KR101161362B1 - 안전하게 발광하는 ｌｅｄ 조명회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 낮은 전압에도 일정하게 전류를 인가하는 하나의 정전류 유닛과, 상기 정전류 유닛에 직렬로 연결된 복수개의 발광 유닛을 포함하여 안전하게 발광하는 LED 조명회로로서, 상기 정전류 유닛은 외부의 파워에서 인가되는 출력전압에 병렬로 연결된 복수개의 정전류 다이오드 그룹을 포함하고, 상기 발광 유닛은 상기 정전류 다이오드 그룹중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 발광 다이오드와, 상기 정전류 다이오드 그룹중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 제너 다이오드를 포함하되, 상기 제 1 발광 다이오드의 애노드와 상기 제 1 제너 다이오드의 캐소드가 연결되고, 상기 제 1 제너 다이오드의 애노드와 상기 제 1 발광 다이오드의 캐소드가 연결되게 구성하여, 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드 소자 중 어느 하나의 LED가 쇼트시 정전류 다이오드에 의해 일정하게 전류를 유지함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작하게 하며, 오픈이 되었을 때 제너 다이오드를 통하여 전류를 인가함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 한다.

Description

안전하게 발광하는 ＬＥＤ 조명회로{SAFELY RADIATING LIGHT EMITTING DIODE LIGHTING CIRCUIT}
본 발명은 안전하게 발광하는 LED 조명회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드(LED) 소자 중 어느 하나의 LED가 쇼트시 정전류 다이오드에 의해 일정하게 전류를 유지함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작하게 하며, 오픈이 되었을 때 제너 다이오드를 통하여 전류를 인가함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 하는 안전하게 발광하는 LED 조명회로에 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, 초기 구동시 LED가 과도 현상에 의한 악 영향을 받을 수 있으며, 또한 LED 1 ~ LED 5 중 어느 하나가 오픈되면 직렬로 연결된 LED 1 ~ LED 5 전체가 발광되지 않는 문제점이 있다.
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, LED가 악 영향을 받아 쇼트되거나 오픈될 수 있으며, 또한 LED 1 ~ LED 5 중 어느 하나라도 영향을 받아 쇼트되거나 오픈되면 직렬로 연결된 LED 1 ~ LED 5 전체가 발광되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 발광 다이오드에 전압을 서서히 인가함으로써 초기 과도기에서의 충격을 완화할 수 있도록 하며, 또한 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드(LED) 소자 중 어느 하나의 LED가 쇼트시 정전류 다이오드에 의해 일정하게 전류를 유지함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작하게 하며, 오픈이 되었을 때 제너 다이오드를 통하여 전류를 인가함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작할 수 있게 하는 안전하게 발광하는 LED 조명회로를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로는, 낮은 전압에도 일정하게 전류를 인가하는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 하나 이상의 발광 유닛을 포함하여 안전하게 발광하는 ＬＥＤ 조명회로로서, 상기 정전류 유닛(110)은 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 병렬로 연결된 복수개의 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)을 포함하고, 상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 처음 단의 발광 유닛(111)은 상기 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED1)와, 상기 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 제너 다이오드(ZD1)를 포함하되, 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 애노드와 상기 제 1 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드가 연결되고, 상기 제 1 제너 다이오드(ZD1)의 애노드와 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 캐소드가 연결되어 있되, 상기 하나 이상의 발광 유닛의 상기 맨 처음 단의 발광 유닛(111)은, 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 애노드에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 캐소드에 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 타단과 제 1 커패시터(C1) 사이의 접점에 스위칭 단자가 연결되고 상위 전원 단자가 상기 제 1 저항(R1)의 일단에 연결되며 하위 전원 단자가 상기 제 1 커패시터(C1)의 타단에 연결된 스위칭 소자로서의 제 1 트랜지스터(Q1)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직하게는, 상기 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 마지막 단의 발광 유닛 내의 발광 다이오드의 캐소드와 그라운드(GND)에 연결된 안정화 커패시터(C6)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로에 따르면, 발광 다이오드에 전압을 서서히 인가함으로써 초기 과도기에서의 충격을 완화할 수 있다.
또한, 직렬로 연결된 복수개의 발광 다이오드(LED) 소자 중 어느 하나의 LED가 쇼트시 정전류 다이오드에 의해 일정하게 전류를 유지함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작하게 하며, 오픈이 되었을 때 제너 다이오드를 통하여 전류를 인가함으로써 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 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로를 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 하나 이상의 발광 유닛(111)을 포함한다.
구체적으로, 상기 정전류 유닛(110)은 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 애노드와 캐소드가 병렬로 연결된 제 1 내지 제 4 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)을 포함하여 낮은 전압에도 일정하게 전류를 인가한다.
이때, 본 명세서에서는 4개의 정전류 다이오드(CRD1 ~ CRD4)를 일예로 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않고 일정하게 전류를 인가할 수 있기만 하면 개수에 상관없이 추가될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 발광 유닛(111)은 상기 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)중 어느 하나의 캐소드에 애노드와 캐소드가 직렬로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED1)와, 상기 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 제너 다이오드(ZD1)를 포함하되, 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 애노드와 상기 제 1 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드가 연결되고, 상기 제 1 제너 다이오드(ZD1)의 애노드와 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 캐소드가 연결되어 있다.
이때, 상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 처음 단의 발광 유닛(111)은 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 애노드에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 캐소드에 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 타단과 제 1 커패시터(C1) 사이의 접점에 스위칭 단자(예를들면, 베이스)가 연결되고 상위 전원 단자(예를들면, PNP형 트랜지스터의 이미터)가 상기 제 1 저항(R1)의 일단에 연결되며 하위 전원 단자(예를들면, PNP형 트랜지스터의 콜렉터)가 상기 제 1 커패시터(C1)의 타단에 연결된 스위칭 소자로서의 제 1 트랜지스터(Q1)를 더 포함한다.
여기서, 상기 정전류 유닛(110)에는 상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 처음 단의 발광 유닛(111)에 또다른 발광 유닛(들)이 직렬로 연결될 수 있다.
추가적으로, 본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로는, 상기 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 마지막 단의 발광 유닛 (하나의 발광 유닛의 경우에는 맨 처음 발광유닛(111)) 내의 발광 다이오드의 캐소드와 그라운드(GND)에 연결된 안정화 커패시터(C6)를 더 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 안전하게 발광하는 LED 조명회로의 동작을 설명한다.
즉, 외부의 파워에서 출력전압(Vout)을 통해 출력되는 전압과 노이즈는 안정화 커패시터(C6)를 통해 안정화되며, 정전류 유닛(110) 즉 병렬로 연결된 제 1 내지 제 4 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)을 통해 필요한 전류량을 결정한다.
다음에, 상기와 같이 구성된 정전류 유닛(110)을 통해 발광 유닛(111)에 전류가 인가된 후, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 복수개의 발광 유닛(111)의 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED1 ~ LED5)가 초기 구동에 영향을 받지 않도록 제 1 저항(R1)을 통해 제 1 커패시터(C1)가 충전됨과 동시에 제 1 트랜지스터(Q1)이 동작한다.
이후, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)이 동작함에 따라 에미터와 콜렉터 사이의 전압이 상기 제 1 저항(R1)과 제 1 커패시터(C1)의 충전시간과 맞게 서서히 증가하게 되고, 이 증가된 전압이 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED1 ~ LED5)에 흐르는 양단 전압과 같게 된다.
즉, 상기 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED1 ~ LED5)에 전압을 서서히 인가함으로써 초기 과도기에서의 충격을 완화할 수 있다.
이때, 상기 제 1 내지 제 5 발광 다이오드(LED1 ~ LED5)중 어느 하나의 발광 다이오드가 쇼트 또는 오픈 되었을 때, 쇼트 또는 오픈된 발광 다이오드가 나머지 발광 다이오드에 영향을 주지 않고, 다른 발광 다이오드가 정상적으로 동작할 수 있도록 제너 다이오드(ZD1 ~ ZD5)에 전류가 인가된다.
따라서, 복수개의 발광 다이오드(LED1 ~ LED5) 중 어느 하나의 LED가 쇼트시 정전류 다이오드에 의해 일정하게 전류를 유지함으로써 다른 LED 소자들이 정상적으로 동작하게 하며, 오픈이 되었을 때 제너 다이오드를 통하여 전류를 인가함으로써 다른 LED 들이 정상적으로 동작할 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 111 : 발광 유닛

