KR100976683B1

KR100976683B1 - 친환경 센서등

Info

Publication number: KR100976683B1
Application number: KR1020100021194A
Authority: KR
Inventors: 이동광
Original assignee: 이동광
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2010-08-18

Abstract

본 발명은 친환경 센서등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상용전원(AC)을 입력받아 필터링 및 정류하여 출력하는 정류 회로부와, 상기 정류 회로부에서 출력된 전압을 평활화하는 평활 회로부, 상기 평활 회로부에서 평활화된 전압의 역율을 보상하여 출력하는 역률 보상부, 상기 역률 보상부에서 출력된 전압을 대기전력으로 출력하는 정전류 제어부, 상기 정전류 제어부에서 출력된 대기전력을 입력받아 인체를 감지하는 인체 감지부, 상기 인체 감지부에서 전송되는 신호를 입력받아 램프를 동작시키는 램프 구동부, 및 상기 램프의 초기 동작시 상기 램프를 소프트 스타트시키는 소프트 스타트 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 SMPS의 대표적인 스위칭 방식인 대기전력을 만족하는 버스트 모드(Burst Mode) 방식을 응용하여 대기전력을 최소화하며 인체 감지시 트랜스의 커런트 리미트 포인트를 활용하여 램프를 구동하고, 램프의 초기 동작시 과도응답에 대한 대기전력을 만족시키는 슬로우 스타트 회로를 포함하는 40W 저전력용 엘이디 센서 조명등 또는 스텐드 조명등에 사용되는 친환경 센서등을 제공하는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

친환경 센서등{ENVIRONMENT-FRIENDLY SENSOR LAMP}

본 발명은 친환경 센서등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기전력과 역률 보상을 만족하면서, 램프의 초기 동작을 슬로우 스타트시키는 친환경 센서등에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 현관, 복도 등 실내외 출입 통로에 설치되어, 출입하는 물체가 감지되면 구동되는 센서 조명등(이하, 센서등으로 칭함)은, 대기전력만을 만족하도록 설계되거나, 또는 역률 보상만을 만족하도록 설계되고 있다.

여기서, 상기 대기전력(Stand by Power)은, 정상적인 동작 모드가 아닌 대기 부하 상태의 소비전력을 의미하며, 대기 부하시 모든 구간에서 스위칭 동작(Switching Operating)이 이루어지는 것이 아닌 출력에서 필요한 구간에만 동작을 하여 대기소비전력을 만족시키고 정상동작 시에 풀 스위칭(Full Switching)으로 동작하는 방식이다. 또한, 상기 역률(PFC: Power Factor Correction)은 피상전력에 대한 유효전력의 비를 의미한다.

한편, 친환경 센서등을 응용한 제품중 대기전력이 저전력인 제품에는 버스트 모드(Burst Mode) 방식을 적용하는 조명용 센서등과 이에 적합한 역률(PFC: Power Factor Correction) 및 종합 고조파 함유률(THD: Total harmonic distortion)을 만족하는 고효율 LED용 전원공급장치(SMPS: Switched-mode power supply) 기술이 요구되고 있다.

종래의 센서등에서는 상기 역률 보상 및 고조파 함유률(THD)을 만족시키는 것과, 센서를 동작시키기 위한 대기전력이 필요하기 때문에, 이 두가지 모두를 충족하지 못하고 있다.

