fluorescent lighting system.
본 발명의 또 다른 목적은 처리 가능한 교류 전압 범위를 종래의 각종 형광등용 조명시스템에서 제공될 수 있는 범위로 넓힘으로써, 종래의 자기식 또는 전자식 점등 방식을 구분하지 않고 그 형광등 접속단자에 직접 연결하여 사용할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to widen the range of AC voltage that can be processed to a range that can be provided in various conventional fluorescent lighting systems, and by connecting directly to the fluorescent lamp connection terminal without distinguishing a conventional magnetic or electronic lighting method. The present invention provides an LED lighting device that can be used.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 엘이디 조명장치는, 병렬 또는 직렬로 연결된 복수 개의 엘이디, 제1 전원입력단자, 제2 전원입력단자, 제1 전원부, 제2 전원부, 정류부, 필터부 및 구동부를 포함한다. In order to achieve the above object, the LED lighting apparatus according to the present invention includes a plurality of LEDs connected in parallel or in series, a first power input terminal, a second power input terminal, a first power supply unit, a second power supply unit, a rectifier, a filter unit, and a driving unit. It includes.
상기 제1 전원입력단자는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하여 자기식 또는 전자식 점등방식의 형광등용 조명시스템의 제1 접속단자에 삽입되며, 상기 제2 전원입력단자는 제3 전극 및 제4 전극을 구비하여 상기 형광등용 조명시스템의 제2 접속단자에 삽입된다. The first power input terminal is provided with a first electrode and a second electrode and is inserted into a first connection terminal of a fluorescent lighting system for magnetic or electronic lighting. The second power input terminal is connected to a third electrode and a fourth electrode. The electrode is inserted into the second connection terminal of the lighting system for fluorescent lamps.
상기 제1 전원부는 상기 제1 전원입력단자으로부터 입력되는 교류전원에 포함된 과전압 또는 과전류 성분을 제거하고, 상기 제2 전원부는 상기 제2 전원입력 단자으로부터 입력되는 교류전원에 포함된 과전압 또는 과전류 성분을 제거한다.The first power supply unit removes an overvoltage or overcurrent component included in an AC power input from the first power input terminal, and the second power supply unit includes an overvoltage or overcurrent component included in an AC power input from the second power input terminal. Remove it.
상기 정류부는 상기 제1 전원부와 상기 제2 전원부에서 출력되는 교류전압을 전파 정류하며, 상기 필터부는 상기 정류부의 출력단에 연결되어 상기 정류부에서 전파정류된 전압을 직류로 변환한다.The rectifier is full-wave rectified AC voltage output from the first power supply and the second power supply, the filter unit is connected to the output terminal of the rectifier to convert the full-wave rectified voltage from the rectifier to direct current.
상기 구동부는 상기 필터부에서 출력되는 직류 전원으로부터 상기 복수 개의 엘이디를 위한 정격의 전압 및 전류를 출력하여 상기 복수 개의 엘이디를 점등한다.The driving unit outputs a voltage and a current rated for the plurality of LEDs from the DC power output from the filter unit to light up the plurality of LEDs.
실시 예에 따라, 상기 정류부는, 브릿지 다이오드를 포함하여 상기 제1 전원부와 상기 출력단 사이에 마련된 제1 정류부와, 브릿지 다이오드를 포함하여 상기 제2 전원부와 상기 출력단 사이에 마련된 제2 정류부를 포함한다. 이에 따라, 상기 정류부는 상기 제1 전극과 제2 전극, 상기 제3 전극과 제4 전극, 상기 제1 전극과 제3 전극, 또는 상기 제2 전극과 제4전극을 통해 입력되는 교류전원을 전파정류할 수 있다. According to an embodiment, the rectifying unit includes a first rectifying unit provided between the first power supply unit and the output terminal including a bridge diode, and a second rectifying unit provided between the second power supply unit and the output terminal including a bridge diode. . Accordingly, the rectifier propagates AC power input through the first electrode and the second electrode, the third electrode and the fourth electrode, the first electrode and the third electrode, or the second electrode and the fourth electrode. Can be rectified.
