KR101623820B1 - 형광등형 led조명등 - Google Patents

Abstract

형광등용 조명소켓에 접속되어 동작하는 형광등형 LED조명등이 제공된다. 조명등은, 서로 다른 조명소켓 사이로 연장되는 회로기판, 회로기판의 양 끝단에 실장되어 조명소켓에 삽입되는 제1입력단자 및 제2입력단자, 회로기판의 일단부에 형성되어 상기 제1입력단자와 연결되는 제1하프정류회로, 회로기판의 타단부에 형성되어 상기 제2입력단자와 연결되는 제2하프정류회로, 회로기판의 양단부를 가로질러 형성되고 상기 제1하프정류회로와 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 제1정류선 및 제2정류선, 제1정류선과 제2정류선의 사이에 병렬 연결되는 복수 개의 LED소자를 포함하여, 제1입력단자 및 제2입력단자를 통해 입력된 교류전원이 제1하프정류회로, 및 제2하프정류회로를 통과하여 전파 정류되고, 제1하프정류회로, 및 제2하프정류회로 사이를 연결하는 제1정류선과 제2정류선 사이에 전파 정류된 직류전원이 인가된다.

Description

형광등형 LED조명등{Fluorescent lamp type LED lighting lamp}

본 발명은 형광등 소켓에 접속하여 사용하는 형광등형 LED조명등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배선을 최소화하는 최적의 회로구성을 통해 장치를 소형화하면서도 안정성을 높인 형광등형 LED조명등에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 발광 가능한 반도체소자로서, 개발 초기에는 대개 전자기기의 작동여부 등을 알려주는 작은 지시램프 등으로 사용되었다. 하지만, 이후 기술개발을 통해 청색이나 황색, 백색 등의 다양한 색상으로 발광이 가능하고 발광능력이 향상된 고휘도 LED가 제작되었으며, 현재 이러한 LED를 이용한 다양한 조명기술이 개발되고 있다.

LED조명장치는 복수의 LED소자를 규칙적으로 배열하여 원하는 만큼의 충분한 광량을 얻을 수 있다. LED소자는 적은 전력을 소비하여 높은 효율로 직진광을 생성하므로 다수의 소자를 모듈화하여 사용하는 것이 일반적이고, LED소자의 배치상태나 모듈 전체의 배치를 바꾸면 여러 가지 다양한 형태의 조명기구에 적용할 수도 있다.

특히, 적절한 전력변환을 통해, LED 조명장치를 구동하는 구동전력을 기존의 등기구나 소켓으로부터 제공받을 수 있다. 즉, 종래 일반적으로 사용되었던 백열전구 소켓이나, 형광등 소켓 등에 직접 접속되어 작동하는 LED조명장치 또는 LED조명등을 제작하는 것이 가능하다. 대한민국 공개특허 제10-2011-0014492호에 이러한 조명장치의 일 례가 개시되어 있다.

그러나, LED는 동작전원이 직류로 제한되어 있어, 종래에 일반적으로 사용되는 백열전구 소켓이나 형광등 소켓에 직접 접속하여 동작하기 위해서는 별도의 정류회로를 포함하고 있어야 한다. 하지만, 종래의 백열전구 소켓이나 형광등 소켓에 직접 접속하여 사용되기 위해서는 한정된 공간에 정류회로와 함께 히트싱크를 적절히 구성하여야 하는 문제가 있다.

