KR101473573B1

KR101473573B1 - 엘이디 전원 장치

Info

Publication number: KR101473573B1
Application number: KR1020130087424A
Authority: KR
Inventors: 조정훈; 공석규
Original assignee: 조정훈; 공석규
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-12-17

Abstract

본 발명은 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서 별도의 AC/DC 변환기를 사용하지 않고 간단한 정전류 회로로 LED를 구동하도록 한 LED 전원 장치에 관한 것으로, 정류기가 설치된 전원 시스템에서의 정류기로부터 직류 전원을 공급받아 입력하는 직류 입력부; 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 제어하여 정전류로 변환시키는 정전류 회로부; 및 상기 정전류 회로부에서 변환시킨 정전류를 LED 구동 전류로 LED에 공급하는 LED 조명부를 포함한다.

Description

엘이디 전원 장치{Power Supply for LED}

본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 전원 장치에 관한 것으로, 특히 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서 별도의 AC/DC 변환기를 사용하지 않고 간단한 정전류 회로로 LED를 구동하도록 한 LED 전원 장치에 관한 것이다.

LED는 최근 들어 조명등의 발광 램프로 사용되면서 다른 조명등의 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 반영구적으로 사용할 수 있어 차세대 광원으로 인식되고 있으며, 조명등에 사용되는 LED의 휘도가 낮은 단점도 크게 개선되어 LED를 응용한 응용 시장이 산업 전반으로 확산되고 있다.

한국등록특허 제10-0940042호(2010.01.26 등록)는 LED 조명의 디밍 제어 시에 LED 조명으로 일정한 출력 전압을 인가하여 LED 조명으로 공급되는 구동 전류를 안정시킬 수 있도록 한 LED 조명 구동 장치에 관하여 개시하고 있다. 개시된 기술에 따르면, AC 전원과; AC 전원에서 출력되는 전파를 정류하는 정류기와; 정류기로부터 출력되는 전압의 크기를 변환하여 출력하는 변압 회로와; 피드백 전압을 이용하여 부하 크기를 감지하며, 감지된 부하 크기에 따라 변압 회로의 출력 전압을 조절하여 AC 전원에서 출력되는 전원의 역률을 보상하는 역률 보상 회로와; 변압 회로로부터 출력되는 전압을 평활화하여 DC 전압을 출력하고 그 출력 전압을 LED 모듈로 공급하는 평활 회로와; LED 모듈에 일정한 구동 전류가 흐르도록 LED 전류를 제어하는 정전류 구동 회로와; PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의해 정전류 구동 회로를 제어하여 LED 모듈의 전류 흐름을 조절하여 디밍을 제어하는 디밍 제어 회로와; 역률 보상 회로로 피드백 전압을 인가하는 다이오드 포토커플러와; 디밍 제어 회로의 제어에 따라 구동하며 일정한 출력 전압을 유지하는 샘플 앤 홀드(Sample & Hold) 회로와; 샘플 앤 홀드 회로로부터 출력되는 전압과 기준 전압의 차이 값에 해당하는 전압을 증폭하고 그 증폭된 전압을 출력하여 다이오드 포토커플러의 구동 전압으로 인가하는 포토커플러 구동 회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함으로써, LED 조명의 고장을 방지하고 수명을 증가시킬 수 있다.