다른 실시 예에 따라, 상기 조명장치는 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 마련되고 상호 직렬 연결된 제1 커패시터 및 제2 커패시터와, 상기 제3 전극 및 제4 전극 사이에 마련되고 상호 직렬 연결된 제3 커패시터 및 제4 커패시터를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 커패시터와 제2 커패시터의 연결노드는 상기 출력단의 고전원전압에 연결되고, 상기 제3 커패시터와 제4 커패시터의 연결노드는 상기 출력단의 저전원전압에 연결되어 출력단의 전압을 제한하는 것이 바람직하다.According to another embodiment, the lighting device is provided between the first capacitor and the second electrode and connected in series with each other, the first capacitor and the second capacitor, and the third electrode and the fourth electrode provided between the third electrode and connected in series It may further include a third capacitor and a fourth capacitor. In this case, a connection node of the first capacitor and the second capacitor is connected to the high power voltage of the output terminal, and a connection node of the third capacitor and the fourth capacitor is connected to the low power supply voltage of the output terminal to obtain a voltage of the output terminal. It is desirable to limit.
또 다른 실시 예에 따라, 상기 제1 전원부는 상기 제1전극과 제2전극 사이에 마련된 저항을 더 포함하고, 상기 제2 전원부는 상기 제3전극과 제4전극 사이에 마련된 저항을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present disclosure, the first power supply unit may further include a resistor provided between the first electrode and the second electrode, and the second power supply unit may further include a resistor provided between the third electrode and the fourth electrode. Can be.
본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 형광등용 조명시스템을 제거하지 아니하고, 형광등용 조명장치의 형광등 접속단자에 직접 연결하여 사용할 수 있어, 사용자에게 매우 편리하다. LED lighting device according to the present invention can be used directly connected to the fluorescent lamp connection terminal of the fluorescent lamp lighting device without removing the lighting system for the fluorescent lamp, it is very convenient for the user.
본 발명의 엘이디 조명장치는 전자식 조명장치 뿐만 아니라, 스타터(Starter)에 의해 단선(Open)될 수 있는 자기식 점등방식의 형광등용 조명시스템에도 다른 조작없이 동작하여, 사용자가 형광등용 조명시스템의 점등방식을 구분하여 적용할 필요가 없다.The LED lighting device of the present invention operates not only the electronic lighting device but also the magnetic lighting method of the fluorescent lamp which can be opened by a starter, without any other operation, so that the user turns on the lighting system for the fluorescent lamp. There is no need to apply the method separately.
본 발명의 엘이디 조명장치는 형광등용 조명시스템의 안정기 등이 제공하는 고주파의 교류전원을 효과적으로 처리하여 엘이디용 직류 전원으로 변환함으로써, 안정기 출력전압에 의한 엘이디의 오동작 및 파손 등을 방지할 수 있다. LED lighting apparatus of the present invention by effectively treating the high-frequency AC power provided by the ballast of the fluorescent lamp lighting system and the like converted to LED direct current power, it is possible to prevent the malfunction and damage of the LED due to the ballast output voltage.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 엘이디 조명장치가 사용되는 형광등용 조명시스템을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 조명장치의 회로도이다. 3 is a view showing a lighting system for a fluorescent lamp using the LED lighting apparatus of the present invention, Figure 4 is a circuit diagram of the LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 엘이디 조명장치(300)는 종래의 형광등용 조명 시스템에 연결되어 사용된다. 여기서의 형광등용 조명시스템은 자기식 안정기와 스타터(Glow Starter 또는 Rapid Starter)를 이용한 자기식 점등방식 및 전자식 안정기를 사용하는 전자식 점등 방식 모두가 해당될 수 있다. 도 3의 예는 전자식 안정기(201)를 사용하는 도 2의 형광등용 조명시스템(200)에 엘이디 조명장치(300)가 연결되는 예이며, 이하에서는 도 3의 예를 중심으로 설명한다. 3, the
