KR101147781B1 - Ｌｅｄ 조명을 안전하게 발광시키는 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로에 관한 것으로, 정전압 다이오드(U1)를 구비하여 일정한 전류를 공급하는 하나의 정전류 유닛(110)에, 직렬로 연결된 쇼트 유닛(120) 또는 직렬로 연결된 SCR 유닛(130)을 선택적으로 포함하여, 직렬로 연결된 복수개의 LED 소자 중 어느 하나의 LED에 오픈과 같은 문제가 발생했을 때, 문제가 발생된 LED를 쇼트로 동작하게 함으로써 직렬로 연결된 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 한다.

Description

ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로{CIRCUIT FOR RADIATING SAFELY LIGHT EMITTING DIODE LIGHTING}
본 발명은 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직렬로 연결된 복수개의 LED 소자 중 어느 하나의 LED에 문제가 발생했을 때, 문제가 발생된 LED를 쇼트로 동작하게 함으로써 직렬로 연결된 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 하는 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 가로등이나 실내의 조명, 특히 지하철의 발광 다이오드(LED) 조명모듈에 있어서는 제품의 특성에 따라 몇 개의 LED를 직렬로 연결하며, 조명모듈의 목적에 따라 복수개 연결된 직렬 배열의 LED를 여러 개로 병렬 연결함으로써 사용자가 원하는 조명모듈의 기능을 달성한다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LED 조명회로는 파워에서 출력되는 DC 전압이 Vout에 연결되고, 저항(R1)과 LED 1 ~ LED 5를 통해 전류가 인가됨으로써 LED 1 ~ LED 5가 발광하게 된다.
이때, 상기 저항(R1)은 Vout을 통해 인가되는 전압에 의한 전류를 제한하는 역할을 하지만 전류를 자체적으로 조절하는 기능은 없다.
따라서, 상기와 같은 종래의 LED 조명모듈은 전압 변동에 의한 전류변화, 즉 주변에서 발생하는 서지(Surge) 전압 및 과도 현상에 의한 영향을 직접적으로 영향을 받기 때문에, LED 1 ~ LED 5 중 어느 하나가 오픈되면 직렬로 연결된 LED 1 ~ LED 5 전체가 발광되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 직렬로 연결된 복수개의 LED 소자 중 어느 하나의 LED에 오픈과 같은 문제가 발생했을 때, 문제가 발생된 LED를 쇼트로 동작하게 함으로써 직렬로 연결된 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 하는 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로는, 정전압 다이오드(U1)를 구비하여 일정한 전류를 공급하는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 쇼트 유닛(120)을 포함하여 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로로서, 상기 쇼트 유닛(120)은, 상기 정전류 유닛(110)에 애노드와 캐소드가 순차적으로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED 1)와, 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 애노드에 일단이 연결되고 타단이 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 연결된 제 4 저항(R4)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 캐소드에 연결된 제 5 저항(R5)과, 상기 제 4 저항(R4)의 일단과 연결된 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 일단이 연결되고 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 타단이 연결된 제 6 저항(R6)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 베이스가 연결되고 상기 제 6 저항(R6)의 타단에 콜렉터가 연결되며 상기 제 5 저항(R5)의 타단에 이미터가 연결된 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로는, 정전압 다이오드(U1)를 구비하여 일정한 전류를 공급하는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 SCR 유닛(130)을 포함하여 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로로서, 상기 SCR 유닛(130)은, 상기 정전류 유닛(110)에 애노드와 캐소드가 순차적으로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED 1)와, 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 애노드에 일단이 연결된 제 20 저항(R20)과, 상기 제 20 저항(R20)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 캐소드에 연결된 제 21 저항(R21)과, 상기 제 21 저항(R21)에 일단 및 타단이 병렬로 연결된 제 2 커패시터(C2)와, 상기 제 20 저항(R20)의 일단에 애노드가 연결되고 상기 제 21 저항(R21)의 타단에 캐소드가 연결되며 상기 제 20 저항(R20)과 상기 제 21 저항(20) 사이의 접점에 게이트가 연결된 사이리스터(SCR 1)를 포함한다.
바람직하게, 상기 정전류 유닛(110)은, 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 캐소드와 애노드가 순차적으로 연결된 정전압 다이오드(U1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 베이스가 연결되고 콜렉터가 상기 출력전압(Vout)과 상기 제 1 저항(R1)의 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 저항(R1)과 상기 정전압 다이오드(U1)의 캐소드 사이에 일단이 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 커패시터(C1)의 타단에 일단이 연결된 제 2 저항(R2)과, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터에 연결된 제 3 저항(R3)을 포함하되, 상기 제 2 저항(R2)의 타단은 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터와 제 3 저항(R3)의 사이와, 상기 정전압 다이오드(U1)의 캐소드에 연결된다.
본 발명에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로에 따르면, 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드(LED) 소자 중 어느 하나의 LED에 오픈과 같은 문제가 발생했을 때, 문제가 발생된 LED를 쇼트로 동작하게 함으로써 직렬로 연결된 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1은 종래의 LED 조명모듈에 적용되는 회로를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로를 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로를 상세하게 설명하기로 한다.
<제 1 실시예>
먼저, 도 2의 (a)를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로를 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 복수개의 쇼트 유닛(120)을 포함한다.