한국등록특허 제10-1057684호(2011.08.11 등록)는 정상 동작 시에 LED 조명의 출력 전압 피드백을 통해 LED 조명을 안정적으로 구동시키고, 비정상 동작 시에는 LED 조명으로의 공급 전압 피드백을 통해 LED 조명을 안정적으로 구동시킬 수 있도록 한 조명 구동 장치에 관하여 개시하고 있다. 이러한 개시된 기술은, AC 전원과; AC 전원에서 출력되는 전파를 정류하는 정류 회로와; 정류 회로로부터 출력되는 전압의 크기를 변환하여 출력하는 변압 회로와; 피드백 전압을 이용하여 부하 크기를 감지하며, 감지된 부하 크기에 따라 변압 회로의 출력 전압을 조절하여 상기 전원의 역률을 보상하는 역률 보상 회로와; 변압 회로로부터 출력되는 전압을 평활화하여 출력하고 그 출력 전압을 LED 모듈로 공급하는 평활 회로와; LED 모듈에 일정한 구동 전류가 흐르도록 LED 전류를 제어하는 정전류 구동 회로와; 정전류 구동 회로를 제어하여 LED 모듈의 전류 흐름을 조절하여 디밍을 제어하는 디밍 제어 회로와; 역률 보상 회로로 피드백 전압을 인가하는 포토커플러와; LED 모듈의 출력 전압을 피드백하여 포토커플러의 구동 전압으로 인가하는 제1포토커플러 구동 회로와; LED 모듈로 공급되는 전압을 피드백하여 포토커플러의 구동 전압으로 인가하는 제2포토커플러 구동 회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 종래의 LED 전원 장치는, 일반적인 형광등을 대체하기 위한 조명 장치로서, 110V ~ 220V의 교류 전원을 공급받아 튜브 내부 또는 외부에 정류기(또는, 정류 회로)와 같은 AC/DC 변환기(Converter)를 사용하여 해당 공급받은 교류 전원을 직류 전원으로 변환시켜 변압 회로, 역률 보상 회로 및 평활 회로를 거친 후에, 정전류 구동 회로에 의해 LED에 일정한 구동 전류가 흐르도록 LED 전류를 제어하여 정전류로 LED를 구동(즉, 발광)시켜 준다. 이와 같이, 종래의 LED 전원 장치는, 부품 점수가 많아 불량 발생 확률도 높아지는 문제점을 가지고 있으며, 또한 LED를 구동하기 위해서 AC/DC 변환기를 사용함으로써 AC/DC 변환기의 효율이 낮아 전력 손실이 증가하는 문제점도 있다.

한국등록특허 제10-0940042호 한국등록특허 제10-1057684호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서 별도의 AC/DC 변환기를 사용하지 않고 간단한 정전류 회로로 LED를 구동하도록 한 LED 전원 장치를 제공한다.