따라서, 본 발명의 엘이디 조명장치(300)는 형광등용 조명시스템(100, 200)으로부터 교류전원을 입력받기 위한 제1 전원입력단자(311)와 제2 전원입력단자(313)를 구비한다. 제1 전원입력단자(311)는 형광등용 조명시스템의 제1 접속단자(203)에 접속하기 위한 제1 전극(J1) 및 제2 전극(J2)을 구비하고, 제2 전원입력단자(313)는 제2 접속단자(205)에 접속하기 위한 제3 전극(J3) 및 제4 전극(J4)을 구비한다. 제1 전극 내지 제4 전극(J1 ~ J4)이 형광등 접속단자(203, 205)에 접속할 수 있도록 평행하게 노출된 전극의 형태를 가진다. 도 3의 엘이디 조명장치(300)는 직선형 원통 몸체로 도시되어 있으나, 당연히 이에 한정되지 아니한다.Therefore, the
엘이디 조명장치(300)는 상용 교류전원보다 높은 주파수의 교류전원을 전자식 안정기(201)를 통해 제공받아 동작함에도 불구하고, 안정적인 동작을 가능하게 한다. 나아가, 엘이디 조명장치(300)는 형광등 시스템(100, 200)이 제공하는 다양한 세기의 교류전압을 다른 조작없이 수용하여 처리할 수 있다.The
도 4를 참조하면, 본 발명의 엘이디 조명장치(300)는 제1 전원입력단자(311) 및/또는 제2 전원입력단자(313)를 통해 입력되는 안정기(201)의 고주파 교류전원을 엘이디의 동작을 위한 정격 직류전압으로 변환하여 출력하는 구동회로(330)와, 구 동회로(330)의 출력단에 직렬 또는 병렬 연결된 복수 개의 엘이디(LED1, LED2)를 포함한다. 도 4에는 복수 개의 엘이디를 대표하여 구동회로(330)의 출력단에 병렬로 연결된 2개의 엘이디(LED1, LED2)를 도시하고 있다. Referring to FIG. 4, the
구동회로(330)는 제1 전원부(331), 제2 전원부(333), 정류부(335), 필터부(339) 및 구동부(341)를 포함한다. The driving
제1 전원부(331)는 제1 전원입력단자(311)를 통해 교류전원을 입력받으며, 각 단자별로 직렬연결된 휴즈(FUSE1)와 병렬로 연결된 바리스타(Varistor)(SVR1)을 포함하여 과전압 또는 과전류 교류전원으로부터 후단의 회로를 보호하고, 병렬로 연결되는 고압 커패시터(CT1)를 구비하여 교류전원에 포함된 잡음을 제거한다. The first
마찬가지로, 제2 전원부(333)는 제2 전원입력단자(313)를 통해 교류전원을 입력받으며, 직렬연결된 휴즈(FUSE2)와 병렬로 연결된 바리스타(SVR2) 및 고압 커패시터(CT2)를 구비한다. 제1 전원부(331)와 제2 전원부(333)에는 통상의 교류-직류 변환기 또는 정격 전압으로 강압하기 위한 트랜스포머(Transformer) 등의 부품을 사용할 수 있다. Similarly, the second
자기식 또는 전자식 점등방식의 형광등용 조명 시스템에 접속된 조명시스템(300)으로의 교류전원 입력은 그 종류만큼이나 다양하여, 제1 전극(J1)⇔제2 전극(J2), 제3 전극(J3)⇔제4 전극(J4), 제1 전극(J1)⇔제3 전극(J3), 제1 전극(J1)⇔제4전극(J4), 제2 전극(J2)⇔제3전극(J3) 또는 제2 전극(J2)⇔제4전극(J4) 중 어느 하나를 통해 이루어질 수도 있고, 제1 전극(J1)⇔제2 전극(J2)과 제3 전극(J3)⇔제4 전극(J4) 양쪽 모두를 통해 입력될 수도 있다.The AC power input to the
정류부(335)는 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)를 포함하여, 제1 전극(J1)과 제2 전극(J2), 제3 전극(J3)과 제4 전극(J4), 제1 전극(J1)과 제3 전극(J3), 제1 전극(J1)과 제4전극(J4), 제2 전극(J2)과 제3전극(J3) 또는 제2 전극(J2)과 제4전극(J4)을 통해 입력되는 교류전원을 전파 정류(全波整流)하여 필터부(339)로 출력한다. 이것은, 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)가 각각 브릿지 다이오드 조합(D1~D4, D11~D14)으로 마련되고 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)의 출력단(V1, Ground)이 필터부(339)의 입력단에 병렬로 연결되어 엘이디(LED1, LED2)를 위한 하나의 동작 전압이 됨으로써 가능하다. The
예컨대, 엘이디 조명장치(300)가 도 1의 형광등용 조명시스템(100)에 연결될 경우, 교류전원은 제1 전극(J1)과 제3 전극(J3)을 통해 입력되고, 스타터(103)는 동작하지 않으므로 스타터(103)를 통한 폐회로는 형성되지 아니한다. 이 경우, 교류전원의 경로는 제1 정류부(336)의 순방향 다이오드(D1, D2)와, 출력단(V1, Ground), 그리고 제2 정류부(337)의 순방향 다이오드(D11, D12)를 거치게 되고, 출력단(V1, Ground) 전압은 필터부(339)의 입력이 된다. 따라서, 도 1의 스타터(103)의 동작여부에 관계없이 엘이디 조명장치(300)가 동작할 수 있게 된다. For example, when the
