KR101317852B1

KR101317852B1 - 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로

Info

Publication number: KR101317852B1
Application number: KR1020130070888A
Authority: KR
Inventors: 박재덕
Original assignee: 주식회사 디에스이
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-10-15

Abstract

본원 발명은 서지흡수기(SA1: Surge Absorber)와 바리스터(VR1: Varistor)로 구성된 AC필터부, 콘덴서(C1: Condenser)로 구성된 전압조절부, 브리지 정류회로(Bridge Rectifier)로 구성된 AC/DC변환부 및 저항으로 구성된 전류조절부로 구성되어 엘이디(LED: Light emitting diode) 조명등을 점등시키는 엘이디 조명등용 전원회로에 있어서, 상기 전류조절부의 직류 +부에 입력단자가 연결되고 엘이디 조명등의 어레이의 +부에 출력단가 연결되고 엘이디 조명등의 -부(LM)에 접지단자가 연결되고, 저항(R3)과 저항(R4)이 직류 전원의 +부에 순차적으로 직렬 연결되고 저항(R3)과 저항(R4) 사이에서 저항(R5)가 더 연결되고 저항(R5)은 저항(R4)와 병렬로 연결된 의사부하부가 구성되고; 상기 전류조절부와 의사부하부 사이에 전류조절부(4)에서 출력되는 직류 +부와 엘이디 -부에 콘덴서(C3)와 저항(R2)이 연결되되 콘덴서(C3)와 저항(R2)가 상호 병렬로 연결되는 직류레벨안정부(5)가 구성되어; 누전이 되는 경우 등에서 상용전원의 일부 전압이 공급되어도 엘이디 조명등이 미세점등이나 반불현상이 발생하지 않고, 조명등으로 유입되는 써지 전압이나 돌입전류를 억제되는 등의 효과가 있다.

Description

엘이디 조명등용 의사부하 전원회로 {Dummy Load Circuit for Light Emitting Diode Lamp}

본원 발명은 엘이디(LED: Light Emitting Diode: 발광다이오드) 조명등의 의사부하 전원회로에 관한 것으로서, 구체적으로는 엘이디 조명등의 전원회로 상에 의사부하용 저항을 이용한 의사부하부를 구성하여 조명등으로 유입되는 써지 전압이나 돌입전류를 억제하여 조명등에 인가되는 점등 전압과 상관없이 미세 점등이나 반불 현상이 발생하지 아니하는 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로에 관한 것이다.

현재, 가정이나 사무실 등 실내 조명 광원으로는 형광등, 백열등, 할로겐 램프 등의 방전램프가 사용되고 있다. 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.

이에 따라, 현재 사용되는 형광등과 같은 조명기구를 대체할 수 있는 새로운 조명기구에 대한 연구 및 개발의 필요성이 대두되고 있으며, 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 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 방전가스를 사용하지 않는 환경친화적인 조명광원으로, 기존의 조명 광원을 대체할 수 있는 유력한 수단으로 각광받고 있다.

일반적으로 엘이디 조명등은 일정한 전압을 바탕으로 공급되는 전류를 변화시켜 밝기를 조정하거나, 전류를 센싱하여 일정 전류를 흐르도록 하는 전류제어방식을 이용함에 의하여 엘이디의 밝기 조절이 가능하도록 이루어져 있어서 주요한 조명기기로서 널리 이용되고 있다.

종래기술의 등록실용신안공보 제20-0437547호에 구성된 도 1의 저전압 구동방지회로를 살펴보면,

스위치 작동제어부와 연결된 일측 포트(105: port)와 엘이디 전구(100) 사이에 연결 설치된 콘덴서(110: Condenser, Capacitor)와, 콘덴서(110)와 엘이디 전구(100) 사이에 연결된 브리지 다이오드(120: Bridge Diode)와, 브리지 다이오드(120)와 엘이디 전구(100) 사이에 직결 연결된 제너다이오드(130: Zener Diode)와, 제너다이오드(130)와 엘이디 전구(100) 사이에 직결 연결된 트랜지스터(140: Transistor)와, 스위치 작동제어부에 접속된 타측 포트(105')와 브리지 다이오드(120) 사이에 직렬 연결된 인덕터(150: Inductor)로 구성되면서, 인덕터(150)는 콘덴서(110)에 병렬로 연결되고, 제너다이오드(130)와 엘이디 전구(100)는 브리지다이오드(120)에 병렬 연결되고, 일측 포트(105)와 엘이디 전구(100) 사이에 콘덴서(110)가 연결되어 비상용 스위치 작동제어부와 엘이디 전구(100) 사이에 콘덴서(110)가 전기적으로 연결된다.

