KR101284818B1

KR101284818B1 - 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치

Info

Publication number: KR101284818B1
Application number: KR1020110085050A
Authority: KR
Inventors: 박재덕
Original assignee: 주식회사 디에스이
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-07-10
Also published as: KR20130022206A

Abstract

본원 발명은 엘 이디 전구의 전원 제어장치에 있어서 상기 엘이디 전구로 전원을 공급하기 위하여 전원으로부터 인가된 교류 전류의 순간 과전압 또는 써지 전류로부터 회로를 보호하는 AC필터부와; 상기 AC필터부에서 인가된 교류 전류를 입력하여 직류 전류로 변환하는 AC/DC변환부와; 상기 AC/DC변환부의 브리지 정류회로에서 출력되는 직류의 +부에 병렬 및 직렬로 구성되고 전류 값을 엘이디(LED) 광원에 적합하도록 미세조정하는 다수개의 정전류 다이오드로 구성되는 전류조절부와;
상기 전류조절부에서 인가된 직류의 +전류와 AC/DC변환부에서 인가된 직류의 -전류에 병렬 연결된 회로에 직렬로 연결된 다수개의 제너 다이오드로 구성되어 전압을 강하하고 조절하여 전압을 안정화하는 전압조절부로 구성되어; 전류조절부와 전압조절부가 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode) 전원회로로 구성되어 수십[mA]의 적은 전류에도 구동이 가능한 엘이디(LED) 광원의 부하용량에 부합하는 미세조정이 가능하고 교류 입력전압의 변동에도 엘이디(LED) 광원에 안정적인 전원을 공급할 수 있고, 내구성이 우수하여 엘이디 전구의 전체 수명을 극대화되고, 회로가 간단하면서 소요되는 부품가 적어 경박단소화가 가능하고 전원 손실과 발열이 감소되어 효율이 양호한 효과가 있다.

Description

정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치{Power Control Apparatus for Light Emitting Diode Lamp Of Constant Current Type}

본원 발명은 엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드) 전구의 전원 제어장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 엘이디 전구의 적절한 부하용량에 부합할 수 있도록 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode)를 이용한 전원회로로 구성되어 교류 입력전압의 변동에도 엘이디(LED) 전구에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 조명용 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치에 관한 것이다.

현재, 가정이나 사무실 등 실내 조명 광원으로는 형광등, 백열등, 할로겐 램프 등의 방전램프가 사용되고 있으며, 이러한 방전램프는 높은 구동 전압을 가지므로 전력의 승압으로 인한 에너지 소모가 크고, 폐기시 인체나 환경에 유해한 수은 등의 방전가스를 배출하므로 환경 오염의 원인이 되고 재활용이 불가능한 문제점이 있다.

특히, 유럽연합(EU)에서는 전기·전자제품에 납·수은·카드뮴·6가 크롬(Cr6+) 등의 중금속과 PBB(PolyBromide Binpenyl)·PBDE(PolyBrominated Diphenyl Ether) 등과 같은 유해물질의 사용을 금하는 특정 유해물질 사용제한 규약(RoHS : Restriting the use of Hazardous Substances)과 폐 전기·전자제품의 재활용 비용을 생산자가 부담하도록 하는 전기·전자기기폐기물처리지침(WEEE : Waste Electrical and Electronic Equipment Directive)을 제정하여 2006년 7월 1일부터 이를 시행하고 있다.

이에 따라, 현재 사용되는 형광등과 같은 조명기구를 대체할 수 있는 새로운 조명기구에 대한 연구 및 개발의 필요성이 대두되고 있다.

또한, 엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드) 관련 기술이 급속히 발전함에 따라, 청색 LED와 형광체를 이용하여 백색광을 방출하는 백색 LED가 등장하게 되었는데, 이러한 백색 LED는 기존의 조명 광원에 비해 극소형이면서, 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 방전가스를 사용하지 않는 환경친화적인 조명 광원으로, 기존의 조명 광원을 대체할 수 있는 유력한 수단으로 각광받고 있다.