구체적으로, 상기 정전류 유닛(110)은 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 캐소드와 애노드가 순차적으로 연결된 정전압 다이오드(U1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 베이스가 연결되고 콜렉터가 상기 출력전압(Vout)과 상기 제 1 저항(R1)의 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 저항(R1)과 상기 정전압 다이오드(U1)의 캐소드 사이에 일단이 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 커패시터(C1)의 타단에 일단이 연결된 제 2 저항(R2)과, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터에 연결된 제 3 저항(R3)을 포함하되, 상기 제 2 저항(R2)의 타단은 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터와 제 3 저항(R3)의 사이와, 상기 정전압 다이오드(U1)의 캐소드에 연결된다.
상기와 같이 구성된 정전류 유닛(110)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
즉, 외부의 파워에서 출력전압(Vout)이 상기 정전류 유닛(110)에 인가되면, 제 1 저항(R1)을 통해서 제 1 커패시터(C1)가 충전됨과 동시에 제 1 트랜지스터(Q1)가 동작되며, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)로부터 전류가 흘러 제 2 저항(R2) 및 제 3 저항(R3)에 인가된다.
이때, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)로부터 흐르는 전류량에 따라 저항(R3)의 양단에 전압이 발생하게 되고, 이 발생된 전압이 정전압 다이오드(U1)에 인가된다.
상기 정전압 다이오드(U1)는 내부적으로 2.5V의 기준전압이 있으며, 이 기준전압과 제 3 저항(R3)의 양단 전압의 차이에 따라 정전압 다이오드(U1)의 캐소드에서 애노드 쪽으로 전류의 변동이 발생하여 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 흐르는 전류량을 제어한다.
이는 IC = IB * HFE 과 같은 수학식을 통해 알 수 있는 바와 같이, 베이스의 전류의 조정은 IC 전류를 조정하게 되어 제 3 저항(R3)의 값에 따라 일정한 전류를 흐르게 한다.
한편, 상기 쇼트 유닛(120)은 상기 정전압 다이오드(U1)의 애노드에 애노드와 캐소드가 순차적으로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED 1)와, 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 애노드에 일단이 연결되고 타단이 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 연결된 제 4 저항(R4)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 캐소드에 연결된 제 5 저항(R5)과, 상기 제 4 저항(R4)의 일단과 연결된 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 일단이 연결되고 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 타단이 연결된 제 6 저항(R6)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 베이스가 연결되고 콜렉터가 상기 제 6 저항(R6)의 타단에 연결되며 이미터가 상기 제 5 저항(R5)의 타단에 연결된 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 정전류 유닛(110)과 쇼트 유닛(120)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
즉, 정상적인 동작인 경우에는, 상기 정전류 유닛(110)으로부터 제 1 발광 다이오드(D1)에 전류가 흐르게 되고, 복수개의 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED 1 ~ LED 5)중 어느 하나의 발광 다이오드가 쇼트시에도 정전류 유닛(110)의 정전압 다이오드(U1)에 의해 일정 전류가 흐르게 된다.
그러나, 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED 1 ~ LED 5)중 어느 하나의 발광 다이오드가 오픈시에는, 상기 제 4 저항(R4)를 통해 제 3 트랜지스터(Q3)가 온(on)되며, 이와 동시에 제 2 트랜지스터(Q2)가 동작한다.
이때, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)를 통하여 흐르는 전류는 제 5 저항(R5)의 양단에 전압을 발생하여 제 3 트랜지스터(Q3)를 지속적으로 온(on)시키며, 제 2 트랜지스터(Q2) 또한 동작을 지속적으로 유지하여, 마치 제 1 발광 다이오드(LED 1)를 포함한 복수개의 발광 다이오드가 쇼트처럼 동작함으로써, 다른 발광 다이오드 들이 정상적으로 동작하게 한다.
여기서, 상기 정전류 유닛(110)에는 복수개의 쇼트 유닛(120)이 직렬로 연결될 수 있다.
<제 2 실시예>
제 2 실시예는 상기 제 1 실시예에 적용된 쇼트 유닛(120)을 SCR 유닛(130)으로 대체한 것을 주요구성으로 하며, 상기 제 1 실시예에 적용된 정전류 유닛(110)은 그대로 적용되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고 상기 SCR 유닛(130)을 중점적으로 설명한다.
즉, 도 2의 (b)를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로를 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명을 안전하게 발광시키는 회로는 하나의 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 복수개의 SCR 유닛(130)을 포함한다.
상기 SCR 유닛(130)은 상기 정전류 유닛(110)의 정전압 다이오드(U1)의 애노드에 애노드와 캐소드가 순차적으로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED 1)와, 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 애노드에 일단이 연결된 제 20 저항(R20)과, 상기 제 20 저항(R20)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 캐소드에 연결된 제 21 저항(R21)과, 상기 제 21 저항(R21)에 일단 및 타단이 병렬로 연결된 제 2 커패시터(C2)와, 상기 제 20 저항(R20)의 일단에 애노드가 연결되고 상기 제 21 저항(R21)의 타단에 캐소드가 연결되며 상기 제 20 저항(R20)과 상기 제 21 저항(20) 사이의 접점에 게이트가 연결된 사이리스터(SCR 1)를 포함한다.
즉, 상기와 같이 구성된 제 2 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
즉, 정상적인 동작인 경우에는, 상기 정전류 유닛(110)으로부터 제 1 발광 다이오드(D1)에 전류가 흐르게 되고, 복수개의 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED 1 ~ LED 5)중 어느 하나의 발광 다이오드가 쇼트시에도 정전류 유닛(110)의 정전압 다이오드(U1)에 의해 일정 전류가 흐르게 된다.
그러나, 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED 1 ~ LED 5)중 어느 하나의 발광 다이오드가 오픈시에는, 제 20 저항(R20)과 제 21 저항(R21)을 통해 제 2 커패시터(C2)가 충전됨과 동시에, 제 20 저항(R20)과 제 21 저항(R21)을 통해 분압된 전압이 상기 사이리스터(SCR 1)의 게이트에 인가되고, 이 전압이 상기 사이리스터(SCR 1)을 동작시킴으로써, 발광 다이오드 들이 쇼트처럼 동작하게 한다.
여기서, 상기 정전류 유닛(110)에는 복수개의 SCR 유닛(130)이 직렬로 연결될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
110 : 정전류 유닛 120 : 쇼트 유닛
130 : SCR 유닛

