KR100994246B1 - 엘이디 램프 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사선에 잘 견디고, 크기가 작고, 출력전류가 높은 트랜스포머 및 트랜지스터를 사용하여 고휘도 백색 LED의 수명을 보호하는 LED 램프 구동회로에 관한 것이다.
본 발명은 교류입력을 직류로 변환하여 역률을 개선한 입력회로부(10)와, 상기 입력회로부(10)에서 정류된 직류출력을 정전류화하여 LED 램프(30)로 제공하는 정전류 구동회로부(20)로 구성된 LED램프 구동회로에 있어서,
상기 입력회로부(10)는 AC전원이 AC퓨즈를 통하여 트랜스포머(T1)의 1차코일에 인가되고, 상기 트랜스포머(T1)의 2차코일에 유도된 전압이 브릿지 다이오드(BD)에 의하여 정류되어, 상기 브릿지 다이오드(BD)의 출력측 일단에서 맥류로 출력되고, 상기 맥류가 콘덴서(C2)에 의해 정류되고, 상기 AC퓨즈와 트랜스(T1) 사이에 제 1 저항(R1)와 제 1 콘덴서(C1)가 병렬로 연결되어 트랜스포머(T1)의 역률을 개선하고,
상기 정전류 구동회로부(20)는 입력회로부(10)와 LED 램프(30)를 연결하는 직류출력라인(DL)에서 제 1 분기라인(BL1)이 분기되고, 제 1 분기라인(BL1)에 제 2 저항(R2), 제 3 저항(R3), 제 4 콘덴서(C4) 및 제 5 콘덴서(C5)가 직렬로 배열되고, 제 2 저항(R2)과 제 3 저항(R3) 사이에서 분기된 제 2 분기라인(BL2)에 제너다이오드(ZD)와 제 3 콘덴서(C3)가 병렬로 배치되고, 제 1 분기라인(BL1)에 분기된 제 3 분기라인(BL3)이 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결되고, 제 1 분기라인(BL1)에서 분기된 제 4 분기라인(BL4)이 제 2 트랜지스터(TR2)의 콜렉터에 연결되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 에미터가 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스에 접속되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터가 LED 램프(30)의 마이너스단에 연결되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 컬럭터와 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스를 연결하는 라인에서 분기된 제 5 분기라인(BL5)에 출력저항(R5~R9)이 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 램프 구동회로{CIRCUIT FOR DRIVING LED LAMP}
본 발명은 원자력 발전소에 이용되는 엘이디 램프 구동회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선에 잘 견디고, 크기가 작고, 출력전류가 높은 트랜스포머 및 트랜지스터를 사용하여 고휘도 백색 LED의 수명을 보호하는 엘이디 램프 구동회로에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 반도체 제조 공정을 이용하여 제작되는 발광 소자로써 1920년대 반도체 소자에 전압을 가하면 발광 형상이 일어나는 현상이 관측된 이후로 1960년대 말경부터 실용화되기 시작했으며, 발광 다이오드와 관련한 연구와 개발이 꾸준히 이루어져 왔다.
근래 들어 발광 다이오드의 여러 장점으로 인해 기존의 백열등을 대체할 정도의 광 특성을 가진 조명용 발광 다이오드에 대한 관심이 커지고 있으며, 기존 조명 시스템에 사용되는 발광 소자를 형광등이나 백열들에서 발광 다이오드로 대체한 제품들이 속속 출시되고 있고, 최근에는 기존 조명 장치에 필적할 정도의 휘 도(Brightness) 특성을 가진 발광 다이오드 조명 시스템이 발표되고 있다.
한편, 발광 다이오드는 전류로 구동되는 소자이므로 발광 다이오드가 동일한 밝기를 유지하도록 하기 위해서는 일정한 전류를 공급해야 한다.
