KR101459765B1 - Light Emitting Element Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발광 장치는 빛을 방출하는 발광소자부, 외부로부터 공급받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류 회로부 및 정류 회로부로부터 공급된 직류 전원의 리플을 제거하여 발광 소자부가 빛을 방출할 수 있는 전압을 공급하며, 전압의 크기를 조절하는 전압 조절부를 포함하는 평활회로부를 포함한다.The light emitting device of the present invention includes a light emitting element portion for emitting light, a rectifying circuit portion for converting an AC power supplied from the outside into a DC power supply, and a rectifier circuit portion for removing ripples of the DC power supplied from the rectifying circuit portion, And a smoothing circuit portion including a voltage adjusting portion for adjusting the magnitude of the voltage.
LED, 정류, 평활 LED, rectification, smooth
Description
본 발명은 교류 전원용 발광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device for an AC power source.
최근 환경 및 에너지 문제가 이슈화되면서 종래의 조명이나 다른 응용분야에 대한 발광 장치의 적용가능성과 개발이 활발히 진행되고 있다. 발광 장치는 고효율, 저공해성, 긴 수명 등의 장점으로 인해 기존의 단순한 인디케이터 기능에서 벗어나 직/간접 조명이나 LCD의 백 라이트 유닛 등의 적용에 대한 연구가 진행 중이다. 특히 일반 조명 용도에 대한 응용에 있어 발광 장치를 이용한 조명이 기존 전구 또는 형광등에 비해 소모전력이 작고 수명이 긴 장점이 있다. Recently, as the environmental and energy problems have been raised, the possibility and development of the light emitting device for the conventional lighting and other application fields are actively progressed. Due to its advantages such as high efficiency, low pollution and long lifetime, the light emitting device is being studied on the application of direct / indirect lighting or LCD backlight unit beyond the conventional simple indicator function. Especially, in general lighting applications, lighting using a light emitting device has advantages in that the consumed electric power is smaller and the lifetime is longer than that of conventional light bulbs or fluorescent lamps.
그러나, 기본적으로 LED는 반도체의 p-n 접합으로 인하여 소수 캐리어의 재결합에 의해 빛을 발생시키므로 DC 전원에서만 구동이 가능하다. 따라서 사용이 제한적일 뿐 아니라 가정의 교류 전원에서 직접적으로 사용하기에 어려움이 따른다. 이에 따라 교류 전원으로 사용되기 위해서는 정류 회로가 필요하다.However, LEDs basically generate light by recombination of minority carriers due to p-n junction of semiconductors, so they can be driven only by DC power source. Therefore, it is not only limited in use but also difficult to use directly from the household AC power source. Accordingly, a rectifier circuit is required to be used as an AC power source.
본 발명은 안정적인 빛을 방출하는 교류 전원용 발광 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a light emitting device for an AC power source that emits stable light.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.
본 발명의 발광 장치는 빛을 방출하는 발광소자부, 외부로부터 공급받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류 회로부 및 정류 회로부로부터 공급된 직류 전원의 리플을 제거하여 발광 소자부가 빛을 방출할 수 있는 전압을 공급하며, 전압의 크기를 조절하는 전압 조절부를 포함하는 평활회로부를 포함한다.The light emitting device of the present invention includes a light emitting element portion for emitting light, a rectifying circuit portion for converting an AC power supplied from the outside into a DC power supply, and a rectifier circuit portion for removing ripples of the DC power supplied from the rectifying circuit portion, And a smoothing circuit portion including a voltage adjusting portion for adjusting the magnitude of the voltage.
본 발명의 발광 장치는 레귤레이터를 이용하여 교류 전원으로 안정적인 빛을 방출하며, 특히 깜박임을 줄일 수 있다. The light emitting device of the present invention emits stable light by an AC power source using a regulator, and can reduce flicker in particular.