종래기술의 등록실용신안공보 제20-0405272호의 엘이디 전구의 전원 제어장치를 도 1 및 도 2에 의하여 살펴보면,

전류가 흐르면 점등되어 빛을 발생하는 다수의 엘이디들(LED1∼LED4)과 다수의 엘이디(LED1∼LED4)들 각각에 직렬로 연결된 다수의 저항들(RE1∼RE4)로 구성된 발광부(50)와, 상기 엘이디(LED1∼LED4)에 전원을 공급하기 위한 직류 또는 교류전압이 인가되는 전원공급부(10)와, 상기 전원공급부(10)로 공급되는 공급전압(Vin)을 수신하여 수신된 공급전압(Vin)을 직류전압(Vdc)으로 변환시켜 출력하는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)의 출력인 직류전압(Vdc)을 수신하여 스위칭제어신호(SC)에 따라 온 또는 오프되며 온 될 때 상기 정류부의 직류전압을 제1노드로 출력하는 스위칭부(SW)와, 한 단자가 제1노드(N1)에 연결되고 다른 단자가 출력노드(NO)에 연결된 코일(L)과 한 단자가 출력노드(NO)에 연결되고 다른 단자가 접지전압(Vss)에 연결된 캐피시터(C)로 구성되어 출력노드(NO)에 리플성분이 제거된 정전압(Vcc)을 출력하는 필터부(37)와, 제1저항(Ra)과 제2저항(Rb)으로 구성되며 제1저항(Ra)의 한 단자는 출력노드(NO)에 연결되고 제1저항(Ra)의 다른 단자는 제2저항(Rb)의 한 단자와 연결되어 분배전압(Va)을 출력하며 제2저항(Rb)의 다른 단자는 접지전압(Vss)에 연결된 분배부(39)와, 기준전압(Vref)과 분배전압(Va)을 수신하여 분배전압(Va)이 변화되면 그 변화되는 양에 따른 편차신호(DL)를 출력하는 편차발생부(33) 및 삼각파발생부(31)로부터 출력되는 삼각파신호(T)와 편차신호(DL)를 비교하여 편차신호(DL)에 따라 듀티가 상이한 스위칭제어신호(SC)를 출력하는 비교부(35)로 구성되어 일정한 전압을 갖는 정전압(Vcc)을 출력하는 정전압발생부(30);및 상기 정전압발생부(30)의 출력인 정전압(Vcc)을 수신하여 전류미러회로를 사용한 정전류원부(41)와 출력부(43)로 구성되며, 정전류원부(41)는 일반적으로 사용되는 전류미러회로로 구성된 2개의 N채널 모스트랜지스터들인 제1, 제2모스트랜지스터들(M1,M2)과 2개의 P채널 모스트랜지스터들인 제3,제4모스트랜지스터들(M3,M4)로 구성되고, 공급전압으로 정전압(Vcc)이 입력되어 제1모스트랜지스터(M1)와 제3모스트랜지스터(M3)에 흐르는 전류에 의해 제2모스트랜지스터(M2)와 제4모스트랜지스터(M4)에 흐르는 전류가 결정되며, 출력부(43)의 제5모스트랜지스터(M5)에 흐르는 전류(Iout)는 제4모스트랜지스터(M4)에 흐르는 전류에 의해 일정한 전류값을 갖는 정전류(Iout)를 발광부(50)의 다수의 엘이디(LED1∼LED4)에 공급하는 정전류발생부(40)로 구성되어 있다.