다시 말해, 외부의 교류 전원이 제1 전원입력단자(311)의 2개 전극 중 하나와 제2 전원입력단자(313)의 2개 전극 중 하나를 통해 입력되더라도, 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)에 포함된 다이오드 4개가 새로운 조합의 브릿지 다이오드 회로를 형성하는 것이다. In other words, even though the external AC power is input through one of the two electrodes of the first
도 1의 형광등용 조명시스템(100)에 사용하기 위해, 부가적으로, 제1 정류 부(336)의 브릿지 다이오드(D1~D4)와 제2 정류부(337)의 브릿지 다이오드(D11~D14)는 제1 전원부(331) 및 제2 전원부(333) 각각에 대해 동일한 모양(다이오드의 연결방향 등)의 조합을 가져야 한다. 다를 경우, 제1 전원입력단자(311)에서 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)를 거쳐 제2 전원입력단자(313)로 바로 연결되어 부하에 해당하는 필터부(339)로 전원 공급이 되지 않기 때문이다. For use in the
교류전원이 제1 전극(J1)과 제2 전극(J2)을 통해 입력되거나, 제3 전극(J3)과 제4 전극(J4)을 통해 입력되는 경우는 당연히 제1 정류부(336) 또는 제2 정류부(337)가 필터부(339)에 전파정류된 전압을 출력하게 된다.When the AC power is input through the first electrode J1 and the second electrode J2 or through the third electrode J3 and the fourth electrode J4, the
브릿지 다이오드 조합(D1~D4 및 D11~D14)은 안정기(201)에서 출력되는 상용전원의 수백 배에 달하는 주파수의 교류전원을 처리하기 위한 고주파용 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다.The bridge diode combinations D1 to D4 and D11 to D14 preferably use a high frequency diode for processing AC power at a frequency of several hundred times the commercial power output from the
필터부(339)는 커패시터를 포함하여 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)에 의해 전파정류된 전압을 직류 전압으로 평활화하여 구동부(341)에 제공한다. 도 4의 회로에는, 엘이디 조명장치(300)가 가지는 공간적 제약을 고려하여 다수의 전해콘덴서(C11, C12, C2~C4)의 병렬 연결로 구성하였다. 필터부(339)는 안정기(201)에서 공급되는 고주파 교류전원의 평활화에 충분한 시정수(Time Constant)를 가지도록 설계되어, 구동부(341) 및 엘이디(LED1, LED2)에 영향을 주지 않는 것이 바람직하다. The
구동부(341)는 벅크-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter) 회로를 포함하여 필터부(339)에서 출력되는 직류 전압을 전체 엘이디(LED1, LED2)의 순방향 전압의 합에 맞도록 일정하게 제어하면서 엘이디(LED1, LED2)를 점등한다. 따라서 필터부(339)의 출력이 엘이디(LED1, LED2)의 순방향 전압의 합과 다르더라도, 구동부(341)가 필터부(339)의 출력을 조정하여 엘이디(LED1, LED2)의 순방향 전압의 합으로 조정하게 된다.The
구동부(341)에는 공지(公知)의 벅크-부스트 컨버터 제어방식을 사용하여, 엘이디(LED1, LED2)에 공급되는 전압 및 전류를 필터부(339)의 출력에 무관하게 일정하게 제어할 수 있다. 따라서 필터부(339)의 출력이 형광등용 조명시스템(100, 200)에 따라 매번 다르더라도, 엘이디(LED1, LED2)의 순방향 전압의 합과 맞추기 위한 별도의 튜닝과정 등이 필요없게 된다. The
여기서, 벅크-부스트 컨버터 제어방식에는, 고정된 주파수의 클럭 펄스의 듀티 싸이클을 변화시켜 출력 전압을 일정하게 유지하는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어방식, 고정된 펄스폭을 가진 클럭 주기를 변화시켜 출력 전압을 일정하게 유지하는 펄스주파수변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어방식, 또는 출력 전압 오류에 따라 고정된 펄스로 출력되는 클럭을 제어하여 출력 전압을 일정하게 유지하는 가변주파수변조(VFM: Variable Frequency Modulation) 제어방식 등이 해당할 수 있다.Here, in the buck-boost converter control method, a pulse width modulation (PWM) control method for changing the duty cycle of a clock pulse of a fixed frequency to maintain a constant output voltage, a clock period having a fixed pulse width Pulse Frequency Modulation (PFM) control method that keeps output voltage constant by changing the output voltage, or Variable Frequency Modulation that keeps output voltage constant by controlling the clock output by fixed pulse according to output voltage error. VFM: Variable Frequency Modulation) may be applied.