또한, 종래의 센서등에 친환경 제품으로 고효율용 SMPS를 설계하기 위해서는 기존 역률(PFC: Power Factor Correction) 부스트(Boost) 회로와 대기전력 회로를 함께 적용해야 하는데, 이러한 경우 회로의 부피(Size)가 커지는 디자인적인 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 장착된 것으로서, 예를 들어, 대기전력 저감회로와 역률 보상회로를 포함하고, 램프의 초기 동작을 슬로우 스타트시키는 슬로우 스타트 회로를 더 포함하는 40W 저전력용 친환경 센서등을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 센서등은, 상용전원(AC)을 입력받아 필터링 및 정류하여 출력하는 정류 회로부와, 상기 정류 회로부에서 출력된 전압을 평활화하는 평활 회로부, 상기 평활 회로부에서 평활화된 전압의 역율을 보상하여 출력하는 역률 보상부, 상기 역률 보상부에서 출력된 전압을 대기전력으로 출력하는 정전류 제어부, 상기 정전류 제어부에서 출력된 대기전력을 입력받아 인체를 감지하는 인체 감지부, 상기 인체 감지부에서 전송되는 신호를 입력받아 램프를 동작시키는 램프 구동부, 및 상기 램프의 초기 동작시 상기 램프를 소프트 스타트시키는 소프트 스타트 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 소프트 스타트 회로부는, 포토커플러의 양쪽으로 형성된 수광단자 사이에 트랜지스터와 저항 및 콘덴서가 연결 구성되고, 상기 포토커플러의 양쪽으로 형성된 발광단자 사이에 저항과 다이오드가 연결되며, 저항과 다이오드가 연결된 접점과 접지 사이에 전해콘덴서가 연결 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 램프는, 센서 조명등 또는 스텐드 조명등에 사용되는 40W 저전력용 엘이디인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 친환경 센서등은, 예를 들어 대기전력과 역률 보상을 모두 만족하는 친환경 센서등을 제공할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 대기전력 상태에서 램프의 초기 동작시 과도응답으로 발생하는 소비전력을 슬로우 스타트 회로를 통해 보상할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 40W 저전력용 친환경 센서 조명등 또는 스텐드 조명등에 적용하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 센서등의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 센서등의 회로 구성을 나타낸 회로구성도.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 센서등의 초기 동작시 슬로우 스타트를 나타낸 전압 파형도.

이하, 본 발명에 따른 친환경 센서등에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 친환경 센서등은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 정류 회로부(10), 평활 회로부(20), 역률 보상부(30), 정전류 제어부(40), 슬로우 스타트 회로부(50), 램프 구동부(60), 인체 감지부(70), 및 램프(90)로 구성된다.

상기 정류 회로부(10)는, 상용전원(AC)을 입력받아 필터링 및 정류하여 출력하고, 상기 평활 회로부(20)는, 상기 정류 회로부(10)에서 출력되는 전압을 평활화하여 출력한다.

상기 역률 보상부(30)는, 상기 평활 회로부(20)에서 평활화된 전압의 역율을 보상하여 출력하고, 상기 정전류 제어부(40)는, 상기 역률 보상부(30)에서 출력되는 전압을 대기전력으로 출력하여 상기 인체 감지부(70)에 입력한다.

상기 램프 구동부(60)는, 상기 인체 감지부(70)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 상기 램프(90)를 동작시키며, 상기 인체 감지부(70)는, 상기 정전류 제어부(40)로부터 출력되는 전압을 입력받아 버스트 모드(Burst Mode)로 동작되고, 인체가 감지되면 감지 신호를 출력한다. 여기서, 상기 램프(90)는, 40W 저전력용 엘이디로서 센서 조명등 또는 스텐드 조명등에 사용된다.

상기 소프트 스타트 회로부(50)는, 상기 램프(90)의 초기 동작시 과도응답에 대한 대기전력을 보상하는 소프트 스타트 회로로서, 포토커플러(PC101-B)의 양쪽으로 형성된 수광단자 사이에 트랜지스터(Q110)와 저항(R121), 콘덴서(C111)로 연결 구성되고, 상기 포토커플러(PC101-A1)의 양쪽으로 형성된 발광단자 사이에 저항(R203)과 다이오드(D203)가 연결되며, 저항(R203)과 다이오드(D203)가 연결된 접점과 접지 사이에 전해콘덴서(C205)가 연결 구성된다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 친환경 센서등은, 상용전원(AC 220V, 60Hz)이 인가되면, 브리지 다이오드(BD101)로 구성된 상기 정류 회로부(10)를 통해 입력된 전압을 정류하여 정류 전압을 출력하고, 상기 평활 회로부(20)는 상기 정류 회로부(10)에서 출력되는 정류 전압을 평활화하여 출력한다.

이때, 상기 역률 보상부(30)는, 상기 평활 회로부(20)에서 평활화된 전압의 역율을 보상하여 출력하며, 상기 정전류 제어부(40)는, 상기 역률 보상부(30)에서 출력되는 전압을 대기전력 IC(U201)를 통해 정전류 제어하여 대기전력을 만족시키는 전압을 출력한다.

상기 인체 감지부(70)는 상기 정전류 제어부(40)로부터 출력되는 전압을 입력받아 버스트 모드(Burst Mode)로 동작하여 인체 미감지시 대기전력을 최소화하고, 인체가 감지되면 감지 신호를 출력하여 상기 램프 구동부(60)가 구동되도록 한다.