상기 제너다이오드(130)와 엘이디 전구(100) 사이에 연결된 트랜지스터(140)는 비상용 스위치 작동제어부에서 정상적인 규정 전압이 인가될 때 제너다이오드(130)로부터 인가되는 규정 전압을 인가하여 엘이디 전구(100)가 점등되도록 한다.

상기 제너다이오드(130)는 전원으로부터 비상 상황을 인지시키는 규정 전압이 아닌 비유사시의 저전압이 인가되는 경우 트랜지스터(140)에 전원이 인가되지 않도록 방지함으로써 비상용스위치의 엘이디 전구(100)는 저전압에서도 약한 불이 들어오는 반불 현상이 방지된다.

종래기술은 작업자가 상황을 오인하여 비상용 스위치를 작동시키는 경우를 방지하기 때문에 비상용 스위치 오작동으로 인해 각종 사고를 미연에 방지하는 것이다.

상기 종래기술의 저전압 구동방지회로는 트랜지스터가 엘이디 전구의 내부온도에 의하여 지배되어 엘이디 조명등의 용량이나 엘이디의 배열에 따라 초기 발광시작 전압이 제각기 달라지는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 스위치에 표시램프가 내장 경우와 조명등으로 유입되는 상용전원의 상이 바뀌는 경우와 누전이 되는 경우에는 조명등을 소등 시켜도 엘이디 조명등에 계속적으로 상용전원의 일부 전압이 공급되는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 초기 발광시작 전압의 상이에 따라 엘이디 조명등의 반불 현상의 방지가 일정하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 트랜지스터가 허용치를 벗어난 열을 발산하면서 엘이디 소자의 수명보다 짧게 되어 특정 부품에 의하여 엘이디 전구의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

본원 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 엘이디 조명등에 써지전압이나 돌입전류가 증가되어도 전원회로의 안정성을 부여되게 하고 엘이디 용량이나 엘이디의 배열에 따라 초기 발광시작의 점등특성을 표준화하고 누전이 되는 경우 등의 상용전원의 일부 전압이 공급되어도 엘이디 조명등에서 미세점등이나 반불현상이 발생하지 아니 하도록 엘이디 조명등의 전원회로 상의 엘이디 어레이 전방에 직렬 또는 병렬 또는 직병렬의 합성저항의 의사부하저항으로 구성된 의사부하부를 구성하여 조명등으로 유입되는 써지 전압이나 돌입전류를 억제하여 조명등에 인가되는 점등 전압과 상관없이 미세 점등이나 반불 현상이 발생하지 아니하는 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로에 관한 것이다.

본원 발명에 따른 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로는 서지흡수기(SA1)와 바리스터(VR1)로 구성된 AC필터부, 콘덴서(C1: Condenser)로 구성된 전압조절부, 브리지 정류회로(Bridge Rectifier)로 구성된 AC/DC변환부 및 저항으로 구성된 전류조절부로 구성되어 엘이디(LED: Light emitting diode) 조명등을 점등시키는 엘이디 조명등용 전원회로에 있어서, 상기 전류조절부의 직류 +부에 입력단자가 연결되고 엘이디 조명등의 어레이의 +부에 출력단가 연결되고 엘이디 조명등의 -부(LM)에 접지단자가 연결되는 의사부하저항으로 구성된 의사부하부가 구성되는 것이다.

또한, 본원 발명은, 상기 의사부하부는 저항(R3)과 저항(R4)이 직류 전원의 +부에 순차적으로 직렬 연결되고, 저항(R4)에 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 연결되는 것이다.

또한, 본원 발명은, 상기 의사부하부는 저항(R3)과 저항(R4) 사이에서 저항(R5)가 더 연결되고, 저항(R5)은 저항(R4)와 병렬로 연결되고, 저항(R4) 및 저항(R5) 동시에 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 연결되는 것이다.