Claims (3)

  1. 낮은 전압에도 일정하게 전류를 인가하는 하나의 정전류 유닛(110)과, 상기 정전류 유닛(110)에 직렬로 연결된 하나 이상의 발광 유닛을 포함하여 안전하게 발광하는 ＬＥＤ 조명회로로서,
    상기 정전류 유닛(110)은 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 병렬로 연결된 복수개의 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)을 포함하고,
    상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 처음 단의 발광 유닛(111)은 상기 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 발광 다이오드(LED1)와, 상기 정전류 다이오드 그룹(CRD1 ~ CRD4)중 어느 하나에 직렬로 연결된 제 1 제너 다이오드(ZD1)를 포함하되, 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 애노드와 상기 제 1 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드가 연결되고, 상기 제 1 제너 다이오드(ZD1)의 애노드와 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 캐소드가 연결되어 있되,
    상기 하나 이상의 발광 유닛의 상기 맨 처음 단의 발광 유닛(111)은,
    상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 애노드에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 타단에 일단이 연결되고 타단이 상기 제 1 발광 다이오드(LED1)의 캐소드에 연결된 제 1 커패시터(C1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 타단과 제 1 커패시터(C1) 사이의 접점에 스위칭 단자가 연결되고 상위 전원 단자가 상기 제 1 저항(R1)의 일단에 연결되며 하위 전원 단자가 상기 제 1 커패시터(C1)의 타단에 연결된 스위칭 소자로서의 제 1 트랜지스터(Q1)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전하게 발광하는 ＬＥＤ 조명회로.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외부의 파워에서 인가되는 출력전압(Vout)에 일단이 연결되고 타단이 상기 하나 이상의 발광 유닛의 맨 마지막 단의 발광 유닛 내의 발광 다이오드의 캐소드와 그라운드(GND)에 연결된 안정화 커패시터(C6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전하게 발광하는 ＬＥＤ 조명회로.
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