도 4의 구동부(341)는 펄스폭변조 제어방식을 사용한 예로서, 펄스폭변조 제어를 위한 전용의 구동IC(U1)와, 저항(R1, R3, R4)과 커패시터(C5, C7, C17)와, 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor)(FET)와, 다이오드(D20)와, 인덕터(L1, L11)를 포함한다. As an example using the pulse width modulation control method, the driving
구동IC(U1)는 공지의 엘이디 드라이버 IC로서, 전계효과트랜지스터(FET)를 통과하여 흐르는 전류를 감지하여 일정한 전류가 흐르도록 전계효과트랜지스터(FET)를 스위칭한다. 구동IC(U1)는 저항(R3, R4)의 전압인 CS 단자 전압을 내부에 설정된 소정 기준 전압과 비교한 결과를 기초로 전계효과트랜지스터(FET)를 흐르는 전류를 감지하고, 그 결과에 따라 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 단자 전압을 제어하는 펄스 신호를 GATE 단자를 통해 출력한다. The driving IC U1 is a known LED driver IC, which senses a current flowing through the field effect transistor FET and switches the field effect transistor FET so that a constant current flows. The driving IC U1 senses a current flowing through the field effect transistor FET based on a result of comparing the CS terminal voltage, which is the voltage of the resistors R3 and R4, with a predetermined reference voltage set therein, and according to the result, The pulse signal controlling the gate terminal voltage of the effect transistor (FET) is output through the GATE terminal.
커패시터(C7, C17)와 인덕터(L1, L11)는 LC 필터로 동작하며, 다이오드(D20)는 전계효과트랜지스터(FET)가 턴 오프되었을 때 인덕터(L1, L11)에 걸리는 역전압에 의해 전계효과트랜지스터(FET)가 파괴되는 것을 방지하기 위해 사용된다. The capacitors C7 and C17 and the inductors L1 and L11 operate as LC filters, and the diode D20 causes the field effect by the reverse voltage applied to the inductors L1 and L11 when the field effect transistor FET is turned off. Used to prevent the transistor (FET) from breaking.