그러나, 종래에는 일반적으로 스위칭 모드 파워 서플라이 IC(SMPS IC) 등을 이용하여 정전류 구동회로를 구성하고 있으나, 이러한 소자는 상대적으로 고가로 인한 생산비용 증가와, 원자력발전소에서 방사선에 의하여 SMPS IC가 파손되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 스위칭 모드 파워 서플라이 IC(SMPS IC) 등의 고가의 소자를 사용하지 않고, 방사선에 의한 파손이 적은 트랜지스터 등의 소자를 사용하여 간단하게 발광 다이오드에 정전류를 공급함과 아울러 구동 전류의 편차를 줄여 조명용 발광 다이오드를 효율적으로 구동시킬 수 있는 LED 램프 구동회로를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 램프 구동회로는 교류입력을 직류로 변환하여 역률을 개선한 입력회로부와, 상기 입력회로부에서 정류된 직류출력을 정전류화하여 LED 램프로 제공하는 정전류 구동회로부로 구성된 LED램프 구동회로에 있어서,
상기 입력회로부는 AC전원이 AC퓨즈를 통하여 트랜스포머의 1차코일에 인가되고, 상기 트랜스포머의 2차코일에 유도된 전압이 브릿지 다이오드에 의하여 정류되어, 상기 브릿지 다이오드의 출력측 일단에서 맥류로 출력되고, 상기 맥류가 콘덴서에 의해 정류되고, 상기 AC퓨즈와 트랜스 사이에 제 1 저항와 제 1 콘덴서가 병렬로 연결되어 트랜스포머의 역률을 개선하고,
상기 정전류 구동회로부는 입력회로부와 LED 램프를 연결하는 직류출력라인에서 제 1 분기라인이 분기되고, 제 1 분기라인에 제 2 저항, 제 3 저항, 제 4 콘 덴서 및 제 5 콘덴서가 직렬로 배열되고, 제 2 저항과 제 3 저항 사이에서 분기된 제 2 분기라인에 제너다이오드와 제 3 콘덴서가 병렬로 배치되고, 제 1 분기라인에 분기된 제 3 분기라인이 제 1 트랜지스터의 베이스에 연결되고, 제 1 분기라인에서 분기된 제 4 분기라인이 제 2 트랜지스터의 콜렉터에 연결되고, 제 1 트랜지스터의 에미터가 제 2 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 제 1 트랜지스터의 콜렉터가 LED 램프의 마이너스단에 연결되고, 제 1 트랜지스터의 컬럭터와 제 2 트랜지스터의 베이스를 연결하는 라인에서 분기된 제 5 분기라인에 출력저항이 배치되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 LED램프 구동회로는 고가의 정전류 구동 집적회로를 사용하지 않아서 생산비용을 낮추고, 방사선에 강한 소자를 사용하여 구동전류의 편차를 최소화하는 안정적인 정전류를 LED전원에 공급하는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 램프 구동회로는 교류입력을 직류로 변환하여 역률을 개선한 입력회로부(10)와, 상기 입력회로부(10)에서 정류된 직류 출력을 정전류화하여 LED 램프(30)로 제공하는 정전류 구동회로부(20)로 구성된다.
상기 입력회로부(10)는 AC전원이 AC퓨즈를 통하여 트랜스포머(T1)의 1차코일에 인가되고, 상기 트랜스포머(T1)의 2차코일에 유도된 전압이 브릿지 다이오드(BD)에 의하여 정류되어, 상기 브릿지 다이오드(BD)의 출력측 일단에서 맥류로 출력되고, 상기 맥류가 콘덴서(C2)에 의해 정류되고, 상기 AC퓨즈와 트랜스(T1) 사이에 제 1 저항(R1)와 제 1 콘덴서(C1)가 병렬로 연결되어 트랜스포머(T1)의 역률을 개선한다.
상기 정전류 구동회로부(20)는 입력회로부(10)와 LED 램프(30)를 연결하는 직류출력라인(DL)에서 제 1 분기라인(BL1)이 분기되고, 제 1 분기라인(BL1)에 제 2 저항(R2), 제 3 저항(R3), 제 4 콘덴서(C4) 및 제 5 콘덴서(C5)가 직렬로 배열되고, 제 2 저항(R2)과 제 3 저항(R3) 사이에서 분기된 제 2 분기라인(BL2)에 제너다이오드(ZD)와 제 3 콘덴서(C3)가 병렬로 배치되고, 제 1 분기라인(BL1)에 분기된 제 3 분기라인(BL3)이 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결되고, 제 1 분기라인(BL1)에서 분기된 제 4 분기라인(BL4)이 제 2 트랜지스터(TR2)의 콜렉터에 연결되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 에미터가 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스에 접속되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터가 LED 램프(30)의 마이너스단에 연결되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 컬럭터와 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스를 연결하는 라인에서 분기된 제 5 분기라인(BL5)에 출력저항(R5~R9)이 배치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 LED램프 구동회로는 다음과 같이 작동한다.
