KR101380851B1 - Surge discharge apparatus for led illumination system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디 조명 시스템에서, 구동전원에 혼입되는 서지(surge)를 보다 신속하고 안정되게 방전시키는 기술에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 상기 브릿지다이오드 정류부의 출력전압에 의해 구동되는 엘이디 조명장치 및, 엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 방전소자를 통해 방전시키는 서지 방전장치;를 포함한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for more quickly and stably discharging a surge incorporated in a driving power source in an LED lighting system.
To this end, the present invention includes an LED lighting device driven by the output voltage of the bridge diode rectifying unit, and a surge discharge device for detecting a surge voltage mixed in the driving power of the LED lighting system to discharge through the discharge element.

Description

엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치{SURGE DISCHARGE APPARATUS FOR LED ILLUMINATION SYSTEM}Surge Discharge Device of LED Lighting System {SURGE DISCHARGE APPARATUS FOR LED ILLUMINATION SYSTEM}

본 발명은 엘이디 조명 시스템에서 외란에 대응하는 기술에 관한 것으로, 특히 서지(surge)가 입력되는 경우 안정된 동작을 유지하고 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for countering disturbance in an LED lighting system, and more particularly, to a surge discharge device of an LED lighting system that can maintain stable operation and prevent damage to components when a surge is input. .

근래 들어, 반도체 기술의 발전에 힘입어 엘이디(LED: Light Emitting Diode)의 효율성이 많이 향상되었다. 또한, 엘이디는 백열 전구나 형광등과 같은 기존의 조명 장치에 비하여 수명이 월등히 길고 에너지 소모가 적어 경제적일 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점을 갖게 되었다. 이와 같은 장점들로 인하여 엘이디는 현재 신호등이나 평판표시장치(예: LCD)의 백라이트 등으로 널리 사용되고 있다. Recently, thanks to the development of semiconductor technology, the efficiency of light emitting diodes (LEDs) has been greatly improved. In addition, the LED has an advantage of being economical as well as being environmentally friendly because it has a much longer life and less energy consumption than conventional lighting devices such as incandescent lamps and fluorescent lamps. Due to these advantages, LED is widely used as a backlight of a traffic light or a flat panel display (eg LCD).

서지(surge)란 라인 또는 회로를 따라 전달되며, 급속히 증가하고 서서히 감소하는 특성을 지닌 전기적 전류, 전압 또는 전력의 과도파형을 일컫는다. 서지를 유발시키는 원인에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 예를 들어 정전기, 전원 노이즈 및 낙뢰 등이 있다.Surge refers to a transient waveform of electrical current, voltage, or power that is transmitted along a line or circuit and has a rapidly increasing and slowly decreasing characteristic. There are many possible causes for surges, such as static electricity, power supply noise, and lightning strikes.

종래의 엘이디 조명 시스템에서는 서지를 차단하기 위해 주로 바리스터를 사용하였다. 그러나, 바리스터는 특성상 반응속도가 느려 서지가 순간적으로 유입될 우려가 있고, 이로 인하여 조명시스템이 순간적으로 불안정한 상태에 놓이거나, 부품(반도체 집적소자)이 손상되는 문제점이 발생되었다. In conventional LED lighting systems, varistors are mainly used to block surges. However, the varistor has a slow reaction rate due to its characteristics, which may cause a surge to be instantaneously introduced. As a result, the lighting system may be momentarily in an unstable state or a component (semiconductor integrated device) may be damaged.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 레벨의 서지를 신속하게 방전처리하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to quickly discharge the surges of various levels.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects. Other objects and advantages of the invention will be more clearly understood by the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교류전원을 전파정류하는 브릿지다이오드 정류부; 상기 브릿지다이오드 정류부의 출력전압에 의해 구동되는 엘이디 조명장치 및, 엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 방전소자를 통해 방전시키는 서지 방전장치;를 포함한다.
The present invention for achieving the above object, the bridge diode rectifier for full-wave rectifying AC power; And an LED lighting device driven by an output voltage of the bridge diode rectifying unit, and a surge discharge device detecting a surge voltage mixed in a driving power source of the LED lighting system and discharging the discharge voltage through a discharge device.

본 발명은 엘이디 조명시스템에 서지가 입력되는 것을 검출하여 방전소자를 통해 방전시킴으로써, 엘이디 조명시스템을 서지로부터 보다 확실하고 안정되게 보호할 수 있는 효과가 있다.
The present invention detects the input of a surge into the LED lighting system and discharges it through the discharge device, thereby making it possible to more reliably and stably protect the LED lighting system from the surge.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 조명 시스템의 서지 방전 장치의 블록도이다.
도 2는 구동전원에 서지가 혼입된 예를 나타낸 파형도이다.
도 3은 서지 방전부의 상세 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram of a surge discharge device of a lighting system according to an embodiment of the present invention.
2 is a waveform diagram illustrating an example in which a surge is mixed in a driving power source.
3 is a detailed circuit diagram of the surge discharge unit.
4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 조명 시스템의 서지 방전 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 브릿지다이오드 정류부(110), 엘이디 조명장치(120) 및 서지 방전장치(130)를 포함한다.1 is a block diagram of a surge discharge device of a lighting system according to an embodiment of the present invention, and as shown therein, includes a bridge diode rectifying unit 110, an LED lighting device 120, and a surge discharge device 130. .