상기 종래기술의 엘이디 전구의 전원 제어장치는 정전압발생부가 스위칭 전원회로를 사용하여 삼각파발생부, 편차발생부, 비교부, 필터부 및 분배부로 구성되어 그 구성 회로가 복잡한 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 정전압발생부가 스위칭 전원회로를 사용하여 코일, 캐피시터, 저항 및 콘덴서 등의 다양한 회로 부품과 그 수량이 많이 소요되어 전류 품질이 불균일하여 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 정전압발생부가 외부로부터 공급되는 전원을 엘이디(LED) 광원에 맞도록 변환시켜 주고 반도체 스위칭 특성을 이용해 상용 주파수 이상의 고주파에 단속 제어를 하고 충격을 완화시켜 주는 모듈형의 전원회로(SMPS: Switching Mode Power Supply)의 사용으로 스위칭 소자, 정류 다이오드, 초크코일 등에서 노이즈가 발생되어 이 노이즈가 다른 회로를 방해하는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 스위칭 전원회로(SMPS)가 엘이디(LED) 광원에 비하여 수명이 짧아 엘이디 전구의 전체 수명이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 스위칭 전원회로(SMPS)에 사용되는 스위칭 반도체에서 발생하는 잡음 및 전자파를 감쇄하기 위하여 별도의 대응 구성이 수반되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 정전류발생부가 정전류원부와 출력부로 구성되어 그 구성 회로가 복잡하면서 모스트랜지스의 수량이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 복잡한 회로와 많은 수량의 부품에 의하여 전원이 손실되어 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래기술은 복잡한 회로와 많은 수량의 부품에 의하여 생산성이 저하되는 간접적인 문제점이 있다.

본원 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 엘이디 전구 전원 제어장치에 있어서 AC필터부와 AC/DC변환부와 전류조절부와 전압조절부로 구성된 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode)를 이용한 전원회로를 구성하여 전원으로부터 공급되는 교류의 전압을 엘이디 광원에 적합한 직류로 변환하고, 변환된 직류의 전류를 미세 조정하고, 조정된 전류의 전압을 엘이디 광원의 적절한 부하용량에 부합할 수 있도록 미세 조정하여 미세 조정된 직류에 의하여 다수의 엘이디가 발광되는 회로가 간단하고 소요 부품이 적고 발열을 최소화하고 전원 회로의 효율과 내구성이 양호하고 교류 입력전압의 변동에도 엘이디(LED) 전구에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 조명용의 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치를 제공함에 있다.

본원 발명에 따른 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치는 엘이디 전구로 전원을 공급하기 위하여 전원으로부터 인가된 교류 전류의 순간 과전압 또는 써지 전류로부터 회로를 보호하는 AC필터부와; 상기 AC필터부에서 인가된 교류 전류를 입력하여 직류 전류로 변환하는 AC/DC변환부와; 상기 AC/DC변환부에서 인가된 직류 전류를 엘이디(LED) 광원에 적합한 전류로 변환시키는 전류조절부와; 상기 전류조절부에서 인가된 직류의 +전류와 AC/DC변환부에서 인가된 직류의 -전류를 입력하여 전압을 강하하고 조절하여 전압을 안정화하는 전압조절부로 구성되는 것이다.

또한, 본원 발명은 상기 AC필터부가 입력되는 교류 전원의 어느 하나의 입력 선에 구성되는 과전류보호용 퓨즈와, 상기 퓨즈의 후방에 구성되고 입력되는 교류 전원에 병렬로 구성되는 과전압보호용 바리스터(Varistor)로 구성되는 것이다.

또한, 본원 발명은 상기 AC/DC변환부가 필터링 된 교류를 직류로 변환하고 정류용 다이오드로 구성된 브리지 정류회로로 구성되는 것이다.

또한, 본원 발명은 상기 브리지 정류회로가 D1, D2 다이오드의 캐소드(Cathode: 음극)부가 직류의 +부로 구성되고, D3, D4 다이오드의 에노드(Anode: 양극)부가 직류의 -부로 구성되는 것이다.

또한, 본원 발명은 상기 전류조절부가 AC/DC변환부의 브리지 정류회로에서 출력되는 직류의 +부에 병렬 및 직렬로 구성되고 전류 값을 미세조정하는 다수개의 정전류 다이오드로 구성되는 것이다.

또한, 본원 발명은, 상기 전압조절부는 캐소드(Cathode: 음극)부가 전류조절부에서 출력되는 직류의 +부와, 에노드(Anode: 양극)부가 AC/DC변환부에서 출력되는 -부에 병렬 연결된 회로에 직렬로 연결된 다수개의 제너 다이오드로 구성되는 것이다.