입력회로부(10)에서 공급된 직류출력이 제 2 저항(R2)에 의해 분할되고, 분할된 전압이 제너다이오드(ZD)에 의해 정전압이 되어 제 3 콘덴서(C3)에 충전된다. 그리고, 분할저항(R3)이 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 바이어스를 인가하여 주어 LED램프를 점등시켜주며, LED램프로 흐르는 전류가 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터 전류(Ic)이므로 전류가 많이 흐르면 출력저항의 전압(Ve)이 높아져 제 2 트랜지스터(TR2)의 콜렉터 전류(Ic)가 많이 흐르게 됨으로써, 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 바이어스를 낮추어 콜렉터 전류를 감소시켜준다. 또한, 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터 전류가 적어지면 전압(Ve)가 적어지고, 제 2 트랜지스터(TR2)의 콜렉터 전류가 적게 흘러서, 상기 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 바이어스는 저항(R3)에서 흐르는 전류를 많아져서 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스의 바이어스를 상승시켜 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터 전류가 증가한다.
즉, 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터전류(Ic)가 출력저항(R5~R9)로 흐르는 양에 따른 전압(Ve)에 의해 제 2 트랜지스터(TR2)의 콜렉터 전류가 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 바이어스를 가감하여 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터전류(Ic)를 조정하므로써, 안정적인 정전류로 LED램프를 점등하게 된다.
출력저항(R5~R9)를 분산한 것은 큰 전류가 저항으로 흐르면, 흐르는 전류만큼 줄열법칙(I × R × 0.24t)에 의한 열이 발생하므로 출력저항(R5~R9)를 여러개 사용하여 열을 분산한다.
미설명한, 서지 옵서버(TNR)는 외부에서 인가되는 충격 전압으로부터 조명등용 고휘도 백색 LED를 보호하여 준다.
도 1은 본 발명에 따른 LED램프 구동회로를 도시한 회로도
도 2는 도 1의 정전류 구동회로부를 확대 도시한 상세도

Claims (1)

  1. 교류입력을 직류로 변환하여 역률을 개선한 입력회로부(10)와, 상기 입력회로부(10)에서 정류된 직류출력을 정전류화하여 LED 램프(30)로 제공하는 정전류 구동회로부(20)로 구성된 LED램프 구동회로에 있어서,
    상기 입력회로부(10)는 AC전원이 AC퓨즈를 통하여 트랜스포머(T1)의 1차코일에 인가되고, 상기 트랜스포머(T1)의 2차코일에 유도된 전압이 브릿지 다이오드(BD)에 의하여 정류되어, 상기 브릿지 다이오드(BD)의 출력측 일단에서 맥류로 출력되고, 상기 맥류가 콘덴서(C2)에 의해 정류되고, 상기 AC퓨즈와 트랜스(T1) 사이에 제 1 저항(R1)와 제 1 콘덴서(C1)가 병렬로 연결되어 트랜스포머(T1)의 역률을 개선하고,
    상기 정전류 구동회로부(20)는 입력회로부(10)와 LED 램프(30)를 연결하는 직류출력라인(DL)에서 제 1 분기라인(BL1)이 분기되고, 제 1 분기라인(BL1)에 제 2 저항(R2), 제 3 저항(R3), 제 4 콘덴서(C4) 및 제 5 콘덴서(C5)가 직렬로 배열되고, 제 2 저항(R2)과 제 3 저항(R3) 사이에서 분기된 제 2 분기라인(BL2)에 제너다이오드(ZD)와 제 3 콘덴서(C3)가 병렬로 배치되고, 제 1 분기라인(BL1)에 분기된 제 3 분기라인(BL3)이 제 1 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결되고, 제 1 분기라인(BL1)에서 분기된 제 4 분기라인(BL4)이 제 2 트랜지스터(TR2)의 콜렉터에 연결되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 에미터가 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스에 접속되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 콜렉터가 LED 램프(30)의 마이너스단에 연결되고, 제 1 트랜지스터(TR1)의 컬럭터와 제 2 트랜지스터(TR2)의 베이스를 연결하는 라인에서 분기된 제 5 분기라인(BL5)에 출력저항(R5~R9)이 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프 구동회로.
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