또한, 본원 발명은 상기 전류조절부와 의사부하부 사이에 전류조절부(4)에서 출력되는 직류 +부와 엘이디 -부에 콘덴서(C3)와 저항(R2)이 연결되되 콘덴서(C3)와 저항(R2)가 상호 병렬로 연결되는 직류레벨안정부(5)가 구성되는 것이다.

본원 발명에 따른 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로는 의사부하저항에 의하여 엘이디 조명등의 용량이 증가에 의하여 전원회로의 써지전압이나 돌입전류가 증가되어도 전원회로의 안정성을 부여되는 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 의사부하저항에 의하여 엘이디 용량이나 엘이디의 배열에 따라 초기 발광시작의 점등특성이 표준화되어 스위치에 표시램프가 내장 경우와 조명등으로 유입되는 상용전원의 상이 바뀌는 경우와 누전이 되는 경우 등에서 상용전원의 일부 전압이 공급되어도 엘이디 조명등이 미세점등이나 반불현상이 발생하지 아니 하는 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 엘이디 조명등의 전원회로 상의 엘이디 어레이 전방에 의사부하저항이 직렬 또는 병렬 또는 직병렬의 합성저항으로 구성된 의사부하부를 구성하여 조명등으로 유입되는 써지 전압이나 돌입전류를 억제되는 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 미세 점등이나 반불 현상이 발생하지 아니하여 전력이 절감되고 엘이디 전구의 수명이 연장되는 효과가 있다.

또한, 본원 발명은 상대적으로 수명이 짧고 효율이 나쁜 트랜지스터를 사용하지 아니하고 엘이디 전구의 수명이 연장되는 효과와 효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1: 종래기술의 엘이디 전구의 저전압 구동방지회로도.
도 2: 본원 발명의 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로의 블럭도.
도 3: 본원 발명의 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로도.
도 4: 본원 발명의 의사부하부의 의사부하저항의 다른실시예의 전원회로도.

엘이디 조명등에서 엘이디 용량이나 엘이디의 배열에 따라 전원회로의 구성이나 용량에 영향을 주고 있고 엘이디 모듈의 용량이 커질수록 전원회로의 써지전압이나 돌입전류가 증가하기 때문에 전원회로의 안정성이 더욱 요구되고 있는 실정이다.

이와 별도로 엘이디 모듈은 엘이디 용량이나 엘이디 배열에 따라 초기 발광시작 전압이 제각기 달라지고 이에 따른 엘이디 광원의 점등특성을 표준화할 필요성이 대두되고 있다.

또한 엘이디 조명등용 벽스위치 중 표시램프가 내장된 경우, 엘이디 조명등으로 들어가는 상용전원의 상이 바뀌는 경우, 누전이 되는 경우 등에서 엘이디 조명등의 스위치를 소등시켜도 엘이디 조명등에 계속적으로 상용전원의 일부전압이 공급되는 문제가 발생하고 있다.

특히, 이러한 문제는 점등전압이 낮은 엘이디 광원을 자극하여 미세점등이나 반불현상을 야기시켜 원하지 않는 전력낭비와 엘이디 조명의 수명단축을 초래하고 있다.

본원 발명의 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로는 의사부하(dummy load)용 저항을 이용하여 엘이디 조명등에 유입되는 써지전압이나 돌입전류를 억제하고, 입력에 인가되는 점등전압과는 상관없이 상기의 문제점을 벗어날 수 있는 높은 전압에서 엘이디 광원에 전원을 공급하는 회로로 구성된다.

본원 발명의 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로는 입력회로는 퓨우즈, 서지흡수기, 바리스터등 내부회로를 외부영향 즉 서지전압이나 돌입전류 및 과전류에서 보호하기 위한 소자로 구성되어 있으므로 모듈 내부의 의사부하 저항을 사용하여 용량축소 및 보호소자의 삭제가 가능하다.

본원 발명의 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로는 콘덴서(C1, C2)에 의해 엘이디 광원이 적절히 동작할 수 있도록 전원전압을 만들어 내는 RC전원회로로 구성된다.