특히, 형광등형 LED 조명등의 경우, 형광등의 형상과 동일하게 제작하기 위해서는 좁고 긴 형태의 회로기판에 LED와 정류회로 그리고 전원선 등을 적절히 배치하여야 한다. 형광등은 길이방향의 양끝단부에 각각 전원단자가 형성되어 있어, 중앙의 LED에 직류 전원을 공급하기 위해서는 통상 4개의 전원선이 필요하였다. 이러한 종래의 구조의 형광등형 LED 조명등은 폭이 제한된 회로기판에서 회로의 안정성이 떨어지는 문제가 있었고, 안정성 확보를 위하여 별도의 전원선을 위한 회로기판을 사용하여야 하는 등 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0014492호, (2011.02.11)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배선을 최소화하는 최적의 회로구성을 통해 장치를 소형화하면서도 안정성을 높인 형광등형 LED조명등을 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 형광등형 LED조명등은, 형광등용 조명소켓에 접속되어 동작하는 형광등형 LED조명등에 있어서, 서로 다른 상기 조명소켓 사이로 길게 연장되는 회로기판; 상기 회로기판의 양 끝단에 각각 실장되어 상기 조명소켓에 각각 삽입되는 제1입력단자 및 제2입력단자; 상기 제1입력단자와 인접한 상기 회로기판의 일단부에 형성되어 상기 제1입력단자와 연결되는 제1하프정류회로; 상기 제2입력단자와 인접한 상기 회로기판의 타단부에 형성되어 상기 제2입력단자와 연결되는 제2하프정류회로; 상기 회로기판의 양단부를 가로질러 형성되고 상기 제1하프정류회로와 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 제1정류선; 상기 회로기판의 양단부를 가로질러 형성되고 상기 제1정류선과 이격되어 상기 제1하프정류회로와 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 제2정류선; 및 상기 제1정류선과 상기 제2정류선의 사이에 병렬 연결되는 복수 개의 LED소자를 포함하여, 상기 제1입력단자 및 상기 제2입력단자를 통해 입력된 교류전원이 상기 제1하프정류회로, 및 상기 제2하프정류회로를 통과하여 전파 정류되고, 상기 제1하프정류회로, 및 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 상기 제1정류선과 상기 제2정류선 사이에 전파 정류된 직류전원이 인가된다.

상기 제1하프정류회로는 상기 제1입력단자에 애노드가 연결되고 상기 제1정류선에 캐소드가 연결되는 제1다이오드, 및 상기 제1입력단자에 캐소드가 연결되고 상기 제2정류선에 애노드가 연결되는 제2다이오드를 포함하고, 상기 제2하프정류회로는 상기 제2입력단자에 애노드가 연결되고 상기 제1정류선에 캐소드가 연결되는 제3다이오드, 및 상기 제2입력단자에 캐소드가 연결되고 상기 제2정류선에 애노드가 연결되는 제4다이오드를 포함하여, 상기 제1정류선이 상기 제1다이오드의 캐소드와 상기 제3다이오드의 캐소드 사이에 연결되고, 상기 제2정류선이 상기 제2다이오드의 애노드와 상기 제4다이오드의 애노드 사이에 연결될 수 있다.

상기 제2정류선은 상기 직류전원의 기준전위를 나타내는 공동 그라운드 선일 수 있다.

상기 제1다이오드의 캐소드와 상기 제2다이오드의 애노드 사이에 연결되는 제1평활캐패시터, 및 상기 제3다이오드의 캐소드와 상기 제4다이오드의 애노드 사이에 연결되는 제2평활캐패시터를 더 포함할 수 있다.

상기 제1평활캐패시터 및 상기 제2평활캐패시터는 극성을 갖는(polarized) 것일 수 있다.

상기 제1입력단자와 상기 제1하프정류회로 사이에 서로 병렬로 연결되는 제1인덕터 및 제1캐패시터를 포함하는 제1동조회로, 및 상기 제2입력단자와 상기 제2하프정류회로 사이에 서로 병렬로 연결되는 제2인덕터 및 제2캐패시터를 포함하는 제2동조회로를 더 포함할 수 있다.

상기 조명소켓은 형광등 안정기의 출력단에 연결되며, 상기 제1동조회로 및 상기 제2동조회로의 임피던스가 상기 안정기의 임피던스와 동일한 값을 가질 수 있다.

상기 제1인덕터는 상기 제1다이오드의 애노드와 상기 제1입력단자 사이에 연결되고, 상기 제1캐패시터는 상기 제2다이오드의 애노드와 상기 제1입력단자 사이에 연결되며, 상기 제2인덕터는 상기 제3다이오드의 애노드와 상기 제2입력단자 사이에 연결되고, 상기 제2캐패시터는 상기 제4다이오드의 애노드와 상기 제2입력단자 사이에 연결될 수 있다.

상기 제1캐패시터 및 상기 제2캐패시터는 무극성(non-polarized)일 수 있다.

