KR101653134B1

KR101653134B1 - Led 조명등 구동장치

Info

Publication number: KR101653134B1
Application number: KR1020160056318A
Authority: KR
Inventors: 강규리
Original assignee: 강규리
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2016-09-01

Abstract

본 발명은 1개 이상의 LED(1)를 포함하는 LED 조명등의 구동장치에 있어서, 상용 교류전원 입력에 의한 LED(1)의 기동전원을 안정화시켜 LED(1) 측으로 출력하기 위한 LED 전원부(100); 상기 LED(1)의 기동과 연동하지 않도록 LED 전원부(100)와 독립적으로 구비되며, 시스템 회로부(300)를 안정적으로 구동할 수 있도록 시스템 전원을 공급하기 위한 시스템 전원부(200); 상기 시스템 전원부(200)로부터 공급되는 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원에 의해 동작되는 것으로서, LED(1)의 동작신호 및 출력을 제어하기 위한 시스템 회로부(300);를 포함하며, 상기 LED 전원부(100)는 상용 교류전원이 제1 교류전원선(AC1)과 제2 교류전원선(AC2)으로 인가시 과전압보호소자(TNR1)에 의해 과전압을 제어하도록 구비하며; 상기 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 직류전압으로 변환 생성하고, 상기 제2 교류전원선(AC2)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 직류전압으로 변환 생성하되, LED(1)의 구동에 적합한 직류변환출력을 내보내도록 구비하는 등 교류입력에 의한 LED(1) 측 구동전원 출력을 안정화시킬 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

LED 조명등 구동장치{DRIVING DEVICE FOR LED LIGHTING LAMP}

본 발명은 LED 조명등 구동회로를 갖는 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원부를 형성하는 LED와 시스템 회로에 인가되는 전원을 안정화시킬 수 있도록 하는 등 제품의 구동 안정성을 크게 개선할 수 있도록 한 LED 조명등 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘이디(LED)는 발광효율이 높고 수명이 길며 전력소모도 줄일 수 있는 반도체 발광소자로서, 최근 조명 광원 등을 비롯하여 다양한 분야에서 각광을 받고 있다.

이러한 LED를 광원으로 적용하는 LED 조명등은 전체적인 성능이 여러 요인에 의해 결정이 되는데 그 중 하나가 전원 특성이라 할 수 있으며, 전원의 변동에 따라 LED의 광출력이 변동하게 되므로 일정한 광출력을 위해 전원의 안정성이 매우 중요하며, LED 자체의 수명은 반영구적이지만 시스템 측면에서의 수명은 전원장치에 의해 결정이 된다.

또한, LED의 안정적인 동작을 위해서는 어느 영역이상으로 전압과 전류가 넘지 않도록 해야 한다.

덧붙여, LED는 주변온도에 의하여 광도가 변화될 수 있고 자체 수명 또한 단축될 수도 있다.

이에 따라, LED 조명등은 전원장치의 안정성이 가장 우선적으로 해결되어야 하고, 이는 LED 조명등의 전체 시스템 설계시 매우 중요하게 고려되어야 한다.

한편, 종래 제안 및 출시되어 사용되고 있는 LED 조명등에 대해 살펴보면, 구동회로가 불합리한 체계를 가지고 있고 이로 인해 시스템이 유동적이면서 불안정하여 오동작 발생우려가 큰 문제점이 있었다.

즉, 램프의 기동과 연동하도록 구성되어 있어 시스템의 전원이 불안정할 수밖에 없고, 에러를 유발하는 문제점이 있었으며, 이를 해결하고자 부품을 추가적으로 적용하는 불편함 및 잦은 A/S를 유발하고 있어 개선이 시급한 실정에 있다.

또한, 종래 LED 조명등은 LED의 사용 개수 및 와트를 설정하는데 한계가 있고, LED 출력에 있어 잔상 및 잔광이 발생되는 문제점이 있었으며, 전원 스파크 발생시 LED의 출력이 급격하게 변화함과 더불어 부품 파괴를 유발하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 광원인 LED를 켜고 끌 때에 전압 변동이 발생하는데 이러한 전압 변동에 민감하게 반응하므로 불안정한 문제를 가지고 있고, LED를 켜고 끌 때에 출력회로에서의 과부하가 발생되는 문제점 및 이로 인해 부품이 파괴되고 특성 이상을 일으켜 오동작이 발생되는 문제점이 있었으며, 시스템을 구성하는 반도체 소자들이 온도변화에 민감하게 반응하여 잦은 에러를 유발하는 문제점이 있었다.