본 발명은 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서 정류기의 유휴 전력을 배터리에 충전시켜 두었다가, 전력의 세기 변화나 갑작스러운 정전이 발생하는 경우에도 안정적으로 전원을 LED에 공급하도록 한 LED 전원 장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 정류기가 설치된 전원 시스템에서의 정류기로부터 직류 전원을 공급받아 입력하는 직류 입력부; 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 제어하여 정전류로 변환시키는 정전류 회로부; 및 상기 정전류 회로부에서 변환시킨 정전류를 LED 구동 전류로 LED에 공급하는 LED 조명부를 포함하는 LED 전원 장치를 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 상기 정전류 회로부에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시켜 상기 정전류 회로부에 입력하는 전원 조절부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 충전하거나, 충전된 직류 전원을 방전하는 배터리부; 및 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 상기 배터리부 또는 상기 정전류 회로부로 스위칭하거나, 상기 직류 입력부를 통해 직류 전원을 공급받지 못하는 경우에 상기 배터리부에 충전된 직류 전원을 상기 정전류 회로부로 스위칭하는 전원 스위칭부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 전원 스위칭부로부터 스위칭되는 직류 전원을 상기 정전류 회로부에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시켜 상기 정전류 회로부에 입력하거나, 상기 배터리부에 충전할 수 있는 세기의 직류 전원으로 변환시켜 상기 배터리부에 충전하는 전원 조절부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 전원 스위칭부로부터 스위칭되는 직류 전원을 상기 정전류 회로부에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시켜 상기 배터리부에 충전하는 전원 조절부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 상기 정전류 회로부에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시켜 상기 전원 스위칭부로 입력하거나, 상기 배터리부에 충전할 수 있는 세기의 직류 전원으로 변환시켜 상기 전원 스위칭부로 입력하는 전원 조절부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 충전하거나, 충전된 직류 전원을 방전하는 배터리부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 LED 전원 장치는, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원의 전력량을 감지하는 전력량 감지부; 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량과 기준 전력량을 비교하여 제어 신호를 생성하는 비교 제어부; 상기 비교 제어부에서 생성한 제어 신호에 따라 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 상기 배터리부와 상기 정전류 회로부로 분배하는 전원 분배부; 및 상기 비교 제어부에서 생성한 제어 신호에 따라 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원과 상기 배터리부로부터 공급되는 충전 전원을 합쳐 상기 정전류 회로부로 제공하는 전원 결합부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 비교 제어부는, 상기 정전류 회로부에 필요로 하는 세기의 직류 전원에 대응하는 기준 전력량을 설정해 메모리에 저장하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량을 입력받아 메모리로부터 기준 전력량을 판독하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량과 메모리로부터 판독한 기준 전력량을 비교하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량이 메모리로부터 판독한 기준 전력량보다 큰 경우에 전원 분배 제어 신호를 생성시켜 상기 전원 분배부에 입력하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량이 메모리로부터 판독한 기준 전력량보다 작은 경우에 전원 결합 제어 신호를 생성시켜 상기 전원 결합부에 입력할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 전원 분배부는, 상기 비교 제어부로부터 입력되는 전원 분배 제어 신호에 따라 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 기준 전력량에 해당되는 기준 직류 전원과 상기 기준 직류 전원 외의 잉여 직류 전원으로 분배하며, 상기 기준 직류 전원을 상기 정전류 회로부로 스위칭함과 동시에 상기 잉여 직류 전원을 상기 배터리부로 스위칭할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 전원 결합부는, 상기 비교 제어부로부터 입력되는 전원 결합 제어 신호에 따라 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량과 메모리로부터 판독한 기준 전력량 간의 차이 값에 해당되는 전력량의 보충 직류 전원을 상기 배터리부로부터 스위칭받으며, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원과 상기 배터리부로부터 스위칭받은 보충 직류 전원을 합쳐 기준 직류 전원으로 생성시켜 상기 정전류 회로부로 스위칭할 수 있다.

본 발명에 의하면, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서 별도의 AC/DC 변환기를 사용하지 않고 간단한 정전류 회로만 사용하여 LED를 구동시켜 줌으로써, 경량화가 가능하여 저가로 제품을 구현할 수 있으며, 또한 부품 점수를 줄여 불량률을 낮추는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서 정류기의 유휴 전력을 배터리에 충전시켜 두었다가, 전력의 세기 변화나 갑작스러운 정전이 발생하는 경우에도 안정적으로 전원을 LED에 공급해 줌으로써, 이미 설치되어 있는 정류기를 활용하여 유휴 전력을 사용하고, 이에 전력 효율을 증대시키며, 또한 저전압의 직류 전원을 사용하여 동작 안전성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 이 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 삼 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 사 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 다시 말해서, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시 예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 LED 전원 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, LED 전원 장치(100)는, 직류 입력부(110), 정전류 회로부(120), LED 조명부(130)를 포함한다.

직류 입력부(110)는, 정류기(즉, AC/DC 변환기)가 설치된 전원 시스템(예를 들어, 전화국, 분기국사 또는 이동통신 실내 기지국 등)에 있어서, 튜브 타입으로 전원 시스템에서의 정류기에 연결되어, 해당 정류기에서 변환된 직류 전원을 공급받아, 해당 공급받은 직류 전원을 정전류 회로부(120)에 입력한다. 이때, 정류기는 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환시켜 해당 변환된 직류 전원을 디지털 가입자 처리 보드 또는 스플리터 보드 등으로 각각 공급하며, 또한 해당 변환된 직류 전원을 유휴 전력으로 직류 입력부(110)로 공급한다.

정전류 회로부(120)는, LED 조명부(130)에 일정한 LED 구동 전류가 흐르도록 하기 위해서, 직류 입력부(110)로부터 입력되는 직류 전원을 제어하여 LED 조명부(130)에 필요로 하는 정전류로 변환시키고, 해당 변환된 정전류를 LED 조명부(130)로 전달한다.