본 발명의 발광 장치는 다양한 발광 소자에 따라 용이하게 전원을 공급할 수 있다. The light emitting device of the present invention can easily supply power according to various light emitting devices.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치는 정류 회로부(110), 평활회로부(120), 및 발광 소자부(130)를 포함한다. 1 shows a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 1, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a rectifying
정류 회로부(110)는 외부로부터 공급받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 정류 회로부(110)는 휘스톤 브리지(wheatstone bridge)와 같은 전파 정류 회로를 포함한다. The
평활회로부(120)는 정류 회로부(110)로부터 공급된 직류 전원의 리플(ripple)을 제거하여 발광 소자가 빛을 방출할 수 있는 전압을 공급한다. 평활회로부(120)가 발광소자가 빛을 방출하는 전압을 공급함으로써 발광 소자의 깜박임이 줄어들거나 사라진다. The
발광 소자부(130)는 발광 소자가 턴온되는 전압을 공급받아 빛을 방출한다. 발광 소자부 (130)는 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 이 때, LED의 캐소드단은 인접 LED의 애노드단에 연결된다. The light
평활회로부(120)는 충전부(121), 레귤레이터(123), 필터부(125) 및 전압 조절부(127)를 포함한다. The
충전부(121)는 정류 회로부(110)의 출력단(n1, n2)에 연결되어 제1 기간 동안 정류 회로부(110)로부터 공급된 직류 전원을 충전하고 제1 기간 후 제2 기간 동안 충전된 전원을 방전한다. 충전부(121)는 전원의 충방전을 위한 캐패시터(C1)를 포함한다. The
레귤레이터(123)는 제1 기간 동안 정류 회로부(110)로부터 공급된 직류 전원을 발광소자부(130)에 공급하고, 제1 기간 후 제2 기간 동안 충전부(121)로부터 공급되는 전원을 발광소자부(130)에 공급한다. The
필터부(125)는 발광 소자부(130) 양단에 연결되어 레귤레이터(123)로부터 공급된 전압의 노이즈를 제거한다. The
전압 조절부(127)는 레귤레이터(123)와 연결되어 레귤레이터(123)의 출력 전압(Vo)을 조절한다. 예를 들어, 전압 조절부(127)는 레귤레이터(123)의 출력 전압(Vo)을 조절하기 위한 저항(R2)를 포함하며, 출력 전압(Vo)은 저항(R2)의 크기에 따라 달라진다. 즉, 발광소자의 종류에 따라 발광소자가 빛을 방출할 수 있는 전압이 달라지므로 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치는 전압 조절부(127)의 저항(R2) 교체에 의하여 다양한 발광 소자에 전원을 공급할 수 있다. The
즉, 출력 전압(Vo)은 다음의 수학식 1을 만족한다.That is, the output voltage Vo satisfies the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
Vo=1.25(1+R2/R3)+I*R2Vo = 1.25 (1 + R2 / R3) + I * R2
상기 수학식 1에서 전류 I는 레귤레이터(123)에서 저항 R2 및 저항 R3의 공통 노드로 흐르는 전류이다. 이 때 전류 I는 무시할 수 있을 정도로 작다. 따라서 출력 전압(Vo)은 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In the above equation (1), the current I is the current flowing from the
[수학식 2]&Quot; (2) "
Vo=1.25(1+R2/R3)Vo = 1.25 (1 + R2 / R3)
수학식 2에 나타난 바와 같이 출력 전압(Vo)는 저항 R2의 크기에 따라 결정됨을 알 수 있다. As shown in Equation (2), it can be seen that the output voltage Vo is determined according to the magnitude of the resistor R2.
평활회로부(120)는 충전부(121)와 레귤레이터(123)에 연결되는 저항(R1)을 포함한다. 저항(R1)은 충전부(121)의 방전 시상수를 결정하기 위한 것이다. The
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 것이다. 도 2의 발광 장치는 도 1의 저항(R2)가 가변 저항이다. 제1 실시예에서는 발광 소자의 종류가 변할 경우 저항(R2)의 교체에 의하여 전원이 공급되나 본 발명의 제2 실시예에서는 가변 저항의 저항 크기가 조절됨으로써 손쉽게 다양한 발광 소자에 전원을 공급할 수 있다. 2 shows a light emitting device according to a second embodiment of the present invention. In the light emitting device of Fig. 2, the resistor R2 in Fig. 1 is a variable resistor. In the first embodiment, when the type of the light emitting device is changed, the power is supplied by replacing the resistor R2. However, in the second embodiment of the present invention, the resistance of the variable resistor is adjusted to easily supply power to various light emitting devices .