특히, 종래 LED 조명등에 있어 센서등의 경우에는 전압 변동이 더욱 크게 발생하게 되는데, 리플 전압이 높아지는 등 불안정 요소가 더욱 크며 에러 발생이 잦은 문제점이 있었다.

이에 따라, 종래 LED 조명등에 대한 개선 방안이 업계에서나 소비자 측면 모두에서 절실히 요구되고 있는 실정에 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1553219호 (2015.09.09. 등록)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점 등을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 광원부를 형성하는 LED와 시스템 회로에 인가되는 전원을 안정화시킬 수 있도록 하는 등 제품의 구동 안정성을 크게 개선할 수 있도록 한 LED 조명등 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 제품의 수명 향상 등 내구성을 높일 수 있도록 하고 시스템 상에 구비되는 센서의 에러 발생을 극소화할 수 있도록 한 LED 조명등 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 LED의 사용 개수 및 와트와 상관없이 사용 가능하게 하고, 출력을 개선하여 잔상 및 잔광 발생을 차단할 수 있도록 하고, 전원 스파크가 발생되더라도 LED의 출력이 급격하게 변화하는 것을 방지함과 더불어 부품이 파괴되는 것을 방지할 수 있도록 하며, LED 기동전원과 시스템 구동전원을 독립적으로 구성함으로써 시스템을 안정시켜 각종 에러 및 오동작을 방지할 수 있도록 한 LED 조명용 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 LED를 켜고 끌 때에 발생하는 전압 변동에 효율적으로 대처할 수 있도록 개선함과 더불어 출력회로의 안정성을 도모하여 부품이 파괴되고 특성 이상을 일으켜 오동작이 발생되는 문제점을 개선할 수 있도록 하며, 시스템을 구성하는 반도체 소자들이 온도변화에 민감하게 반응하지 않도록 최적화하여 에러 발생을 방지하고 시스템의 안정화를 구현할 수 있도록 한 LED 조명용 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LED 조명등 구동장치는, 1개 이상의 LED(1)를 포함하는 LED 조명등의 구동장치에 있어서, 상용 교류전원 입력에 의한 LED(1)의 기동전원을 안정화시켜 LED(1) 측으로 출력하기 위한 LED 전원부(100); 상기 LED(1)의 기동과 연동하지 않도록 LED 전원부(100)와 독립적으로 구비되며, 시스템 회로부(300)를 안정적으로 구동할 수 있도록 시스템 전원을 공급하기 위한 시스템 전원부(200); 상기 시스템 전원부(200)로부터 공급되는 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원에 의해 동작되는 것으로서, LED(1)의 동작신호 및 출력을 제어하기 위한 시스템 회로부(300);를 포함하며, 상기 LED 전원부(100)는 상용 교류전원이 제1 교류전원선(AC1)과 제2 교류전원선(AC2)으로 인가시 과전압보호소자(TNR1)에 의해 과전압을 제어하도록 구비하며; 상기 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 과전류 보호를 위한 퓨즈(F1)를 통과한 후 병렬 구성한 커패시터(C20)와 저항(R31)을 거쳐 2개의 다이오드(D7)(D8)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하고, 상기 제2 교류전원선(AC2)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 인덕터(L1)를 통과한 후 2개의 다이오드(D5)(D6)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하되, 저항(R32)과 병렬 연결된 커패시터(C2)에 로드(load)되어 LED(1)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비하며; 상기 시스템 회로부(300)에서 발생되는 LED(1)의 동작제어용 출력신호가 교류 공급차단용 역류방지다이오드(D13)를 거쳐 스위칭소자(Q2)의 스위칭에 의해 상기 커패시터(C2)에 로드되어 LED(1)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비함으로써 