일 면이 상기 회로기판과 접촉되고 상기 회로기판과 접촉되지 않는 타 면에 방열핀이 형성된 히트 싱크를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기판상에 소자들이 서로 분리 배치되어 서로 유기적으로 연계되어 동작하는 전력변환 회로구조로 배선을 최소화하고 장치를 소형화할 수 있다. 이를 통해, 종래 적어도 4개 이상으로 형성되었던 기판 내 전력선의 개수를 절반으로 줄여 기판의 크기를 효과적으로 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 이를 통해 공간활용을 극대화하여 소자 간 거리를 확보하고 장치를 안정적으로 구성할 수 있다. 따라서, LED조명등을 기존의 형광등 소켓 사이에 보다 손쉽게 장착하고 안정적으로 작동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명등의 사시도이다.
도 2는 도 1의 조명등의 회로기판을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 조명등의 회로도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 회로도의 제1하프정류회로 및 제2하프정류회로의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 제1하프정류회로와 제2하프정류회로를 통과하여 정류된 전원의 파형을 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 형광등형 LED조명등의 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 명세서 상에서 다이오드(Diode)의 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode)는 다이오드 내부에서 전류가 흐르는 방향에 따라 정의된다. 즉, 전류는 다이오드의 애노드로부터 캐소드의 방향으로만 흐르고 그 역방향으로는 흐름이 차단된다. 도면 상의 다이오드 기호에서는 일반적인 표기법을 따라 화살표의 진행방향에 캐소드가 형성되고 그 반대방향에 애노드가 형성되는 것을 하여 설명을 진행한다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명등의 사시도이고, 도 2는 도 1의 조명등의 회로기판을 도시한 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명등(1)은 길게 연장된 회로기판(10)의 양 단부에 각각 제1회로부(20a) 및 제2회로부(20b)가 형성되고, 제1회로부(20a)와 제2회로부(20b)의 사이로 도 1에 도시된 바와 같이 제1정류선(41) 및 제2정류선(42)이 가로질러 형성된다. 제1정류선(41)과 제2정류선(42)의 사이에는 복수 개의 LED소자(50)가 병렬 연결되어 제1정류선(41)과 제2정류선(42)의 전위차에 의해 발광된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명등(1)은 도시된 바와 같이 회로기판(10)의 양 단부에 서로 유기적으로 연계되어 작동하는 제1회로부(20a)와 제2회로부(20b)의 세트가 배치되고, 그 사이의 공간에는 단지 제1정류선(41), 제2정류선(42), 및 LED소자(50)들만이 위치한다. 이와 같이 회로기판(10)의 공간활용을 극대화한 효율적인 구조설계로 인해 조명등의 크기가 소형화되어, 조명등이 종래의 형광등용 등기구(도 9의 A참조)에도 아무런 무리 없이 손쉽게 삽입될 수 있고, 복수 개의 LED소자(50)간에도 간격이 적절히 유지되어 안정적으로 동작할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명등(1)은 형광등용 조명소켓에 적용하기 용이한 새로운 구조로 회로가 재구성된 것이며 불필요한 소자나 배선이 통합 및 삭제되어 종래와 같이 기판을 가로질러 형성되었던 4개 이상의 전력선이 제1정류선(41) 및 제2정류선(42) 두 개로 대체될 수 있다. 이를 통해 회로기판(10)의 크기를 줄이고 회로기판(10) 내 각 소자간 간격도 적절히 유지할 수 있으며, 이에 따라 확보된 조명등 내부 공간에는 히트싱크(70) 등의 방열장치 또한 용이하게 장착될 수 있다.

특히, 회로기판(10)의 양 단부에 나누어 배치된 제1회로부(20a)와 제2회로부(20b)에는 서로 나누어진 제1하프정류회로(도 3의 21a참조)와 제2하프정류회로(도 3의 21b참조)의 쌍이 포함된다. 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b)는 제1정류선(41) 및 제2정류선(42)을 통해 서로 연결되어 완전한 하나의 정류회로로서 작동하게 된다. 따라서, 형광등형 LEd조명등(1)은 실질적으로 하나의 정류회로로 전체 LED소자(50)들을 원활하게 작동시킬 수 있는 효율적인 구조로 형성된다. 이하, 이러한 특징을 갖는 형광등형 LED조명등(1)의 각 구성부와 구체적인 회로구성에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