브릿지다이오드 정류부(110)는 외부로부터 공급되는 교류전원(AC)을 전파정류하여 엘이디 조명장치(120)의 구동전원으로 공급한다.The bridge diode rectifying unit 110 full-wave rectifies AC power supplied from the outside to supply the driving power of the LED lighting device 120.

상기 엘이디 조명장치(120)는 전원공급부(121), 엘이디 배열부(122), 엘이디 구동제어부(123) 및 엘이디용 정전류장치(124)를 포함한다. The LED lighting device 120 includes a power supply 121, LED array 122, the LED drive control unit 123 and the LED constant current device 124.

전원공급부(121)는 상기 브릿지다이오드 정류부(110)에서 출력되는 전파정류된 맥류 형태의 전압을 평활하고, 엘이디 조명장치(120) 내의 각부에서 필요로 하는 레벨의 전압으로 변환하여 출력한다. The power supply unit 121 smoothes the voltage in the form of full-wave rectified pulse current output from the bridge diode rectifying unit 110, and converts the voltage into a voltage of a level required by each unit in the LED lighting device 120.

엘이디 배열부(122)는 채널별로 엘이디(LED) 스트링을 구비하는데, 상기 각 엘이디 스트링의 일측 종단은 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 출력단에 접속되고, 타측 종단은 엘이디용 정전류장치(124)의 해당 채널에 접속된다. The LED array 122 has an LED string for each channel, one end of each LED string is connected to the output terminal of the bridge diode rectifier 110, the other end of the LED constant current device 124 The channel is connected.

엘이디 구동제어부(123)는 상기 엘이디용 정전류장치(124)의 구동을 제어하고, 이에 의해 상기 엘이디 배열부(122)에 상기와 같이 배열된 엘이디 스트링들이 해당 패턴으로 점등된다.The LED driving controller 123 controls the driving of the LED constant current device 124, whereby the LED strings arranged as described above in the LED array 122 are turned on in a corresponding pattern.

한편, 임의의 시점에서 정전기나 전원 노이즈 또는 낙뢰 등에 의해 상기 엘이디 조명장치(120)에 서지가 인가되는 경우, 서지 방전장치(130)에서 그 인가되는 서지를 검출하여 방전처리한다. 상기 서지 방전장치(130)는 서지 검출부(131) 및 서지 방전부(132)를 포함한다.On the other hand, when a surge is applied to the LED lighting device 120 due to static electricity, power supply noise or lightning at any point in time, the surge discharge device 130 detects the applied surge and discharges it. The surge discharge device 130 includes a surge detector 131 and a surge discharge unit 132.

도 2는 상기 교류전원(AC)에 서지가 유입된 후 상기 브릿지다이오드 정류부(110)에 의해 전파정류된 파형을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 정격 출력전압은 310V이나 500V, 810V의 서지전압이 유입된 것을 알 수 있다.FIG. 2 illustrates a waveform wave rectified by the bridge diode rectifier 110 after a surge flows into the AC power source AC. Referring to FIG. 2, it can be seen that the rated output voltage of the bridge diode rectifier 110 is a surge voltage of 310V, 500V, or 810V.

이때, 상기 서지 검출부(131)는 상기 500V 및 810V의 서지전압을 검출하여 그 때마다 상기 서지 방전부(132)에 서지방전제어신호(CTL)를 출력한다. 이에 따라, 상기 서지 방전부(132) 내부의 방전소자는 상기 브릿지다이오드 정류부(110)에서 상기 500V 및 810V의 서지전압이 출력되는 시점에서 턴온되어 그 서지전압을 접지단자 측으로 방전시킨다. 따라서, 상기 엘이디 조명장치(120)는 상기와 같은 서지전압에 아무런 영향을 받지 않게 된다. At this time, the surge detection unit 131 detects the surge voltages of the 500V and 810V, and outputs the ground discharge control signal CTL to the surge discharge unit 132 each time. Accordingly, the discharge element inside the surge discharge unit 132 is turned on at the time when the 500 V and 810 V surge voltages are output from the bridge diode rectifier 110 to discharge the surge voltage to the ground terminal. Therefore, the LED lighting device 120 is not affected by the surge voltage as described above.

상기에서는 상기 서지 방전장치(130)가 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 출력단과 상기 엘이디 조명장치(120)의 입력단 사이에 연결된 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 입력단이나 그 밖의 임의의 지점에 연결될 수 있다. In the above description, the surge discharge device 130 is connected between the output terminal of the bridge diode rectifying unit 110 and the input terminal of the LED lighting device 120. However, the present invention is not limited thereto, and the bridge diode rectifying unit is not limited thereto. It may be connected to the input terminal of 110 or any other point.