이밖에도, 구동부(341)는 엘이디(LED1, LED2)에게 안정적인 전압 및 전류를 제공하기 위한 다양한 공지의 구동회로를 사용할 수 있다. In addition, the
이상에서 설명된 도 4의 엘이디 조명장치(300)는 구동회로(330)를 이용하여 자기식 또는 전자식 안정기로부터 입력되는 고주파의 교류전원을 안정적인 직류전원으로 변환함으로써 엘이디(LED1, LED2)를 점등시킨다. The
본 발명의 엘이디 조명장치(300)가 자기식 점등방식의 형광등용 조명시스템에 연결될 경우, 교류전원의 입력은 스타터에 연결된 경로가 단선을 유지함에 따라 제1전원단자(311)의 2개 단자 중 하나와 제2전원단자(313)의 2개 단자 중 하나를 통해 이루어지게 된다. 일부 전자식 점등방식의 교류 입력도 이와 동일하다. 그러나 제1 정류부(336)와 제2 정류부(337)의 조합은 제1 정류부(336)를 거쳐 필터부(339), 구동부(341) 및 엘이디(LED1, LED2)를 돌아 제2 정류부(337)를 통하는 폐 경로를 형성한다. When the
이밖에도, 일부 전자식 점등방식에서의 교류전원은 제2 전원입력단자(313)를 경유하지 않고 제1 전원입력단자(311)를 통해서만 입력되거나, 제1 전원입력단자(311)를 경유하지 않고 제2 전원입력단자(313)를 통해서만 입력될 수 있다. 이 경우에는 제1 정류부(336) 및 제2 정류부(337) 중 어느 하나만 동작하게 된다. In addition, the AC power in some electronic lighting methods may be input only through the first
<제 2 실시 예>Second Embodiment
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조명장치의 구동회로도이다. 도 5의 구동회로(500)는 제1 전원부(515), 제2 전원부(517), 정류부(335), 필터부(339) 및 구동부(341)를 포함한다. 정류부(335), 필터부(339) 및 구동부(341)는 도 4의 제1 정류부(336), 제2 정류부(337), 필터부(339) 및 구동부(341)와 동일한 구성을 가지고 동일하게 설명된다. 5 is a driving circuit diagram of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention. The driving circuit 500 of FIG. 5 includes a first
제1 전원부(515)는 제1 전원입력단자(311)를 통해 교류전원을 입력받으며, 제1 전극(J1)에 직렬연결된 휴즈(F51)와 제1 전극(J1)과 제2 전극(J2) 사이에 병렬로 연결된 바리스타(Varistor)(SVR51)을 포함하여 과전압 또는 과전류 교류전원으로부터 후단의 회로를 보호하고, 접지와 제1 전극(J1) 및 제2 전극(J2) 사이에 각각 연결된 커패시터(C55, C56)를 구비하여 교류전원에 포함된 잡음을 제거한다. The first
또한, 상호 직렬연결된 제1 저항(R51)과 제2 저항(R52)이 제1 전극(J1)과 제2 전극(J2) 사이에 마련되고, 상호 직렬연결된 제1 커패시터(C51)와 제2 커패시터(C52)가 제1 전극(J1)과 제2 전극(J2) 사이에 마련된다. 제1 저항(R51)과 제2 저 항(R52)의 연결노드와 제1 커패시터(C51)와 제2 커패시터(C52)의 연결노드는 상호 연결되어 제1 정류부(336) 및 제2 정류부(337)의 출력단 중 고전원전압(V1)에 연결된다. In addition, a first resistor R51 and a second resistor R52 connected in series with each other are provided between the first electrode J1 and the second electrode J2, and the first capacitor C51 and the second capacitor connected in series with each other. C52 is provided between the first electrode J1 and the second electrode J2. The connection node of the first resistor R51 and the second resistor R52 and the connection node of the first capacitor C51 and the second capacitor C52 are connected to each other so that the
마찬가지로, 제2 전원부(517)는 제2 전원입력단자(313)를 통해 교류전원을 입력받으며, 제3 전극(J3)에 직렬연결된 휴즈(F52)와, 제3 전극(J3)과 제4 전극(J4) 사이에 병렬로 연결된 바리스타(SVR52)을 포함하여 과전압 또는 과전류 교류전원으로부터 후단의 회로를 보호하고, 접지와 제3 전극(J3) 및 제4 전극(J4) 사이에 각각 연결된 제3 커패시터(C53)와 제4 커패시터(C54)를 구비하여 교류전원에 포함된 잡음을 제거한다. Similarly, the second power supply unit 517 receives AC power through the second
또한, 상호 직렬연결된 제3 저항(R53)과 제4 저항(R54)이 제3 전극(J3)과 제4 전극(J4) 사이에 마련되고, 상호 직렬연결된 제3 커패시터(C53)와 제4 커패시터(C54)가 제3 전극(J3)과 제4 전극(J4) 사이에 마련된다. 제3 저항(R53)과 제4 저항(R54) 사이의 연결노드와 제3 커패시터(C53)와 제4 커패시터(C54) 사이의 연결노드는 상호 연결되어 제1 정류부(336) 및 제2 정류부(337)의 출력단 중 저전원전압(Ground)에 연결된다. In addition, the third resistor R53 and the fourth resistor R54 connected in series are provided between the third electrode J3 and the fourth electrode J4, and the third capacitor C53 and the fourth capacitor connected in series with each other. C54 is provided between the third electrode J3 and the fourth electrode J4. The connection node between the third resistor R53 and the fourth resistor R54 and the connection node between the third capacitor C53 and the fourth capacitor C54 are connected to each other so that the