회로기판(10)은 종래의 형광등용 조명소켓(도 9의 B참조)사이로 길게 연장된다. 회로기판(10)은 불필요한 배선이나 소자들이 통합 및 삭제되어 종래 형광등처럼 폭이 좁고 길이가 긴 형태로 용이하게 형성될 수 있다. 회로기판(10)의 일 면에는 도 1에 도시된 바와 같이 제1회로부(20a), 제2회로부(20b), 복수 개의 LED소자(50), 및 제1정류선(41)과 제2정류선(42)이 형성되며, 그 반대편에는 히트싱크(70)가 부착될 수 있고, 히트싱크(70)는 일 면이 회로기판(10)에 접촉되고 회로기판(10)과 접촉되는 않는 타 면에 방열핀이 형성되어 LED소자(50) 및 회로기판(10)에서 발생한 열을 외부로 용이하게 소산시킬 수 있다. 그러나, 히트싱크(70)가 이러한 방열핀이 형성된 방식으로 한정될 필요는 없으며, 냉각유체를 이용한 수냉식 또는 공냉식 방열장치나, 팬을 이용한 방열장치 등도 얼마든지 장착 가능하다.

회로기판(10)의 양 끝단에는 도 1에 도시된 바와 같이 제1입력단자(11)와 제2입력단자(12)가 실장된다. 제1입력단자(11) 및 제2입력단자(12)는 종래의 형광등 양 끝단에 달린 입력단자와 같이 각각 서로 평행한 한 쌍의 바로 형성될 수 있다. 따라서, 종래의 형광등용 조명소켓(도 9의 B참조)에 용이하게 삽입되어 등기구(도 9의 A참조) 내부의 안정기로부터 제공된 교류전원을 입력 받을 수 있다. 제1입력단자(11)와 제2입력단자(12) 사이의 회로기판(10) 둘레에는 투광부(60)가 형성되어 LED소자(50)로부터 방출된 빛이 외부로 용이하게 방출되도록 구성할 수 있다.

제1회로부(20a)와 제2회로부(20b)는 제1입력단자(11) 및 제2입력단자(12)와 각각 인접한 회로기판(10)의 양 단부에 집중 배치된다. 제1회로부(20a)는 제1하프정류회로(도 3의 21a참조), 제1평활캐패시터(도 3의 215참조), 제1동조회로(도 3의 31참조), 및 과전류 차단부(도 3의 43참조)로 구성될 수 있으며, 제2회로부(20b)는 제2하프정류회로(도 3의 21b참조), 제2평활캐패시터(도 3의 216참조), 제2동조회로(도 3의 32참조)로 구성될 수 있다. 이하 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 형광등형 LED조명등(1)의 회로구성과 구체적인 작동방식에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 3은 도 1의 조명등의 회로도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 회로도의 제1하프정류회로 및 제2하프정류회로의 작동과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6 내지 도 8은 제1하프정류회로와 제2하프정류회로를 통과하여 정류된 전원의 파형을 도시한 도면이다.

제1하프정류회로(21a)는 제1입력단자(11)와 인접한 회로기판(도 2의 10참조)의 일단부에 형성되어 제1입력단자(11)와 연결된다. 구체적으로, 제1하프정류회로(21a)는 제1동조회로(31), 및 과전류 차단부(43)를 경유하여 제1입력단자(11)에 연결될 수 있다. 특히, 제1동조회로(31)는 입력된 교류전원의 주파수를 감쇄시키는 동시에 자신의 임피던스 값을 교류전원을 제공하는 안정기(전술한 바와 같이 형광등용 등기구에 형성된 것일 수 있다)의 임피던스 값과 일치시켜 전력 전송이 큰 손실 없이 원활하게 이루어지도록 할 수 있고, 제2정류선(42) 측의 전위변동을 억제하여 노이즈를 제거하고 기준전위가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

또한, 제2하프정류회로(21b)는 제2입력단자(12)와 인접한 회로기판(10)의 타단부에 형성되어 제2입력단자(12)와 연결된다. 구체적으로, 제2하프정류회로(21b)는 제2동조회로(32)를 경유하여 제2입력단자(12)에 연결될 수 있다. 제2동조회로(32) 역시 입력된 교류전원의 주파수를 감쇄시키고 자신의 임피던스 값을 교류전원을 제공하는 안정기의 임피던스 값과 일치시켜 전력 전송이 원활하게 이루어지도록 할 수 있으며, 제2정류선(42) 측의 전위변동을 억제하여 노이즈를 제거하고 기준전위가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