교류입력에 의한 LED(1) 측 구동전원 출력을 안정화시킬 수 있도록 구성하며; 여기에서, 상기 시스템 회로부(300)는 인체감지센서(SN1)와 빛감지센서(SN1 CDS) 및 주야간 전환스위치(SW1)를 포함하며; 상기 시스템 전원부(200)에서 출력되는 일정 직류전압(Vcc)에 대해 저항(R22)을 통과하여 동일한 값의 라인직류전압을 형성 및 제2 비교기(U1B)로 인가되게 하고 인체감지센서(SN1)에서의 감지시 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값과 비교하여 전압변화에 의한 변환 데이터값을 출력하는 시스템전원 인가 및 변환데이터 출력회로(310); 상기 인체감지센서(SN1)에 저항(R21)을 통하여 라인직류전압을 인가하며, 인체감지신호가 발생시 신호데이터의 안정화를 위해 저항(R23)과 커패시터(C15)를 병렬 연결한 데이터 안정화부(321)를 구비하되 제1 비교기(U1A)의 (+)입력단에 연결함과 더불어 저항(R27)의 양단에 커패시터(C9)(C10)를 연결한 기준 데이터부(322)를 구비하되 제1 비교기(U1A)의 (-)입력단에 연결하여 이들의 비교 데이터값을 출력하고, 제1 비교기(U1A)의 출력단에 저항(R29) 및 커패시터(C8)와 저항(R30) 및 커패시터(C17)의 직병렬 연결구조를 갖는 역궤환부(323)를 연결하여 제2 비교기(U1B)의 (-)입력단으로 연결하는 역궤환을 형성함으로써 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값을 제공하는 인체감지신호 컨트롤회로부(320); 상기 제2 비교기(U1B)로부터 출력된 변환 데이터값에 대해 저항(R7)과 커패시터(C11)에 의한 데이터 안정화부(331)를 거쳐 제3 비교기(U1C)의 (-)입력단에 입력되게 하고, 2개의 저항(R12)(R13) 연결을 갖는 기준 데이터부(332)를 제3 비교기(U1C)의 (+)입력단에 연결하여 이들을 비교한 타이머 변환 데이터값을 출력하며, 제3 비교기(U1C)의 출력단에 역전류방지다이오드(D3)가 연결된 LED점등시간 지정회로부(330); 상기 LED점등시간 지정회로부(330)에서의 출력이 저항(R5)을 경유하여 트랜지스터(Q1)의 베이스단자(B)에 연결되게 하되 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단자(C)를 주야간 전환스위치(SW1)에 연결하여 타이머 변환 데이터값에 의한 주야간 동작 기준점 제어를 준비하고 대기하는 타이머 변환출력회로부(340); 상기 빛감지센서(SN1 CDS)의 출력단에 저항(R11)을 연결하여 감지신호 데이터를 안정화하고 저항(R4) 연결을 통해 신호데이터의 변환 입력값을 제4 비교기(U1D)의 (+)입력단에 입력되게 하며, 주야간 전환스위치(SW1)를 제4 비교기(U1D)의 (-)입력단에 연결하고 라인직류전압을 인가받는 저항(R2) 연결을 통해 컨트롤 전압 및 전류를 형성시켜 주야간의 기준 데이터값을 산출케 하되 저항(R10)을 경유하여 로드 기준값으로 제4 비교기(U1D)의 (-)입력단에 입력되게 함으로써 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지신호에 따른 변환 입력값과 로드 기준값 및 타이머 변환 데이터값을 통해 LED(1) 동작을 위한 출력을 내보내되 주야간 설정상태 및 인체 감지여부에 따라 제어하는 출력제어회로부(350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 시스템 전원부(200)는 상기 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 직렬 구성한 저항(R15)과 커패시터(C3)를 거쳐 4개의 다이오드(D9)(D10(D11)(D12)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하되, 저항(R24)을 통과 후 제너다이오드(ZD1)에 의해 일정 직류전압(Vcc)을 갖도록 제어하고 이를 커패시터(C19)에 로드(load)시켜 시스템 회로부(300)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비함으로써 상기 LED(1) 측 기동시 발생하는 전압변동에 관계없이 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원 출력을 안정화시킬 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