본원 발명에 따른 정전력형 엘이디 전구의 전원 제어장치는 전류조절부와 전압조절부가 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode) 전원회로로 구성되어 수십[mA]의 적은 전류에도 구동이 가능한 엘이디(LED) 광원의 부하용량에 부합하는 미세조정이 가능한 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode)의 전원회로에 의하여 내구성이 우수하여 엘이디 전구의 전체 수명을 극대화되는 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 교류 입력전압의 변동에도 엘이디(LED) 광원에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 스위칭 전원회로(SMPS)를 사용하지 아니하여 전류 품질이 균일한 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 회로가 간단하면서 소요되는 부품가 적어 경박단소화가 가능하고 전원 손실과 발열이 감소되어 효율이 양호한 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 회로가 간단하면서 소요되는 부품도 적어 생산 공정이 감소되고 생산비용이 저렴한 효과가 있다.

도 1: 종래기술의 엘이디 전구의 전원 제어장치의 구성도.
도 2: 종래기술의 엘이디 전구의 전원 제어장치의 정전류 발생부의 구성도.
도 3: 본원 발명의 정전력형 엘이디 전구의 전원 제어장치의 블럭도.
도 4: 본원 발명의 정전력형 엘이디 전구의 전원 제어장치의 구성도.

본원 발명의 실시예에 따른 구성 및 동작에 대하여 첨부된 도 3의 본원 발명의 정전력형 엘이디 전구의 전원 제어장치의 블럭도 및 도 4의 본원 발명의 정전력형 엘이디 전구의 전원 제어장치의 구성도를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본원 발명은 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode)를 이용한 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치로서 AC필터부(1), AC/DC변환부(2), 전류조절부(3), 전압조절부(4) 및 이들의 세부 구성으로 구성되어 전원으로부터 공급되는 교류의 전압을 직류로 변환하고 변환된 직류에 대하여 전류를 미세 조정하고 미세 조정된 전류에 대하여 전압을 미세 조정하여 엘이디 광원의 적절한 부하용량에 부합할 수 있도록 전류 및 전압이 조정된 직류에 의하여 다수의 엘이디가 발광되게 하는 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode) 전원회로로 구성된 것이다.

상기 AC필터부(1)는 전류가 흐르면 점등되어 빛을 발생하는 다수의 엘이디(LED) 전구로 전원을 공급하기 위하여 전원으로부터 인가된 교류 전류에서 발생하는 순간 과전압 또는 써지(surge) 전류를 감쇄하여 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치의 회로를 보호한다.

상기 AC필터부(1)는 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode) 전원회로의 입력 보호 소자들로 구성되어 입력되는 교류 전원의 어느 하나의 입력 선(IN1)에 구성되는 과전류보호용 퓨즈(FUSE1)와, 상기 퓨즈(FUSE1)의 후방에 구성되고 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)에 병렬로 구성되는 과전압보호용 바리스터(VR1; Varistor)로 구성된다.

상기 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)에 바리스터(VR1)를 병렬로 구성하여 바리스터(VR1)는 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)이 일정 전압을 초과하면 저항치가 낮아져 전류를 흘려 즉, 스스로 바이패스로(By-Pass-路)가 되어 회로의 고장을 방지하게 한다.

즉, 상기 바리스터(VR1)는 순간 전압을 억제하고 고압 전류를 방전하도록 구성되어 설정된 일정 전압까지는 높은 저항치를 나타내다가 설정 전압을 초과하면 갑자기 저항치가 낮아져서 대전류를 흘려버려 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)의 순간 과전압 또는 써지 전류로부터 회로를 보호한다.

상기 퓨즈(FUSE1)는 허용 전압 또는 허용 전류의 둘 중에서 어느 하나가 허용치 이상이 되면 단락되어 회로를 보호하도록 구성되며, 상기 퓨즈(FUSE1)를 바리스터(VR1)의 후방에 구성할 수 있으나 이 경우에는 퓨즈(FUSE1)가 단락되더라도 바리스터(VR1)가 보호되기 곤란하기 때문에 퓨즈(FUSE1)를 바리스터(VR1)의 전방에 구성하는 것이 바람직하다.