LED 조명부(130)는, 정전류 회로부(120)로부터 전달되는 정전류를 입력받아 LED 구동 전류로 LED에 공급하여 LED를 구동(즉, 발광)시켜 준다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 LED 전원 장치(100)는, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서, 이미 설치되어 있는 정류기를 활용하여 정류기의 유휴 전력을 사용하도록 함으로써, 별도의 AC/DC 변환기를 사용하지 않고, 간단한 정전류 회로부(120)만 사용하여 정류기의 유휴 전력을 정전류로 변환시켜 LED 조명부(130)에 공급할 수 있으며, 이에 저전압의 직류 전원을 사용하여 동작 안전성을 높이면서 전력 효율을 증대시킬 수 있으며, 또한 경량화가 가능하여 저가로 제품을 구현할 수 있고, 부품 점수를 줄여 불량률을 낮출 수 있다.

도 2는 본 발명의 이 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, LED 전원 장치(200)는, 직류 입력부(210), 제어부(220), 정전류 회로부(230), LED 조명부(240)를 포함한다. 여기서, LED 조명부(240)는 도 1의 LED 조명부(130)와 그 구성이 동일하므로 그 설명을 생략한다.

직류 입력부(210)는, 전화국, 분기국사 또는 이동통신 실내 기지국 등의 전원 시스템에 설치되어 있는 정류기에서 변환된 직류 전원을 공급받아, 해당 공급받은 직류 전원을 제어부(220)에 입력한다.

제어부(220)는, 직류 전원의 세기를 조절하는 전원 조절부(221)를 구비한다. 이때, 전원 조절부(221)는 정류기에서 변환된 직류 전원을 직류 입력부(210)를 통해 공급받아, 해당 공급받은 직류 전원을 정전류 회로부(230)에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시키고, 해당 변환된 직류 전원을 정전류 회로부(230)에 입력한다.

정전류 회로부(230)는, LED 조명부(240)에 일정한 LED 구동 전류가 흐르도록 하기 위해서, 제어부(220)로부터 입력되는 직류 전원을 제어하여 LED 조명부(240)에 필요로 하는 정전류로 변환시키고, 해당 변환된 정전류를 LED 조명부(240)로 전달한다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 LED 전원 장치(200)는, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서, 제어부(220)의 전원 조절부(221)에 의해 정전류 회로부(230)에 필요로 하는 저전압의 직류 전원을 제공함으로써, 동작 안전성을 높이면서 전력 효율을 증대시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 삼 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, LED 전원 장치(300)는, 직류 입력부(310), 제어부(320), 배터리부(330), 정전류 회로부(340), LED 조명부(350)를 포함한다. 여기서, 직류 입력부(310), 정전류 회로부(340) 및 LED 조명부(350)는 도 2의 직류 입력부(210), 정전류 회로부(230) 및 LED 조명부(240)와 그 구성이 동일하므로 그 설명을 생략한다.

제어부(320)는, 직류 전원을 스위칭하는 전원 스위칭부(321)를 구비한다. 이때, 전원 스위칭부(321)는 정류기에서 변환된 직류 전원을 직류 입력부(310)를 통해 공급받아, 해당 공급받은 직류 전원을 배터리부(330) 또는 정전류 회로부(340)로 스위칭해 주거나, 갑작스러운 정전이 발생하여 직류 입력부(310)를 통해 직류 전원을 공급받지 못하는 경우에 배터리부(330)로부터 충전된 직류 전원을 스위칭받아 정전류 회로부(340)로 공급한다.

배터리부(330)는, 정류기의 직류 전원을 충전하였다가 비상 전원으로 정전류 회로부(340)에 공급하는데, 즉 제어부(320)의 스위칭 제어에 따라 제어부(320)로부터 스위칭되는 직류 전원을 충전하거나, 충전된 직류 전원을 제어부(320)로 방전한다.