제1하프정류회로(21a)는 두 개의 서로 병렬 연결되고 역방향으로 정렬된 제1다이오드(211) 및 제2다이오드(212)의 쌍을 포함하고, 제1동조회로(31)는 제1입력단자(11)와 제1하프정류회로(21a) 사이에 병렬 연결된 제1인덕터(311)와 제1캐패시터(312)의 쌍을 포함한다. 제1다이오드(211)는 애노드(Anode)가 제1동조회로(31)의 제1인덕터(311)를 경유하여 제1입력단자(11)에 연결되고, 캐소드(Cathode)가 제1정류선(41)에 연결된다. 또한, 제2다이오드(212)는 캐소드가 제1동조회로(31)의 제1인덕터(311)를 경유하여 제1입력단자(11)에 연결되고, 캐소드가 제2정류선(42)에 연결된다. 이와 같이 서로 역방향으로 정렬된 제1다이오드(211) 및 제2다이오드(212)의 쌍은 제2하프정류회로(21b)와 함께 완전한 정류회로를 이루게 된다.

제2하프정류회로(21b)역시 두 개의 서로 병렬 연결되고 역방향으로 정렬된 제3다이오드(213) 및 제4다이오드(214)의 쌍을 포함하며, 제2동조회로(32)는 제2입력단자(12)와 제2하프정류회로(21b) 사이에 병렬 연결된 제2인덕터(321)와 제2캐패시터(322)의 쌍을 포함한다. 제3다이오드(213)는 애노드가 제2동조회로(32)의 제2인덕터(321)를 경유하여 제2입력단자(12)에 연결되고, 캐소드가 제1정류선(41)에 연결된다. 또한, 제4다이오드(214)는 캐소드가 제2동조회로(32)의 제2인덕터(321)를 경유하여 제2입력단자(12)에 연결되고, 애노드가 제2정류선(42)에 연결된다. 따라서, 제1정류선(41)이 제1다이오드(211)의 캐소드와 제3다이오드(213)의 캐소드 사이에 연결되고, 제2정류선(42)은 제2다이오드(212)의 애노드와 제4다이오드(214)의 애노드 사이에 연결되어 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b)를 통합시킬 수 있다.

제1하프정류회로(21a)의 제1다이오드(211)는 제2하프정류회로(21b)의 제4다이오드(214)는 서로 동일방향으로 정렬되며, 그 반대방향으로 정렬된 제1하프정류회로(21a)의 제2다이오드(212)는 제2하프정류회로(21b)의 제3다이오드(213)와 서로 동일방향으로 정렬된다. 즉, 제1정류선(41)과 제2정류선(42)을 통해 병렬 연결된 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b)는 서로 반대방향인 다이오드의 쌍을 교차하여 포함한다. 따라서, 입력된 교류전원은 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b)를 모두 통과하여야만 전파 정류된다. 즉, 물리적으로 회로기판(도 2의 10참조)의 양단부에 분리 배치된 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b)는 제1정류선(41)과 제2정류선(42)에 의해 서로 연결되어 하나의 완전한 정류회로를 형성한다. 이를 통해 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b) 사이를 연결하는 제1정류선(41)과 제2정류선(42) 사이에는 전위변동이 생기지 않는 직류전원이 인가된다.

종래에는, 전술한 바와 같이 비효율적인 회로구성으로 인해 예를 들어, 입력단자로부터 교류전원을 입력받는 적어도 한 쌍의 교류전력선과, 각각 서로 다른 입력단자에 연결되어 별도의 정류작용을 하는 적어도 한 쌍의 정류회로와, 정류회로로부터 정류된 직류전원이 인가되는 적어도 한 쌍의 직류전력선이 기판 내에 배치되어야만 원활한 작동이 가능하였다. 그러나 본 발명에 의한 형광등형 LED조명등(1)은 상기한 바와 같이 실질적으로 일체로 동작하는 하프정류회로의 쌍을 기판 양 단부에 분리 배치하고, 그 사이에 직류전원을 인가하는 단지 두 개의 정류선 만이 배치되도록 회로를 최적으로 구성하여, 기판 위의 배선과 소자의 수를 큰 폭으로 줄이고 기판의 크기도 감소시킨 것이다. 조명등의 구체적인 작동과정에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