상기 바리스터(VR1)는 가해지는 전압의 극성에 관계없이 전압의 크기에 의해 저항이 정해지는 대칭형 바리스터와 가해지는 전압의 극성에 의해서 달라지는 비대칭형 바리스터 중에서 어느 것을 구성하여도 무방하다.

상기 AC/DC변환부(2)는 AC필터부(1)에서 인가된 교류 전류를 입력하여 직류 전류로 변환하며, 정류용 다이오드(D1, D2, D3, D4: Diode)로 구성된 브리지 정류회로(Bridge Rectifier)로 구성된다.

상기 AC/DC변환부(2)는 정류용 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 사용한 브리지 정류회로로서 AC필터부(1)에서 과전압 또는 써지 전류가 필터링된 교류 전류를 직류 전류로 변환한다.

상기 브리지 정류회로는 다이오드(D1), 다이오드(D2)의 캐소드(Cathode: 음극)부가 직류 전류의 +부로 구성되어 엘이디(LED) 전구의 +부(LEDP)에 연결되고, 다이오드(D3), 다이오드(D4)의 에노드(Anode: 양극)부가 직류 전류의 -부로 구성되어 엘이디(LED) 전구의 -부(LEDM)에 연결된다.

상기 AC/DC변환부(2)는 브리지 다이오드를 사용함으로써 AC필터부(1)에서 공급되는 교류(AC) 전압을 직류(DC) 전압으로 변환시켜 출력한다.

즉, 상기 AC/DC변환부(2)에 공급되는 공급 전압이 직류 전압이거나 교류 전압이더라도 브리지 다이오드에 의해 출력되는 전압은 직류 전압이 출력되며, 사용자의 부주의에 의해 직류 전압의 극성을 반대로 연결하더라도 브리지 다이오드를 거쳐 출력되는 전압은 직류전압을 갖게 된다.

상기 전류조절부(3)는 AC/DC변환부(2)의 브리지 정류회로에서 출력되는 직류의 +부에 병렬 및 직렬로 구성되고 전류 값을 미세조정하는 다수개의 정전류 다이오드로 구성된다.

상기 전류조절부(3)는 AC/DC변환부(2)에서 인가된 직류 전류를 엘이디(LED) 광원에 적합한 전류로 변환시키며 상기 브리지 정류회로의 다이오드(D1, D2)의 캐소드(Cathode: 음극)부에 병렬로 구성된 다수개의 정전류 다이오드(CRD1, CRD3, CRD5: Current Regulating Diode)와 직렬로 구성된 다수개의 정전류 다이오드(CRD2, CRD4, CRD6)로 구성된다.

상기 전류조절부(3)는 직류 전류를 엘이디(LED) 광원에 적합한 전류 값을 제한하기 위하여 정전류 다이오드(CRD1, CRD3, CRD5)의 병렬 개수를 증가하여 구성되며, 상기 전압 값을 제한하기 위하여 정전류 다이오드(CRD2, CRD4, CRD6)의 직렬 개수를 증가하여 직류의 전류 및 전압 값을 미세 조정한다.

상기 전류조절부(3)는 AC/DC변환부(2)에서 인가된 직류를 정전류 다이오드(CRD1, CRD3, CRD5)가 전류를 제한하여 조절하며, 정전류 다이오드(CRD1)에서 제한되고 남는 여분의 전류는 정전류 다이오드(CRD3)에서 미세하게 조절되고, 정전류 다이오드(CRD3)에서 미세하게 조절되고 남는 여분의 전류는 정전류 다이오드(CRD5)에서 더 미세하게 조절된다.

즉, 상기 전류조절부(3)에 인가된 직류 전류는 정전류 다이오드(CRD1)에서 제한되어 정전류 다이오드(CRD3)→정전류 다이오드(CRD5)...정전류 다이오드(CRDN-1)→정전류 다이오드(CRDN)의 순으로 순차적으로 제한되어 미세 조절을 하게 된다.

상기 전류조절부(3)는 AC/DC변환부(2)에서 인가된 직류를 정전류 다이오드(CRD2, CRD4, CRD6)가 전압을 제한하여 조절하며, 정전류 다이오드(CRD2)에서 제한되고 남는 여분의 전압은 정전류 다이오드(CRD4)에서 미세하게 조절되고, 정전류 다이오드(CRD4)에서 미세하게 조절되고 남는 여분의 전압은 정전류 다이오드(CRD6)에서 더 미세하게 조절된다.