상기 AC필터부(1)는 전원과 전압조절부(2) 사이에 구성되고 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)에 병렬로 구성되는 과전압보호용 서지흡수기(SA1: Surge Absorber)와, 서지흡수기(SA1)의 후방에 구성되고 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)에 병렬로 구성되는 과전압보호용 바리스터(VR1: Varistor)로 구성된다.

상기 AC필터부(1)는 엘이디 어레이(LED1~LED9)의 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로의 입력 보호 소자들로 구성되어 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)의 어느 하나의 입력 선(IN1)에 구성되는 과전류보호용 퓨즈(FUSE1)와, 퓨즈(FUSE1)의 후방에 구성되고 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)에 병렬로 구성되는 과전압보호용 서지흡수기(SA1)와, 서지흡수기(SA1)의 후방에 구성되고 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)에 병렬로 구성되는 과전압보호용 바리스터(VR1)로 구성된다.

상기 AC필터부(1)는 전류가 흐르면 점등되어 빛을 발생하는 엘이디 어레이(LED1~LED9)로 공급하기 위하여 전원으로부터 인가된 교류 전류(IN1, IN2)에서 발생하는 순간 과전압 또는 서지(surge) 전류를 감쇄하고 흡수하여 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로를 보호한다.

상기 서지흡수기(SA1)는 전원으로부터 인가되는 순간 과전압 또는 서지 전류 중에서 초기 순간 과전압 또는 서지 전류를 감쇄하고, 바리스터(VR1)는 전원으로부터 인가되는 순간 과전압 또는 서지 전류 중에서 후기 순간 과전압 또는 서지 전류를 흡수하여 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로의 회로를 보호한다.

상기 서지 전류는 아주 짧은 시간이지만 흐르는 시간에 따라 파형과 진폭이 변화하는데 초기에는 파형이 높고 즉 피크가 높고 진폭이 작으나 시간이 흐를수록 파형이 낮고 진폭이 크게 되면서 후기로 갈수록 전류성분이 크게 된다.

상기 서지흡수기(SA1)는 바리스터(VR1)보다 반응속도가 빠르므로 바리스터(VR1)의 전방에 구성하여 AC필터부(1)에 입력되는 서지 전류를 먼저 감쇄하고, 서지흡수기(SA1)에서 감쇄하지 못하고 흐르는 서지 전류를 바리스터(VR1)가 흡수한다.

상기 AC필터부(1)로 입력되는 서지 전류 중에서 초기의 튀는 서지 전류 즉 피크가 높고 주기가 짧은 서지 전류는 서지흡수기(SA1)에 감쇄하고 후기의 피크가 낮고 주기가 길게 늘어지는 서지 전류를 바리스터(VR1)가 흡수하여 AC필터부(1)에 입력되는 서지 전류를 완벽하게 감쇄 및 흡수한다.

상기 서지흡수기(SA1)는 전원으로부터 입력되는 교류 전원(IN1, IN2)이 일정 전압을 초과하면 전류가 부하를 통해 흐르지 않고 서지흡수기(SA1) 자신을 통하여 흐르도록 하여 부하에서 발생하는 전압 강하가 과다하게 상승하는 것을 방지하여 부하를 보호한다.

다시 말하면, 상기 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로에 서지 전류가 들어올 경우에 임피던스가 낮은 통로 즉 서지흡수기(SA1)를 통해 서지 전류가 흐르도록 하여 즉, 스스로 바이패스로(By-Pass-路)가 되어 회로의 고장을 방지하게 한다.

상기 바리스터(VR1)는 서지흡수기(SA1)에 감쇄하지 못하고 흘려 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 서지 전류로부터 회로를 보호한다.

상기 퓨즈(FUSE1)는 허용 전압 또는 허용 전류의 둘 중에서 어느 하나가 허용치 이상이 되면 단락되어 회로를 보호하도록 구성되며, 퓨즈(FUSE1)를 서지흡수기(SA1) 또는 바리스터(VR1)의 후방에 구성할 수 있으나 이 경우에는 퓨즈(FUSE1)가 단락되더라도 서지흡수기(SA1) 및 바리스터(VR1)가 보호되기 곤란하기 때문에 퓨즈(FUSE1)를 서지흡수기(SA1) 및 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.