도 3은 상기 서지 방전부(132)의 구현예를 나타낸 것으로, 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 출력노드(N1)와 접지단자의 사이에 저항(R1), 모스트랜지스터(M1) 및 저항(R2)이 직렬연결되고, 상기 모스트랜지스터(M1)의 게이트에 상기 서지방전제어신호(CTL)가 공급된다. 이와 같은 경우, 상기 저항(R1),(R2) 값을 적절하게 설정함으로써, 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 정격 출력전압(310V) 이상의 서지전압을 접지단자측으로 방전시킬 수 있게 된다.3 illustrates an embodiment of the surge discharge unit 132, and includes a resistor R1, a MOS transistor M1, and a resistor R2 between an output node N1 of the bridge diode rectifier 110 and a ground terminal. ) Is connected in series, and the sustained field control signal CTL is supplied to the gate of the MOS transistor M1. In such a case, by appropriately setting the values of the resistors R1 and R2, it is possible to discharge the surge voltage of the rated output voltage 310V or more of the bridge diode rectifier 110 to the ground terminal side.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 교류전원(AC)의 양단에 병렬연결된 서지 방전장치(130A) 및 바리스터(140)를 포함한다. 상기 서지 방전장치(130A)는 상기 도 1의 서지 방전장치(130)와 같이 서지 검출부 및 서지 방전부를 구비하고 이들의 동작원리가 상기 도 1에서의 서지 검출부(131) 및 서지 방전부(132)와 동일하지만, 브릿지다이오드 정류부(110)의 입력단에 연결된 것이 다른 점이다. 따라서, 상기 서지 방전장치(130A)는 정류되지 않은 교류전원(AC)에 혼입된 서지를 검출하여 방전시킨다.
On the other hand, Figure 4 shows another embodiment of the present invention, and includes a surge discharge device (130A) and varistor 140 connected in parallel to both ends of the AC power source (AC). The surge discharge device 130A has a surge detection unit and a surge discharge unit like the surge discharge device 130 of FIG. Although the same as, but connected to the input terminal of the bridge diode rectifier 110 is different. Accordingly, the surge discharge device 130A detects and discharges a surge mixed in the unregulated AC power source AC.

이와 같이 서지 방전장치(130A)와 바리스터(140)를 복합 운용함으로써, 서지에 대해 보다 안정적으로 대응할 수 있고, 보다 작은 용량의 바리스터를 사용하는 경우에도 서지로부터 엘이디 조명 시스템(집적소자)을 확실하게 보호할 수 있게 된다.By operating the surge discharge device 130A and the varistor 140 in this manner, it is possible to cope with the surge more stably, and even when the varistor of smaller capacity is used, the LED lighting system (integrated element) is surely prevented from the surge. You can protect it.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various embodiments based on the basic concept of the present invention defined in the following claims. Such embodiments are also within the scope of the present invention.

110 : 브릿지다이오드 정류부 120 : 엘이디 조명장치
121 : 전원공급부 122 : 엘이디 배열부
123 : 엘이디 구동제어부 124 : 엘이디용 정전류장치
130 : 서지 방전장치 131 : 서지 검출부
132 : 서지 방전부110: bridge diode rectifier 120: LED lighting device
121: power supply unit 122: LED array
123: LED drive control unit 124: LED constant current device
130: surge discharge device 131: surge detection unit
132: surge discharge unit

Claims (4)

교류전원을 전파정류하는 브릿지다이오드 정류부 및 상기 브릿지다이오드 정류부의 출력전압에 의해 구동되는 엘이디 조명장치를 포함하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치에 있어서,
엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 서지방전제어신호를 출력하는 서지 검출부; 및
상기 서지방전제어신호에 의해 구동되어 상기 서지전압을 방전시키는 서지 방전부;를 포함하되,
상기 서지 방전부는
상기 브릿지 다이오드 정류부의 출력단과 접지단자의 사이에 직렬접속된 제1저항, 게이트에 상기 서지방전제어신호가 공급될 때 턴온되는 제1모트랜지스터 및 제2저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치.
A surge discharge device of an LED lighting system comprising a bridge diode rectifying unit for full-wave rectifying an AC power source and an LED lighting device driven by an output voltage of the bridge diode rectifying unit,
A surge detection unit which detects a surge voltage mixed in a driving power source of the LED lighting system and outputs a western fat field control signal; And
It includes; a surge discharge unit for driving by the western electric field control signal to discharge the surge voltage;
The surge discharge unit
And a first resistor connected in series between an output terminal of the bridge diode rectifying unit and a ground terminal, and a first morph transistor and a second resistor turned on when the sustained-dielectric control signal is supplied to a gate. Surge discharge device.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 서지 검출부 및 서지 방전부를 포함하는 서지 방전장치에 병렬접속된 바리스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치.The surge discharge device of claim 1, further comprising a varistor connected in parallel to the surge discharge device including the surge detection unit and the surge discharge unit.
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