또한, 상기 인체 감지부(70)에서 인체가 감지되면, 1차측 스위칭 회로의 트랜스포머(TF101)와 컨트롤 IC(U101A)의 커런트 리미트(Current Limit) 방식을 사용하여 상기 브리지 다이오드(BD101)를 거쳐 평활화되지 않은 전압을 최소 전압으로 방전하는 범위(즉, 스위칭 회로에 커런트 리미트(Current Limit) 범위)까지 동작되도록 한다.

이때, 상기 역률 보상부(30)에는 출력이 떨어지지 않도록 컨트롤 IC(U101A)에 위상보정회로와 피드백 회로가 구성되며, 상기 램프(90)의 초기 동작시 과도응답에 대한 대기전력을 보상하는 소프트 스타트 회로부(50)가 구성된다. 여기서, 상기 램프(90)는, 예를 들어 센서 조명등 또는 스텐드 조명등에 사용되는 40W 저전력용 엘이디가 적용된다.

상기 램프(90)의 초기 동작시 과도응답에 대한 대기전력을 보상하는 소프트 스타트 회로부(50)는, 포토커플러(PC101-B)의 양쪽으로 형성된 수광단자 사이에 트랜지스터(Q110)와 저항(R121), 콘덴서(C111)로 연결 구성되고, 상기 포토커플러(PC101-A1)의 양쪽으로 형성된 발광단자 사이에 저항(R203)과 다이오드(D203)가 연결됨과 동시에 저항(R203)과 다이오드(D203)의 연결 접점과 접지 사이에 전해콘덴서(C205)가 연결 구성되어 동작된다.

도 3은 본 발명에 따른 친환경 센서등의 초기 동작시 슬로우 스타트를 나타낸 전압 파형도로서, 도 3의 (a)는 상기 슬로우 스타트 회로부(50)가 미포함된 전압 파형도이고, 도 3의 (b)는 상기 슬로우 스타트 회로부(50)가 포함된 전압 파형도이다.

상술한 바와 같이, 발명은 친환경 센서등은 상용전원(AC)이 정류 회로부(10)를 거친 후 AC 정류된 부분을 스위칭(Switching)하여 부스트(Boost)하는 기술로서, 대기소비전력을 만족하면서 역률까지 만족하는 전원 공급장치는 저전력시 위 대기소비전력 두가지 방식 등을 이용하여 대기전력을 최소화 하며 출력 정상부하시 스위칭(Switching) 회로에서 트랜스 포머(TF101)와 컨트롤 IC(U101A)의 커런트 리미트 포인트(Current Limit Point)를 극대화하여 역률을 만족시키는 단일 회로 방식으로 대기 부하시 버스트 모드(Burst Mode)와 저주파수로 동작하고, 정상 부하시 역률 보상을 동시에 수행할 수 있는 친환경 센서등인 40W 저전력용 엘이디 센서 조명등 또는 스텐드 조명등을 제공할 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

10 : 정류 회로부 20 : 평활 회로부
30 : 역률 보상부 40 : 정전류 제어부
50 : 소프트 스타트 회로 60 : 램프 구동부
70 : 인체 감지부 90 : 램프

Claims

상용전원(AC)을 입력받아 필터링 및 정류하여 출력하는 정류 회로부(10)와;
상기 정류 회로부(10)에서 출력된 전압을 평활화하는 평활 회로부(20);
상기 평활 회로부(20)에서 평활화된 전압의 역율을 보상하여 출력하는 역률 보상부(30);
상기 역률 보상부(30)에서 출력된 전압을 대기전력으로 출력하는 정전류 제어부(40);
상기 정전류 제어부(40)에서 출력된 대기전력을 입력받아 인체를 감지하는 인체 감지부(70);
상기 인체 감지부(70)에서 전송되는 신호를 입력받아 램프(90)를 동작시키는 램프 구동부(60); 및
상기 램프(90)의 초기 동작시 상기 램프(90)를 소프트 스타트시키는 소프트 스타트 회로부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 센서등.
제 1 항에 있어서,
상기 소프트 스타트 회로부(50)는,
포토커플러(PC101-B)의 양쪽으로 형성된 수광단자 사이에 트랜지스터(Q110)와 저항(R121) 및 콘덴서(C111)가 연결 구성되고,
포토커플러(PC101-A1)의 양쪽으로 형성된 발광단자 사이에 저항(R203)과 다이오드(D203)가 연결되며, 저항(R203)과 다이오드(D203)가 연결된 접점과 접지 사이에 전해콘덴서(C205)가 연결 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 센서등.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 램프(90)는,
센서 조명등 또는 스텐드 조명등에 사용되는 40W 저전력용 엘이디인 것을 특징으로 하는 친환경 센서등.