즉, 상기 전류조절부(3)에 인가된 직류 전압은 정전류 다이오드(CRD2)에서 제한되어 정전류 다이오드(CRD4)→정전류 다이오드(CRD6)...정전류 다이오드(CRDn-1)→정전류 다이오드(CRDn)의 순으로 순차적으로 제한되어 미세 조절을 하게 된다.

다시 말하면, 상기 전류조절부(3)는 엘이디(LED)의 부하전압(Vf)이 높을수록 그에 비례해서 정전류 다이오드(Current Regulating Diode)의 직렬 개수를 늘리고 엘이디(LED)의 부하전류(If)가 높을수록 그에 비례해서 정전류 다이오드(Current Regulating Diode)의 병렬 개수를 많게 구성함으로써 엘이디(LED)의 부하의 부하전압(Vf) 및 부하전류(If) 등을 감안하여 정밀하게 설계가 가능하며 정전압 다이오드를 추가하여 정전력형의 엘이디(LED) 전원회로를 구성할 수 있다.

상기 전류조절부(3)의 전류 제한용 정전류 다이오드(CRD1, CRD3, CRD5)는 직류의 +부에 연결되어 있지만 경우에 따라서는 -부에 연결하여 효과의 구현이 가능하며, 필요에 따라서는 +부와 -부에 이중으로 구성할 수도 있다.

상기 전압조절부(4)는 전류조절부에서 인가된 직류의 +전류와 AC/DC변환부에서 인가된 직류의 -전류를 입력하여 입력된 직류 전류에 대한 전압을 강하하고 조절하여 전압을 안정화한다.

상기 전압조절부(4)는 캐소드(Cathode: 음극)부가 전류조절부에서 출력되는 직류의 +부와, 에노드(Anode: 양극)부가 AC/DC변환부에서 출력되는 -부에 병렬 연결된 회로에 직렬로 연결된 다수개의 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)로 구성된다.

상기 전압조절부(4)는 입력된 직류 전류의 전압을 강하하기 위하여 제너 다이오드(ZD1)를 주축으로 전압 값을 조절할 수 있으며, 강하된 전압을 미세 조정하기 위하여 다수개의 제너 다이오드(ZD2, ZD3)로 구성된다.

상기 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)는 특정 전압을 조절하여 역방향(break down)에서 전류를 흐르는 기능하므로 특성상 일정 역방향 전압이 걸리면 전류를 흘려 저항을 낮추어 해당 지점에 전압이 올라가지 않도록 하는 기능을 많이 사용한다.

상기 전압조절부(4)의 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)는 엘이디(LED) 전구의 +부(LEDP)에 정상 전압이 걸리면 전류가 도통되지 아니하다가 직류의 +부에 일정 이상의 전압이 걸리면 즉, 엘이디(LED) 전구의 +부(LEDP)에 과전압이 발생하면 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)는 도통되어 과전압 전류가 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)를 통하여 엘이디(LED) 전구의 -부(LEDM)로 흐르게 되면서 엘이디(LED) 전구의 +부(LEDP) 측의 직류 전류의 전압은 상승하지 아니하면서 전압이 안정화된다.

따라서, 상기 엘이디(LED) 전구에 공급되는 초기 전원인 교류가 입력 전압의 변동이 있어도 부하인 엘이디(LED) 전구에 안정적인 전원을 공급하게 되고 전압 변동에 따른 엘이디(LED) 전구의 수명의 단축을 연장할 수 있으면서 제품의 신뢰성의 향상을 꾀할 수 있다.

상기 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)는 -전류의 크기에 관계없이 일정한 값을 나타내는 전압값 즉 제너 전압의 크기를 제너 다이오드(ZD1) > 제너 다이오드(ZD2) > 제너 다이오드(ZD3)로 설정함으로써 즉, 미세하게 설정하여 제너 다이오드(ZD1)에서 제너 다이오드(ZD2)를 거쳐서 제너 다이오드(ZD3)로 갈수록 미세 전압의 조정이 가능하게 된다.