일 실시 예에서, 제어부(320)는, 직류 전원의 세기를 조절하는 전원 조절부(322)를 더 구비할 수 있다. 이때, 전원 조절부(322)는 전원 스위칭부(321)로부터 스위칭되는 직류 전원을 정전류 회로부(340)에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시키고 해당 변환된 직류 전원을 정전류 회로부(340)에 입력할 수 있다. 또는, 전원 조절부(322)는 전원 스위칭부(321)로부터 스위칭되는 직류 전원을 배터리부(330)에 충전할 수 있는 세기의 직류 전원으로 변환시키고 해당 변환된 직류 전원을 배터리부(330)에 입력할 수 있다.

일 실시 예에서, 전원 조절부(322)는 전원 스위칭부(321)로부터 스위칭되는 직류 전원을 정전류 회로부(340)에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시키고 해당 변환된 직류 전원을 배터리부(330)에 입력할 수 있다. 이에, 전원 스위칭부(321)는 배터리부(330)로부터 충전된 직류 전원을 스위칭받아 바로 정전류 회로부(340)로 공급할 수 있다.

일 실시 예에서, 전원 조절부(322)는 정류기에서 변환된 직류 전원을 직류 입력부(310)를 통해 공급받아, 해당 공급받은 직류 전원을 정전류 회로부(340)에 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시키고, 해당 변환된 직류 전원을 전원 스위칭부(321)에 입력할 수 있다. 이에, 전원 스위칭부(321)는 전원 조절부(322)로부터 입력되는 직류 전원을 바로 정전류 회로부(340)로 스위칭할 수 있다. 또는, 전원 조절부(322)는 정류기에서 변환된 직류 전원을 직류 입력부(310)를 통해 공급받아, 해당 공급받은 직류 전원을 배터리부(330)에 충전할 수 있는 세기의 직류 전원으로 변환시키고, 해당 변환된 직류 전원을 전원 스위칭부(321)에 입력할 수 있다. 이에, 전원 스위칭부(321)는 전원 조절부(322)로부터 입력되는 직류 전원을 바로 배터리부(330)로 스위칭할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 LED 전원 장치(300)는, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서, 이미 설치되어 있는 정류기를 활용하여 정류기의 유휴 전력을 배터리부(330)에 충전시켜 두었다가, 갑작스러운 정전이 발생하는 경우에도 안정적으로 전원을 LED 조명부(350)에 공급해 줌으로써, 전력 효율을 증대시키고 동작 안전성을 높일 수 있다.

도 4는 본 발명의 사 실시 예에 따른 LED 전원 장치를 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, LED 전원 장치(400)는, 직류 입력부(410), 전력량 감지부(420), 제어부(430), 배터리부(440), 정전류 회로부(450), LED 조명부(460)를 포함한다. 여기서, 직류 입력부(410), 배터리부(440), 정전류 회로부(450), LED 조명부(460)는 도 3의 직류 입력부(310), 배터리부(330), 정전류 회로부(340), LED 조명부(350)와 그 구성이 동일하므로 그 설명을 생략한다.

전력량 감지부(420)는, 정류기가 디지털 가입자 처리 보드 또는 스플리터 보드 등으로 각각 공급하는 직류 전원에 대한 전력량의 변화가 발생하는 경우에, 직류 입력부(410)로 공급되는 직류 전원의 전략량에도 변화가 발생하게 되며, 이에 직류 입력부(410)를 통해 공급되는 직류 전원의 전력량을 감지하며, 해당 감지된 직류 전원 전력량을 제어부(430)에 통보한다.

제어부(430)는, 전력량 감지부(420)에서 감지한 직류 전원 전력량과 기준 전력량을 비교하고 비교 결과에 따라 제어 신호를 생성하는 비교 제어부(431), 비교 제어부(431)에서 생성한 제어 신호에 따라 직류 입력부(410)를 통해 공급되는 직류 전원을 배터리부(440)와 정전류 회로부(450)로 분배하는 전원 분배부(432), 비교 제어부(431)에서 생성한 제어 신호에 따라 직류 입력부(410)를 통해 공급되는 직류 전원과 배터리부(440)로부터 공급되는 충전 전원을 합쳐 정전류 회로부(450)로 제공하는 전원 결합부(433)를 구비한다.