한편, 제1동조회로(31)의 제1인덕터(311)는 제1다이오드(211)의 애노드와 제1입력단자(11) 사이에 연결되고, 제1캐패시터(312)는 제2다이오드(212)의 애노드와 제1입력단자(11) 사이에 연결되며, 제2동조회로(32)의 제2인덕터(321)는 제3다이오드(213)의 애노드와 제2입력단자(12)의 사이에 연결되고, 제2캐패시터(322)는 제4다이오드(214)의 애노드와 제2입력단자(12)의 사이에 연결된다. 따라서, 변동하는 교류전원의 주파수를 제1인덕터(311) 및 제2인덕터(321)를 이용하여 적절히 감쇄시킬 수 있고, 이에 대응하여 생성되는 전자기 에너지를 외부로 누출시키지 않고 제1인덕터(311) 및 제1캐패시터(312)의 쌍과, 제2인덕터(321) 및 제2캐패시터(322)의 쌍에 저장할 수 있다. 또한, 정류과정에서 제1캐패시터(312) 및 제2캐패시터(322)가 지속적으로 충전 및 방전되므로, 제2정류선(42)통해 흐르는 전류를 안정시키고 그라운드 선으로 작용하는 제2정류선(42)의 기준전위를 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한, 제1동조회로(31)의 제1인덕터(311)와 제1캐패시터(312)의 용량에 따라 계산된 임피던스 값과, 제2동조회로(32)의 제2인덕터(321)와 제2캐패시터(322)의 용량에 따라 계산된 임피던스 값을 전술한 안정기(형광등용 등기구 내부에 형성되어 교류전력을 출력하고 출력단이 조명소켓에 연결된 것일 수 있다)의 임피던스 값과 일치시켜, 전력 손실을 없애고 보다 원활하게 형광등용 조명소켓(도 9의 B참조)으로부터 전력을 공급받도록 구성할 수 있다. 이 때, 제1캐패시터(312), 및 제2캐패시터(322)의 용량은 상기 안정기의 임피던스 값과 부하의 크기(LED소자의 개수에 대응하여 증감할 수 있다)등을 고려하여 적절히 설정할 수 있으며, 제1캐패시터(312) 및 제2캐패시터(322)는 전위가 변동하는 교류전원에 대응하여 원활하게 동작할 수 있도록 무극성(non-polarized)인 것을 사용할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 제1하프정류회로와 제2하프정류회로가 서로 연계된 정류과정 및 형광등형 LED조명등의 작동과정에 대해 설명한다.

제1입력단자(11) 및 제2입력단자(12)를 통해 인가되는 교류전원은 제1입력단자(11)측에 양전위가 형성되고 제2입력단자(12)측에 음전위가 형성되는 제1주기와, 반대로 제1입력단자(11) 측에 음전위가 형성되고 제2입력단자(12)측에 양전위가 형성되는 제2주기가 교대로 반복되는 것으로 생각할 수 있다.

제1주기의 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이 전류가 제1입력단자(11)로부터 제2입력단자(12)로 흐를 수 있고, 서로 동일방향으로 정렬된 제1하프정류회로(21a)의 제1다이오드(211)와 제2하프정류회로(21b)의 제4다이오드(214)를 통과하여 정류될 수 있다. 이러한 정류과정에 의한 정류파형은 도 6에 도시된 바와 같은 점선 부분이 제거된 반파 정류파형으로 나타날 수 있다. 도 6의 파형은 제1다이오드(211)의 애노드와 캐소드 사이에서 측정된 전압파형일 수 있다.