제1 저항 내지 제4 저항(R51~R54)은 일부 전자식 안정기에 의해 이루어지는 단락 테스트를 위한 것이다. 일부 안정기 시스템은 형광등 내부 코일의 단락여부를 확인하여 단락된 경우 2차 출력을 내보지 않는다. 이러한 안정기 시스템의 경우에도, 구동회로(500)는 제1 저항 내지 제4 저항(R51~R54)을 구비함으로써, 제1 전원입력단자(311) 또는 제2 전원입력단자(313)를 통한 단락 테스트를 통과할 수 있다. The first to fourth resistors R51 to R54 are for a short circuit test performed by some electronic ballasts. Some ballast systems check for shorts in the fluorescent coil's internal coil and do not produce a secondary output if they are shorted. Even in such a ballast system, the driving circuit 500 includes first to fourth resistors R51 to R54 to test the short circuit through the first
나아가, 고전원전압(V1)이 제1 커패시터(C51)와 제2 커패시터(C52) 사이의 연결노드(및 제1 저항(R51)과 제2 저항(R52) 사이의 연결노드)에 연결된 구조는, 교류 입력이 제1 전극(J1)과 제2 전극(J2)을 통해 입력되는 경우에 교류 입력을 전압분배함으로써 전원전압을 일정 범위내로 제한한다. 또한, 저전원전압(Ground)이 제3 커패시터(C53)와 제4 커패시터(C54) 사이의 연결노드 및 제3 저항(R53)과 제4 저항(R54) 사이의 연결노드에 연결된 구조는, 교류 입력이 제3 전극(J3)과 제4 전극(J4)을 통해 입력되는 경우에 교류 입력을 전압분배함으로써 전원전압을 일정 범위내로 제한한다. 이러한 구조는 자려식 안정기와 같이 그 출력이 불안전한 시스템의 경우에도 오동작이나 시스템의 파괴없이 정상적으로 동작되도록 한다. Furthermore, the structure in which the high power supply voltage V1 is connected to the connection node between the first capacitor C51 and the second capacitor C52 (and the connection node between the first resistor R51 and the second resistor R52) When the AC input is input through the first electrode J1 and the second electrode J2, the AC input voltage is divided to limit the power supply voltage within a predetermined range. In addition, the structure in which the low power supply voltage Ground is connected to the connection node between the third capacitor C53 and the fourth capacitor C54 and the connection node between the third resistor R53 and the fourth resistor R54 is AC. When the input is input through the third electrode J3 and the fourth electrode J4, the AC input voltage is divided to limit the power supply voltage to a predetermined range. This structure allows the system to operate normally without malfunction or destruction of the system even in the case of a system whose output is unstable such as a self-ballast.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the above has been illustrated and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. 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 자기식 점등 방식의 형광등용 조명시스템을 도시한 도면, 1 is a view showing a lighting system for a fluorescent lamp of the self-illuminating method,
도 2는 전자식 점등 방식의 형광등용 조명시스템을 도시한 도면,2 is a view showing a lighting system for electronic lighting of fluorescent lamps,
도 3은 본 발명의 엘이디 조명장치가 사용되는 조명시스템을 도시한 도면, 3 is a view showing a lighting system in which the LED lighting apparatus of the present invention is used,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 조명장치의 회로도, 그리고4 is a circuit diagram of an LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, and
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엘이디 조명장치의 회로도이다.5 is a circuit diagram of the LED lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 형광등 101: 자기식 안정기 10: fluorescent lamp 101: magnetic ballast
201: 전자식 안정기 203: 형광등 접속단자201: electronic ballast 203: fluorescent lamp connection terminal
300: 엘이디 조명장치 311: 제1 전원입력단자300: LED lighting device 311: first power input terminal
313: 제2 전원입력단자313: second power input terminal
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