한편, 상기 AC필터부(1)의 후방에 전압조절부(2)가 구성되며, 전압조절부(2)는 AC필터부(1)에서 인가된 교류 전류(IN1, IN2)를 입력하여 입력된 교류 전류(IN1, IN2)에 대하여 엘이디 조명등의 적절한 부하 용량에 부합할 수 있도록 전압을 강하하고 미세 조절하여 AC/DC변환부(3)에 전류를 공급한다.

상기 전압조절부(2)는 퓨즈(FUSE1)에 연결된 입력선(IN1)과 병렬로 구성된 다수개의 콘덴서(C1, C2)로 구성되어 콘덴서(C1, C2)에 의하여 엘이디 조명등이 적절히 동작할 수 있도록 전원 전압을 만들어 내는 저항회로로 구성된다.

상기 전압조절부(2)는 콘덴서(C1)을 주축으로 AC입력 전압을 강하하기 위한 부품으로 콘덴서의 용량에 따라 강하하는 전압 값을 조절할 수 있으며, 강하 전압을 미세 조정하기 위하여 콘덴서(C2) 등 다수개의 콘덴서로 구성되어 콘덴서(C1, C2)에 의해 강압된 교류 전류가 AC/DC변환부(3)의 정류용 다이오드를 사용한 브리지 정류회로에 전압이 인가되어 전원회로의 출력전압을 얻게 된다.

상기 전압조절부(2)에 인가된 교류 전류는 콘덴서(C1)에서 저장되어 충전되고, 콘덴서(C1)에서 충전되고 남는 여분의 전류는 콘덴서(C2)에 저장되어 충전되며 콘덴서(C1, C2)에 충전된 상태의 교류 전류는 흐를 수 있는 길이 없으므로 교류 전류는 흐르지 않는 상태로 된다.

즉, 상기 전압조절부(2)의 콘덴서가 Cn개 인 경우에는 전압조절부(2)에 인가된 교류 전류는 콘덴서(C1)→콘덴서(C2)...콘덴서(Cn-1)→콘덴서(Cn)의 순으로 순차적으로 충전되며 콘덴서(C1, C2...Cn-1, Cn)에 충전된 상태의 교류 전류는 흐를 수 있는 길이 없으므로 교류 전류는 흐르지 않는 상태로 된다.

이때, 상기 콘덴서(C1, C2...Cn-1, Cn)에 충전된 교류 전류가 일정 값 이상이 되면 콘덴서(C1, C2...Cn-1, Cn)에 충전된 전류는 전압이 강하되고 미세 조절되어 방전하게 되어 전압조절부(2)의 후방에 연결된 AC/DC변환부(3)로 전류가 흐르게 된다.

상기 AC/DC변환부(3)는 전압조절부(2)에서 인가된 교류 전류를 입력하여 직류 전류로 변환하며, 정류용 다이오드로 구성된 브리지 정류회로(Bridge Rectifier)로 구성된다.

상기 AC/DC변환부(3)는 정류용 다이오드를 사용한 브리지 정류회로로서 전압조절부(2)에서 강하된 교류 전류를 직류 전류로 변환하며, 브리지 정류회로는 2개의 다이오드의 음극(Cathode)부가 직류 전류의 +부로 구성되어 엘이디 조명등의 +부(LP)에 연결되고, 나머지 2개 다이오드의 양극(Anode)부가 직류 전류의 -부로 구성되어 엘이디 조명등의 -부(LM)에 연결된다.

상기 AC/DC변환부(3)는 브리지 다이오드를 사용함으로써 전압조절부(2)에서 공급되는 교류(AC) 전압을 직류(DC) 전압으로 변환시켜 출력한다.

즉, 상기 AC/DC변환부(3)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(4)는 AC/DC변환부(3)에 구성되어 AC/DC변환부(3)에서 인가된 직류 전류를 엘이디 원에 적합한 전류로 변환시키며 브리지 정류회로의 다이오드의 캐소드(Cathode: 음극)부에 연결된 전원선의 양극에 직렬 연결되는 저항(R1)으로 구성되어, 저항(R1)이 필요한 전압은 통전하고 불필요한 전압 즉 과전류는 억제하여 출력전압의 전류를 조정한다.