반대로 제2주기의 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 전류의 방향이 역전되어 제2입력단자(12)로부터 제1입력단자(11)로 흐를 수 있고, 서로 동일방향으로 정렬된 제2하프정류회로(21b)의 제3다이오드(213)와 제1하프정류회로(21a)의 제2다이오드(212)를 통과하여 정류될 수 있다. 이에 따른 정류과정은 도 7에 도시된 바와 같이 변동주기가 도 6에 대해 역전되고, 역전된 주기의 점선 부분이 제거된 형태의 반파 정류파형으로 나타할 수 있다. 도 7의 파형은 제3다이오드(213)의 애노드와 캐소드 사이에서 측정된 전압파형일 수 있다.

이러한 제1주기와 제2주기는 서로 교대로 반복되므로, 결국, 도 8에 도시된 바와 같이 두 반파 정류파형이 합쳐져 시간에 따라 전위가 변동하지 않고 일정하게 유지되는 전파 정류파형이 얻어지게 된다. 특히, 정류과정에서 제1다이오드(211)의 캐소드 및 제2다이오드(212)의 애노드 사이에 연결되는 제1평활캐패시터(215)와, 제3다이오드(213)의 캐소드 및 제4다이오드(214)의 애노드 사이에 연결되는 제2평활캐패시터(216)에 지속적으로 전하가 충전 및 방전되므로, 정류된 파형은 도 8에 도시된 바와 같이 점선부분이 제거된 직류에 가까운 파형이 된다. 이 때 제1평활캐패시터(215) 및 제2평활캐패시터(216)는 극성을 갖는(polarized)것일 수 있으며, 도 8의 파형은 제1정류선(41)과 제2정류선(42) 사이에서 측정된 전압파형일 수 있다.

즉, 제1하프정류회로(21a)와 제2하프정류회로(21b)의 상호작용에 의한 정류과정을 통해서 제1정류선(41)과 제2정류선(42)의 사이에 전파 정류된 직류전원이 인가된다. 이 때, 제2정류선(도 4 및 도 5의 42참조)은 제1주기 및 제2주기에 대해 모두 기준전위를 나타내는 공동 그라운드 선으로 작용하며 이에 따라 직류전류는 제1정류선(도 4 및 도 5의 41참조)으로부터 복수 개의 LED소자(50)를 통과하여 제2정류선(42)으로 흘러 LED소자(50)들을 원활히 구동시키게 된다.

도 9는 도 1의 형광등형 LED조명등의 사용상태도이다.

이를 통해 도 9에 도시된 바와 같이 제1정류선(41)과 제2정류선(42) 사이에 병렬 연결된 복수의 LED소자(50) 들을 모두 발광시켜, 형광등형 LED조명등(1)을 용이하게 사용할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 서로 별도로 동작하는 복수개의 정류회로 등을 구성할 필요가 없고, 이에 따라 회로구성이 단순화되어 회로기판(10)의 크기가 크게 축소되고, 소자간 간격도 적절히 유지할 수 있는 것이다.

형광등형 LED조명등(1)은 도시된 바와 같이 제1입력단자(11) 및 제2입력단자(12)가 종래의 등기구(A)에 형성된 형광등용 조명소켓(B)에 삽입되어 교류전원을 인가 받고, 이를 전술한 제1하프정류회로(도 4 및 도 5의 21a참조) 및 제2하프정류회로(도 4 및 도 5의 21b참조)의 쌍이 정류한다. 따라서, 종래의 교류전원을 제공하는 등기구(A)를 그대로 이용하여 LED를 작동시키고 보다 밝은 조명효과를 얻는 유용한 효과까지도 얻을 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

1: 형광등형 LED조명등 10: 회로기판
11: 제1입력단자 12: 제2입력단자
20a: 제1회로부 20b: 제2회로부
21a: 제1하프정류회로 21b: 제2하프정류회로
31: 제1동조회로 41: 제1정류선
42: 제2정류선 43: 과전류 차단부
50: LED소자 60: 투광부
70: 히트싱크 211: 제1다이오드
212: 제2다이오드 213: 제3다이오드
214: 제4다이오드 215: 제1평활캐패시터
216: 제2평활캐패시터 311: 제1인덕터
312: 제1캐패시터 32: 제2동조회로
321: 제2인덕터 322: 제2캐패시터
A: 등기구 B: 조명소켓

Claims (10)