즉, 상기 제너 다이오드(ZD1)에서 안정화시키지 못한 과전압 전류는 다이오드(ZD2)에서 더 안정화시키고, 제너 다이오드(ZD2)에서 안정화시키지 못한 과전압 전류는 제너 다이오드(ZD3)에 더욱더 안정화시키게 된다.

상기 전압조절부(4)에 인가된 과전압 직류 전류는 제너 다이오드(ZD1)→제너 다이오드(ZD2)...제너 다이오드(ZDn-1)→제너 다이오드(ZDn)의 순으로 순차적으로 통전되어 제너 다이오드(ZD1)에서 제너 다이오드(ZDn)으로 갈수록 미세전압이 통전되어 엘이디(LED) 전구의 미세 전압이 조정되어 안정화된다.

상기 엘이디(LED) 전구에 공급되는 교류가 과전압으로 공급되지 아니하게 되면 즉 설정된 전압으로 공급되면 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)가 도통되지 아니하여 설정된 전압의 직류 전류는 제너 다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)를 통하여 흐르지 않는 상태로 된다.

본원 발명은 전류 제한을 위한 정전류 다이오드와 전압 강하를 위한 제너 다이오드를 엘이디(LED) 광원의 부하 용량에 따라 단독 또는 다수개의 사용이 가능하며, 구조가 간단한 장점이 있다.

본원 발명은 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode)를 이용한 전원회로를 사용하여 종래기술의 스위칭 전원회로보다 구조가 간단하여 제조원가가 저렴하고, 전원회로의 구성 부품수가 적어 생산성이 양호하며 스위칭부가 구성되지 아니하여 전자파 장애가 전혀 없는 장점이 있다.

또한, 본원 발명은 각부의 정전류 다이오드(CRD: Current Regulating Diode) 및 제너 다이오드(Zener diode)를 다수개로 구성함으로써 부품간의 발열을 최소화되어 효율이 극대화되는 장점도 있다.

1: AC필터부 2: 전압조절부
3: AC/DC변환부 4: 전류조절부

Claims

엘이디(LED: Light emitting diode) 전구 전원 제어장치에 있어서,
상기 엘이디 전구로 전원을 공급하기 위하여 전원으로부터 입력되는 교류 전원의 어느 하나의 입력 선에 구성되는 과전류보호용 퓨즈(FUSE)와, 상기 퓨즈의 후방에 구성되고 입력되는 교류 전원에 병렬로 구성되는 과전압보호용 바리스터(Varistor)로 구성되어 인가된 교류 전류의 순간 과전압 또는 써지 전류로부터 회로를 보호하는 AC필터부와;
상기 AC필터부에서 인가된 교류 전류를 입력하고, 정류용 다이오드(CRD: Current Regulating Diode)로 구성된 브리지 정류회로(Bridge Rectifier)로 구성되어 직류 전류로 변환하는 AC/DC변환부와;
상기 AC/DC변환부의 브리지 정류회로에서 출력되는 직류의 +부에 병렬 및 직렬로 구성되고 전류 값을 미세조정하는 다수개의 정전류 다이오드로 구성되어 AC/DC변환부에서 인가된 직류 전류를 엘이디(LED) 광원의 전류로 변환시키는 전류조절부와;
상기 전류조절부에서 출력되는 직류의 +부와 캐소드(Cathode: 음극)부가 AC/DC변환부에서 출력되는 -부에 에노드(Anode: 양극)부가 병렬 연결된 회로에 직렬로 연결된 다수개의 제너 다이오드(Zener diode)로 구성되어 전압을 강하하고 조절하여 전압을 안정화하는 전압조절부로 구성되어;
상기 전원으로부터 공급되는 교류를 직류로 변환하여 변환된 직류의 전류를 미세 조정하고 미세 조정된 전류의 전압을 미세 조정하여 미세 조정된 전류에 의하여 다수의 엘이디가 발광되는 것을 특징으로 하는 정전력형 엘이디 전구 전원 제어장치.
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