상기 저항(R1)은 AC/DC변환부(3)에서 인가되는 직류 전류를 인가되는 직류 전류가 일정 값 이상의 과전압일 경우에는 억제하고, AC/DC변환부(3)에서 인가되는 직류 전류가 설정값 이하의 전압일 경우에는 도통되게 하여 플리커감쇄부(5)로 인가되게 한다.

상기 전류조절부(4)는 저항(R1)을 병열로 다수개 즉 저항(R1-₁, R1-₂...R1-n)으로 구성하여 엘이디 조명등에 인가되는 전류를 더 미세하게 조절할 수 있으며 이 경우에는 저항(R1-₁)을 주축으로 저항(R1-₂)...저항(R1-n)의 순으로 전류 값을 미세 조정한다.

상기 전류조절부(4)에서 저항(R1)을 병열의 다수개로 구성할 경우에는 AC/DC변환부(3)에서 인가된 직류는 저항(R1-₁)에서 전류를 제한하여 조절하며, 저항-(R1-₁))에서 제한되고 남는 여분의 전류는 저항(R1-₂)에서 미세하게 조절되고, 저항(R1-₂)에서 미세하게 조절되고 남는 여분의 전류는 저항저항(R1-₃)에서 더 미세하게 순차 조절되게 된다.

즉, 상기 전류조절부(4)에 인가된 직류 전류는 저항(R1-₁)에서 제한되어 저항(R1-₂)→저항(R1-₃)...저항(R1-n)의 순으로 순차적으로 제한되어 미세 조절을 하게 된다.

상기 전류조절부(4)의 전류 제한용 저항은 직류의 +부에 연결되어 있지만 경우에 따라서는 -부에 연결하여 효과의 구현이 가능하며, 필요에 따라서는 +부와 -부에 이중으로 구성할 수도 있다.

상기 직류레벨안정부(5)는 전류조절부(4)의 후방에 구성되고 전류조절부(4)에서 출력되는 직류 +부와 엘이디 -부 즉 AC/DC변환부(3)의 -부에 콘덴서(C3)와 저항(R2)이 연결되되 콘덴서(C3)와 저항(R2)가 상호 병렬로 연결 구성되어 콘덴서(C3)와 저항(R2)가 전원 출력의 직류레벨을 안정화한다.

상기 직류레벨안정부(5)의 콘덴서(C3)는 AC/DC변환부(3)에서 출력되어 전류조절부(4)에서 인가되는 직류의 과전압 또는 과전류를 방지하면서 리플성분을 제거한다.

상기 콘덴서(C3)는 전류조절부(4)의 후방에 구성되고 전류조절부(4)에서 출력되는 직류 +부와 엘이디 -부 즉 AC/DC변환부(3)의 -부에 병렬로 연결된다.

상기 콘덴서(C3)가 전류조절부(4)를 통하여 입력되는 전원의 전압을 평활화하여 의사부하부(6)에 입력되게 한다.

상기 콘덴서(C3)는 다음에 설명하는 의사부하부(6)의 저항(3)의 전원임피던스를 저하시키면서 전류조절부(4)에서 출력되는 직류 전류가 무부하 상태에서는 직류의 +부에서 계속 쌓이게 되어 정지전류가 상승하게 되므로 전류조절부(4)를 통하여 입력되는 전류를 미리 설정된 안정한 전류를 의사부하부(6)에 공급하기 위하여 과도 전압을 흡수하여 평활화한다.

상기 콘덴서(C3)는 AC/DC변환부(3)에 공급되는 교류를 브리지 정류회로를 통해 정류하여 직류로 만들때 완벽하게 직류가 되지 않고 직류 전압에 교류신호가 일부 남아 있는 리플(맥류: 脈流)을 제거한다.

상기 저항(R2)는 콘덴서(C3)와 병렬로 연결 구성되어 전류조절부(4)의 저항(R1)에서 인가된 직류 전류에서 불필요한 전류 즉 의사부하부(6)에 인가할 미리 설정된 전압의 이상 전압인 과전압의 전류 통전시켜 바이패스하여 과전압를 억제한다.