1. 형광등용 조명소켓에 접속되어 동작하는 형광등형 LED조명등에 있어서,
   서로 다른 상기 조명소켓 사이로 길게 연장되는 회로기판;
   상기 회로기판의 양 끝단에 각각 실장되어 상기 조명소켓에 각각 삽입되는 제1입력단자 및 제2입력단자;
   상기 제1입력단자와 인접한 상기 회로기판의 일단부에 형성되어 상기 제1입력단자와 연결되는 제1하프정류회로;
   상기 제2입력단자와 인접한 상기 회로기판의 타단부에 형성되어 상기 제2입력단자와 연결되는 제2하프정류회로;
   상기 회로기판의 양단부를 가로질러 형성되고 상기 제1하프정류회로와 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 제1정류선;
   상기 회로기판의 양단부를 가로질러 형성되고 상기 제1정류선과 이격되어 상기 제1하프정류회로와 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 제2정류선; 및
   상기 제1정류선과 상기 제2정류선의 사이에 병렬 연결되는 복수 개의 LED소자를 포함하여,
   상기 제1입력단자 및 상기 제2입력단자를 통해 입력된 교류전원이 상기 제1하프정류회로, 및 상기 제2하프정류회로를 통과하여 전파 정류되고, 상기 제1하프정류회로, 및 상기 제2하프정류회로 사이를 연결하는 상기 제1정류선과 상기 제2정류선 사이에 전파 정류된 직류전원이 인가되되,
   상기 제1하프정류회로는 상기 제1입력단자에 애노드가 연결되고 상기 제1정류선에 캐소드가 연결되는 제1다이오드, 및 상기 제1입력단자에 캐소드가 연결되고 상기 제2정류선에 애노드가 연결되는 제2다이오드를 포함하고,
   상기 제2하프정류회로는 상기 제2입력단자에 애노드가 연결되고 상기 제1정류선에 캐소드가 연결되는 제3다이오드, 및 상기 제2입력단자에 캐소드가 연결되고 상기 제2정류선에 애노드가 연결되는 제4다이오드를 포함하여,
   상기 제1정류선이 상기 제1다이오드의 캐소드와 상기 제3다이오드의 캐소드 사이에 연결되고, 상기 제2정류선이 상기 제2다이오드의 애노드와 상기 제4다이오드의 애노드 사이에 연결되되,
   상기 제1입력단자와 상기 제1하프정류회로 사이에 서로 병렬로 연결되는 제1인덕터 및 제1캐패시터를 포함하는 제1동조회로 및 상기 제2입력단자와 상기 제2하프정류회로 사이에 서로 병렬로 연결되는 제2인덕터 및 제2캐패시터를 포함하는 제2동조회로를 더 포함하고,
   상기 조명 소켓은 형광등 안정기의 출력단에 연결되어, 상기 제1동조회로 및 상기 제2동조회로는 입력된 교류전원의 주파수를 변동시키는 동시에 자신의 임피던스가 상기 안정기의 임피던스와 동일한 값을 갖으며,
   상기 제1인덕터는 상기 제1다이오드의 애노드와 상기 제1입력단자 사이에 연결되고, 상기 제1캐패시터는 상기 제2다이오드의 애노드와 상기 제1입력단자 사이에 연결되며, 상기 제2인덕터는 상기 제3다이오드의 애노드와 상기 제2입력단자 사이에 연결되고, 상기 제2캐패시터는 상기 제4다이오드의 애노드와 상기 제2입력단자 사이에 연결되는 형광등형 LED조명등.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2정류선은 상기 직류전원의 기준전위를 나타내는 공동 그라운드 선인 형광등형 LED조명등.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1다이오드의 캐소드와 상기 제2다이오드의 애노드 사이에 연결되는 제1평활캐패시터, 및
   상기 제3다이오드의 캐소드와 상기 제4다이오드의 애노드 사이에 연결되는 제2평활캐패시터를 더 포함하는 형광등형 LED조명등.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1평활캐패시터 및 상기 제2평활캐패시터는 극성을 갖는(polarized) 형광등형 LED조명등.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1캐패시터 및 상기 제2캐패시터는 무극성(non-polarized)인 형광등형 LED조명등.
10. 제1항에 있어서,
    일 면이 상기 회로기판과 접촉되고 상기 회로기판과 접촉되지 않는 타 면에 방열핀이 형성된 히트싱크를 더 포함하는 형광등형 LED조명등.
    

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