Claims (3)

  1. 정전압 다이오드(U1)를 구비하여 일정한 전류를 공급하는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 쇼트 유닛(120)을 포함하여 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로로서,
    상기 쇼트 유닛(120)은,
    상기 정전류 유닛(110)에 애노드와 캐소드가 순차적으로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED 1)와, 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 애노드에 일단이 연결되고 타단이 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 연결된 제 4 저항(R4)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 캐소드에 연결된 제 5 저항(R5)과, 상기 제 4 저항(R4)의 일단과 연결된 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 일단이 연결되고 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 타단이 연결된 제 6 저항(R6)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 베이스가 연결되고 상기 제 6 저항(R6)의 타단에 콜렉터가 연결되며 상기 제 5 저항(R5)의 타단에 이미터가 연결된 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로.
  2. 정전압 다이오드(U1)를 구비하여 일정한 전류를 공급하는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 SCR 유닛(130)을 포함하여 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로로서,
    상기 SCR 유닛(130)은,
    상기 정전류 유닛(110)에 애노드와 캐소드가 순차적으로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED 1)와, 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 애노드에 일단이 연결된 제 20 저항(R20)과, 상기 제 20 저항(R20)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED 1)의 캐소드에 연결된 제 21 저항(R21)과, 상기 제 21 저항(R21)에 일단 및 타단이 병렬로 연결된 제 2 커패시터(C2)와, 상기 제 20 저항(R20)의 일단에 애노드가 연결되고 상기 제 21 저항(R21)의 타단에 캐소드가 연결되며 상기 제 20 저항(R20)과 상기 제 21 저항(20) 사이의 접점에 게이트가 연결된 사이리스터(SCR 1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 정전류 유닛(110)은,
    외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 캐소드와 애노드가 순차적으로 연결된 정전압 다이오드(U1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 베이스가 연결되고 콜렉터가 상기 출력전압(Vout)과 상기 제 1 저항(R1)의 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 저항(R1)과 상기 정전압 다이오드(U1)의 캐소드 사이에 일단이 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 커패시터(C1)의 타단에 일단이 연결된 제 2 저항(R2)과, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터에 연결된 제 3 저항(R3)을 포함하되, 상기 제 2 저항(R2)의 타단은 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터와 제 3 저항(R3)의 사이와, 상기 정전압 다이오드(U1)의 캐소드에 연결된 것을 특징으로 하는 ＬＥＤ 조명을 안전하게 발광시키는 회로.
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KR100971789B1 (ko) * 2008-08-25 2010-07-21 주식회사 아모럭스 교류 엘이디 구동회로

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