상기 저항(R2)은 전류조절부(4)의 저항(R1)에서 인가되는 직류 전류가 일정 값 이상의 과전압일 경우에는 바이패스하여 콘덴서(C3)에 충전되지 아니하게 하고, 저항(R1)에서 인가되는 직류 전압이 설정값 이하일 경우에는 도통되지 아니 하여 콘덴서(C3)에 충전되게 한다.

상기 의사부하부(6)는 저항(R3)과 저항(R4)가 직류 전원의 +부에 순차적으로 직렬 연결되고, 저항(R3)과 저항(R4) 사이에서 저항(R5)가 연결되어 저항(R4)와 병렬로 연결되어 저항(R3)과 저항(R4) 및 저항(R5)의 합성저항으로 구성되며 저항(R3) 또는 저항(R4) 및 저항(R5)의 후방에 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 직병렬 혼합으로 연결되어 있다.

상기 의사 부하(擬似負荷)란 원래 부하와 동일한 임피던스 특성을 가진 것으로, 전력을 소비하지만 본질적으로는 전파를 발사하지 않는 대체 장치 즉, 전기적인 출력 회로에 실제의 부하와 동일한 전력을 소비하는 저항 부하로서 저항은 유도성 또는 용량성이 없는 무유도 저항을 사용하므로 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)은 유도성 또는 용량성이 없는 무유도 저항이다.

따라서, 상기 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)은 의사부하 저항으로서 원래 부하와 동일한 임피던스 특성을 가진 것으로서 전력을 소비하지만 전원회로에 실제의 부하와 동일한 전력을 소비하게 된다.

상기 의사부하저항 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)의 출력전압은 저항(R5)의 부하저항 값에 따라 감소하고, 직렬로 연결된 저항(R3)과 저항(R4)의 전류는 동일하고 전압은 분압되어 상이하고, 병렬의 연결된 저항(R4) 및 저항(R5)의 전압은 동일하고 전류는 상이하다.

상기 의사부하부(6)는 저항값이 상이한 저항(R3)과 저항(R4) 및 저항(R5)을 전원회로 상에 종단저항으로 연결되어 최소의 전압값이 산출되는 저항을 최적의 종단저항으로 산출하여 엘이디 어레이(LED1~LED9) 즉 조명등에 전송되는 전압값이 기준치 이상으로 왜곡되는 것을 방지하게 되어 조명등으로 유입되는 써지 전압이나 돌입전류를 억제하게 되고 상용전원의 일부 전압이 공급되어도 엘이디 조명등이 미세점등이나 반불현상이 발생하지 아니한다.

상기 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)의 전체 저항값인 합성저항은 직렬의 저항(R3), 저항(R4)의 경우는 각각의 저항값을 더한 값이 전체 저항이 되고, 병렬의 저항(R4) 및 저항(R5)의 경우는 각 저항의 역수를 합한 것이 전체 저항값의 역수가 된다.

상기 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)은 의사부하로서 전원회로의 끝에서 사용되는 소산성의 디바이스로서 전송되어 오는 에너지를 열로 변환하고 전원회로에서 실제의 부하와 동일한 전력을 소비하게 된다.

본원 발명은 엘이디 어레이(LED1~LED9) 전에 의사부하저항 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)을 추가하므로 엘이디 어레이(LED1~LED9)의 고유 저항값에 의사부하저항값이 더해져 엘이디 조명등에 인가되는 전압을 분압시켜 엘이디의 내전압이 향상된다.

상기 의사부하부(6)는 엘이디 어레이(LED1~LED9)의 전방에 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)의 의사부하 저항이 구성되어 의사부하부(6) 전방 즉 직류레벨안정부(5)의 전압이 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)의 저항값과 엘이디 어레이(LED1~LED9)의 저항값을 합한 저항보다 높은 저항값이 걸리게 되므로 저항값이 높아 작동이 용이하게 되며 전방의 서지흡수기(SA1)와 바리스터(VR1) 등이 불필요하게 되어 회로가 단순하게 될 수 있게 되고, 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)의 사부하 저항 이후의 저항값인 낮아 엘이디 어레이(LED1~LED9)를 보호하게 된다.