도 2에 도시된 저항(R3)은 저항(R1)과 함께 충전부(121)의 방전 시상수를 결정하기 위한 것이다. 가변 저항인 저항(R2)과 방전 시상부를 결정하기 위한 저항(R3) 이외의 다른 구성요소는 도 1의 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략된다. The resistor R3 shown in Fig. 2 is for determining the discharge time constant of the
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 발광 장치에 공급되는 전원의 파형과 실제 파형을 나타낸 것이다.FIG. 3 and FIG. 4 show waveforms and actual waveforms of power supplied to the light emitting device according to the first and second embodiments of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 정류 회로부(110)는 P1 기간 동안 외부 교류 전압원(AC)에서 공급된 포지티브 전원을 다이오드 D1 및 다이오드 D2를 통하여 평활회로부(120)에 공급한다. 또한 정류 회로부(110)는 P2 기간 동안 외부 교류 전압원(AC)에서 공급된 네거티브 전원을 다이오드 D3 및 다이오드 D4를 통하여 포지티브 전원으로 변환하여 평활회로부(120)에 공급한다.As shown in FIG. 3, the rectifying
이와 같이 정류 회로부(110)가 전파 정류를 하는 동안 충전부(121)에 제1 기간(T1) 동안 전압이 충전된다. 레귤레이터(123)는 제1 기간(T1) 직후부터 제2 기간(T2) 동안 충전부(121)의 전압이 방전되도록 하며 방전된 전원을 발광소자부(130)에 공급한다. 이 때, 충전부(121)의 방전에 의하여 공급되는 전압은 발광 소자가 빛을 방출할 수 있는 전압이다. 예를 들어, 발광소자가 LED일 경우, 충전부(121)의 방전에 의하여 공급되는 전압은 LED가 빛을 방출할 수 있는 전압(LED-on 전압) 이상이다. 따라서 전압 조절부(127)의 저항(R2)의 크기는 발광소자가 빛을 방출할 수 있는 전압(LED-on 전압) 이상이 되도록 설정되어야 한다. During the full-wave rectification of the rectifying
이와 같은 동작을 통하여 발광소자부(130)이 깜박임이 줄어들거나 사라진다. 즉, 발광소자가 빛을 방출하기 위해서는 발광소자부(130)에 공급되는 전압이 발광 소자가 빛을 방출할 수 있는 전압 이상이어야 한다. 따라서 평활회로부(120)가 없는 경우, 정류회로부(110)가 공급하는 전압 중 발광 소자가 빛을 방출할 수 있는 전압보다 작은 전압이 공급되는 구간에서는 발광소자부(130)는 빛을 방출하지 않으므로 깜박임이 발생한다. 그러나 본 발명의 실시예에서와 같이 평활회로부(120)에 의하여 항상 발광소자부(130)에 발광 소자가 빛을 방출할 수 있는 전압 이상이 공급되므로 깜박임이 줄어들거나 사라진다. Through such operation, the flicker of the light
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 것이고, 도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치에 공급되는 전원의 파형을 나타낸 것이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예의 정류회로부(110)는 P1 기간동안 외부 교류 전압원(AC)에서 공급된 포지티브 전원을 다이오드 D를 통하여 평 활회로부(120)에 공급한다. 또한 정류 회로부(110)는 P2 기간 동안 외부 교류 전압원(AC)에서 공급된 네거티브 전원을 다이오드 D를 통하여 차단한다. 즉, 본 발명의 제3 실시예의 정류회로부(110)는 반파 정류 회로를 포함한다. FIG. 5 shows a light emitting device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a waveform of a power supply supplied to the light emitting device according to the third embodiment of the present invention. 5 and 6, the rectifying
이와 같이 정류 회로부(110)가 반파 정류를 하는 동안 충전부(121)에 제1 기간(T1) 동안 전압이 충전된다. 레귤레이터(123)는 제1 기간(T1) 직후부터 제2 기간(T2) 동안 충전부(121)의 전압이 방전되도록 하며 방전된 전원을 발광 소자부(130)에 공급한다. 이 때, 충전부(121)의 방전에 의하여 공급되는 전압은 발광소자가 빛을 방출할 수 있는 전압 이상이다. 예를 들어, 발광 소자가 LED를 포함할 경우, 충전부(121)의 방전에 의하여 공급되는 전압은 LED가 빛을 방출할 수 있는 전압(LED-on 전압) 이상이다. 따라서 발광 소자부(130)이 깜박임이 줄어들거나 사라진다.As described above, the charging
본 발명의 제3 실시예의 정류회로부(110)를 제외한 나머지 구성요소는 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략된다.The remaining components except for the
또한 도 5의 저항(R2)가 가변 저항일 경우 제2 실시예와 마찬가지로저항의 교체없이 손쉽게 다양한 발광 소자에 전원이 공급될 수 있다. 따라서 빛을 방출할 수 있는 전압이 다른 발광 소자가 연결되더라도 가변 저항의 크기가 조절됨으로써 하나의 정류회로부 및 평활회로부를 통하여 다양한 발광 소자에 적용될 수 있다. When the resistor R2 shown in FIG. 5 is a variable resistor, power can be easily supplied to various light emitting devices without changing the resistance as in the second embodiment. Therefore, even if other light emitting devices capable of emitting light are connected, the sizes of the variable resistors can be adjusted so that they can be applied to various light emitting devices through one rectifying circuit part and a smoothing circuit part.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그 러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Ranges and equivalents thereof are to be construed as being included within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 것이다.1 shows a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 것이다.2 shows a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 발광 장치에 공급되는 전원의 파형과 실제 파형을 나타낸 것이다.FIG. 3 and FIG. 4 show waveforms and actual waveforms of power supplied to the light emitting device according to the first and second embodiments of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 것이다.5 shows a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치에 공급되는 전원의 파형을 나타낸 것이다.6 shows waveforms of power supplied to the light emitting device according to the third embodiment of the present invention.
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Legal Events
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