비교 제어부(431)는 정전류 회로부(340)에 필요로 하는 세기의 직류 전원에 대응하는 기준 전력량을 미리 설정해 메모리에 저장해 두며, 전력량 감지부(420)로부터 통보되는 직류 전원 전력량을 입력받아 메모리로부터 기 설정해 둔 기준 전력량을 판독하며, 전력량 감지부(420)로부터 입력받은 직류 전원 전력량과 메모리로부터 판독한 기준 전력량을 비교하며, 전력량 감지부(420)로부터 입력받은 직류 전원 전력량이 메모리로부터 판독한 기준 전력량보다 크면 전원 분배 제어 신호를 생성시켜 해당 생성된 전원 분배 제어 신호를 전원 분배부(432)에 입력하며, 전력량 감지부(420)로부터 입력받은 직류 전원 전력량이 메모리로부터 판독한 기준 전력량보다 작으면 전원 결합 제어 신호를 생성시켜 해당 생성된 전원 결합 제어 신호를 전원 결합부(433)에 입력한다.

전원 분배부(432)는, 정류기에서 변환된 직류 전원을 직류 입력부(310)를 통해 공급받고, 비교 제어부(431)로부터 입력되는 전원 분배 제어 신호에 따라 직류 입력부(310)를 통해 공급받은 직류 전원을 기준 전력량에 해당되는 직류 전원(이하, 기준 직류 전원이라 함)과 기준 직류 전원 외의 직류 전원(이하, 잉여 직류 전원이라 함)으로 분배하며, 해당 분배된 기준 직류 전원을 정전류 회로부(450)로 스위칭해 줌과 동시에, 해당 분배된 잉여 직류 전원을 배터리부(440)로 스위칭해 준다.

예를 들어, 직류 입력부(310)를 통해 공급받은 직류 전원의 전력량이 3(KWh)이고, 기준 전력량이 1(KWh)이면, 잉여 직류 전원의 전력량은 2(KWh)가 되는데, 이때 전원 분배부(432)는 직류 입력부(310)를 통해 공급받은 3(KWh)의 직류 전원을 1(KWh)의 기준 직류 전원과 2(KWh)의 잉여 직류 전원으로 분배하며, 해당 분배된 1(KWh)의 기준 직류 전원을 정전류 회로부(450)로 스위칭해 줌과 동시에, 해당 분배된 2(KWh)의 잉여 직류 전원을 배터리부(440)로 스위칭해 줄 수 있다.

전원 결합부(433)는, 정류기에서 변환된 직류 전원을 직류 입력부(310)를 통해 공급받고, 비교 제어부(431)로부터 입력되는 전원 결합 제어 신호에 따라 전력량 감지부(420)로부터 입력받은 직류 전원의 전력량과 메모리로부터 판독한 기준 전력량 간의 차이 값에 해당되는 전력량의 직류 전원(이하, 보충 직류 전원이라 함)을 배터리부(440)로부터 스위칭받으며, 배터리부(440)로부터 스위칭받은 보충 직류 전원과 직류 입력부(310)를 통해 공급받은 직류 전원을 합쳐 기준 직류 전원으로 생성시켜 해당 생성된 기준 직류 전원을 정전류 회로부(450)로 스위칭해 준다.