본원 발명은 의사부하저항 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)이 추가되므로 엘이디 어레이(LED1~LED9)에 전압이 분압되고, 의사부하저항값을 잘 조절하면 분압된 전압을 이용하여 엘이디 어레이(LED1~LED9)의 초기점등전압을 상승시키는 특징을 활용하여 기존의 복잡한 저전압 방지회로를 간단하게 대체할 수 있게 된다.

상기 의사부하부(6)의 저항(R3)는 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)에 흐르는 전류의 최대값을 제한하며 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 의사부하부(6)의 의사부하저항 저항(R3), 저항(R4) 및 저항(R5)은 엘이디 의 용량 및 수량에 따라 단독 또는 다수로 구성이 가능하며 세부적으로 정확한 용량조절이나 점등개시 전압을 설계하기 위하여 의사부하저항을 직렬 또는 병렬 및 직병렬로 구성이 가능하며, 엘이디 모듈의 스트링별로 구성할 수도 있다.

따라서, 도 4는 본원 발명의 의사부하부의 의사부하저항의 다른실시예의 전원회로를 도시한 것이며 이외의 결선방법도 상기의 결선 예의 범주에 모두 속한다고 볼 수 있다.

본원 발명은 기존 RC전원회로의 구성에 있어서 전원품질향상과 내구성 및 신뢰성 향상에 목적을 두고 발명되었으나, 실제 사용상에서 나올 수 있는 부수적인 이상 작용을 완벽히 해결할 수 있고 엘이디 조명의 내구성 향상, 품질 향상, 전원회로의 경박단소화, 제조원가절감에 기여할 수 있다.

이와 같이, 본원 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본원 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다.

그러므로, 본원 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: AC필터부 2: 전압조절부
3: AC/DC변환부 4: 전류조절부
5: 직류레벨안정부 6, 6-1, 6-2, 6-3, 6-4: 의사부하부

Claims

서지흡수기(SA1: Surge Absorber)와 바리스터(VR1: Varistor)로 구성된 AC필터부, 콘덴서(Condenser)로 구성된 전압조절부, 브리지 정류회로(Bridge Rectifier)로 구성된 AC/DC변환부 및 저항으로 구성된 전류조절부로 구성되어 엘이디(LED: Light emitting diode) 조명등을 점등시키는 엘이디 조명등용 전원회로에 있어서,
상기 전류조절부에서 출력되는 직류 +부와 엘이디 -부에 콘덴서(C3)와 저항(R2)이 연결되되 콘덴서(C3)와 저항(R2)가 상호 병렬로 연결되는 직류레벨안정부가 구성되고;
상기 직류레벨안정부의 직류 +부에 입력단자가 연결되고 엘이디 조명등의 어레이의 +부에 출력단가 연결되고 엘이디 조명등의 -부(LM)에 접지단자가 연결되는 의사부하저항으로 구성된 의사부하부가 구성되어;
상기 전류조절부의 콘덴서(C3)는 전류조절부에서 인가되는 직류에서 발생된 과전압 또는 과전류를 방지하면서 리플성분을 제거하고, 전류조절부의 저항(R2)은 전류조절부에서 인가되는 직류가 과전류일 경우에는 바이패스하여 콘덴서(C3)와 저항(R2)이 전원 출력의 직류레벨을 안정화하고, 의사부하부가 써지전압이나 돌입전류의 엘이디 조명등으로 유입되는 것을 억제하고 상용전원의 일부 전압이 공급되어도 엘이디 조명등이 미세점등이나 반불현상이 발생하지 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로.
제1항에 있어서,
상기 의사부하부는 저항(R3)과 저항(R4)이 직류 전원의 +부에 순차적으로 직렬 연결되고, 저항(R4)에 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 연결되어;
상기 저항(R3)가 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)에 흐르는 전류의 최대값을 제한하여 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 파손되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로.
제2항에 있어서,
상기 의사부하부는 저항(R3)과 저항(R4) 사이에서 저항(R5)가 더 연결되고, 저항(R5)은 저항(R4)와 병렬로 연결되고, 저항(R4) 및 저항(R5) 동시에 다수의 엘이디 어레이(LED1~LED9)가 연결되어;
상기 의사부하부의 출력전압은 저항(R5)의 부하저항 값에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 의사부하 전원회로.
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