예를 들어, 직류 입력부(310)를 통해 공급받은 직류 전원의 전력량이 1(KWh)이고, 기준 전력량이 3(KWh)이면, 보충 직류 전원의 전력량은 2(KWh)가 되는데, 이때 전원 결합부(433)는 배터리부(440)로부터 2(KWh)의 보충 직류 전원을 스위칭받고, 직류 입력부(310)를 통해 공급받은 1(KWh)의 직류 전원과 2(KWh)의 보충 직류 전원을 합쳐 3(KWh)의 기준 직류 전원으로 생성시켜 해당 생성된 3(KWh)의 기준 직류 전원을 정전류 회로부(450)로 스위칭해 줄 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 LED 전원 장치(400)는, 정류기가 설치된 전원 시스템에 있어서, 이미 설치되어 있는 정류기를 활용하여 정류기의 유휴 전력을 배터리부(440)에 충전시켜 두었다가, 직류 입력부(410)로 공급되는 직류 전원의 전략량에 변화가 발생하는 경우에도 제어부(430)의 제어에 따라 안정적으로 전원을 LED 조명부(460)에 공급해 줌으로써, 전력 효율을 증대시키고 동작 안전성을 높일 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100, 200, 300, 400: LED 전원 장치
110, 210, 310, 410: 직류 입력부
120, 230, 340, 450: 정전류 회로부
130, 240, 350, 460: LED 조명부
220, 320, 430: 제어부
221, 322: 전원 조절부
321: 전원 스위칭부
330, 440: 배터리부
420: 전력량 감지부
431: 비교 제어부
432: 전원 분배부
433: 전원 결합부

Claims

정류기가 설치된 전원 시스템용 LED 전원 장치에 있어서,
상기 LED 전원 장치는, 정류기가 설치된 전원 시스템에서의 정류기로부터 직류 전원을 공급받아 입력하는 직류 입력부; 상기 직류 입력부로부터 직류를 공급받아 필요로 하는 세기의 직류 전원으로 변환시키는 제어부; 상기 제어부에서 입력되는 필요로 하는 세기의 직류 전원을 정전류로 변환시키는 정전류 회로부; 및 상기 정전류 회로부에서 변환시킨 정전류를 LED 구동 전류로 LED에 공급하는 LED 조명부를 포함하고,
상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원의 전력량을 감지하는 전력량 감지부가 상기 직류 입력부와 연결되게 설치되고,
상기 제어부는, 직류 전원을 충전 및 방전하는 배터리부가 연결되고,
상기 제어부는, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량과 기준 전력량을 비교하여 제어 신호를 생성하는 비교 제어부;
상기 비교 제어부에서 생성한 제어 신호에 따라 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 상기 배터리부와 상기 정전류 회로부로 분배하는 전원 분배부; 및
상기 비교 제어부에서 생성한 제어 신호에 따라 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원과 상기 배터리부로부터 공급되는 충전 전원을 합쳐 상기 정전류 회로부로 제공하는 전원 결합부를 포함하되,
상기 비교 제어부는,
상기 정전류 회로부에 필요로 하는 세기의 직류 전원에 대응하는 기준 전력량을 설정해 메모리에 저장하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량을 입력받아 메모리로부터 기준 전력량을 판독하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량과 메모리로부터 판독한 기준 전력량을 비교하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량이 메모리로부터 판독한 기준 전력량보다 큰 경우에 전원 분배 제어 신호를 생성시켜 상기 전원 분배부에 입력하며, 상기 전력량 감지부에서 감지한 전력량이 메모리로부터 판독한 기준 전력량보다 작은 경우에 전원 결합 제어 신호를 생성시켜 상기 전원 결합부에 입력하고,
상기 전원 분배부는,
상기 비교 제어부로부터 입력되는 전원 분배 제어 신호에 따라 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원을 기준 전력량에 해당되는 기준 직류 전원과 상기 기준 직류 전원 외의 잉여 직류 전원으로 분배하며, 상기 기준 직류 전원을 상기 정전류 회로부로 스위칭함과 동시에 상기 잉여 직류 전원을 상기 배터리부로 스위칭하고,
상기 전원 결합부는,
상기 비교 제어부로부터 입력되는 전원 결합 제어 신호에 따라 상기 전력량감지부에서 감지한 전력량과 메모리로부터 판독한 기준 전력량 간의 차이 값에 해당되는 전력량의 보충 직류 전원을 상기 배터리부로부터 스위칭받으며, 상기 직류 입력부에서 입력되는 직류 전원과 상기 배터리부로부터 스위칭받은 보충 직류 전원을 합쳐 기준 직류 전원으로 생성시켜 상기 정전류 회로부로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 정류기가 설치된 전원 시스템용 LED 전원 장치.
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