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여기에서, 상기 인체감지신호 컨트롤회로부(320)는 저항(R25)과 커패시터(C16)의 병렬 연결을 갖되 일측을 기준 데이터부(322)에 연결하고 타측을 제1 비교기(U1A)의 출력단에 연결하여 기준 데이터부(322)에서 발생되는 기준 데이터를 안정적으로 유지 및 확인할 수 있도록 부궤환을 형성시킨 회로안정 부궤환부(324)를 포함하며; 상기 출력제어회로부(350)는 다이오드(D2)와 저항(R3)의 병렬 연결을 갖되 일측을 저항(R4)과 제4 비교기(U1D)를 연결하는 연결선에 연결하고 타측을 접지하며, 저항(R4)을 통해 제4 비교기(U1D)의 (+)입력단으로 입력되는 빛감지 신호데이터의 변환 입력값을 안정적으로 유지 및 확인할 수 있도록 부궤환을 형성시킨 회로안정 부궤환부(351)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 광원부를 형성하는 LED와 시스템 회로에 인가되는 전원 각각에 대해 안정화를 도모할 수 있어 제품의 구동 안정성을 크게 개선할 수 있으며, 제품의 수명 향상 등 내구성을 높일 수 있고 시스템 상에 구비되는 센서의 에러 발생을 극소화할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명은 LED의 개수 및 와트와 상관없이 사용 및 동작할 수 있고, LED 측 출력을 개선함에 의해 잔상 및 잔광 발생을 차단할 수 있으며, 전원 스파크가 발생되더라도 LED의 출력이 급격하게 변화하는 것을 방지할 수 있음과 더불어 제품 내 부품이 파괴되는 것을 방지할 수 있으며, LED 기동전원과 시스템 구동전원을 독립적으로 구성함으로써 시스템화에 기여할 수 있어 각종 에러 및 오동작을 방지할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명은 LED를 켜고 끌 때에 발생하는 전압 변동에 효율적으로 대처할 수 있는 개선 회로를 제공하며, 전원 안정화는 물론 시스템 회로의 동작 안정성을 구현할 수 있어 부품이 파괴되고 특성 이상을 일으켜 오동작이 발생되던 기존의 문제점을 개선할 수 있으며, 시스템 상에 구비되는 각종 반도체 소자들이 온도변화에 민감하게 반응하지 않도록 하는 최적화된 설계를 제공하는 것으로서 에러 발생을 방지하면서 시스템의 안정화를 구현하는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명등 구동장치를 설명하기 위해 나타낸 개략적 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명등 구동장치에 있어 LED 전원부의 상세 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명등 구동장치에 있어 시스템 전원부의 상세 구성을 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명등 구동장치에 있어 시스템 회로부의 상세 구성을 나타낸 회로도이다.

본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 LED 조명등 구동장치는 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 1개 이상의 LED(1)를 포함하는 LED 광원부, LED 전원부(100), 시스템 전원부(200), 시스템 회로부(300)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 LED 전원부(100)는 상용 교류전원 입력에 의한 LED(1)의 기동전원을 안정화시켜 LED(1) 측으로 출력하기 위한 LED구동 전원공급회로이다.

이때, 상기 LED 전원부(100)는 상용 교류전원이 제1 교류전원선(AC1)과 제2 교류전원선(AC2)으로 인가시 과전압보호소자(TNR1)에 의해 과전압을 제어하도록 구비한다.

상기 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 과전류 보호를 위한 퓨즈(F1)를 통과한 후 병렬 구성한 커패시터(C20)와 저항(R31)을 거쳐 2개의 다이오드(D7)(D8)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하도록 구비한다.

상기 제2 교류전원선(AC2)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 인덕터(L1)를 통과한 후 2개의 다이오드(D5)(D6)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하되, 저항(R32)과 병렬 연결된 커패시터(C2)에 로드(load)되어 LED(1)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비한다.

또한, 상기 시스템 회로부(300)에서 발생되는 LED(1)의 동작제어용 출력신호가 교류 공급차단용 역류방지다이오드(D13)를 거쳐 스위칭소자(Q2)의 스위칭에 의해 상기 커패시터(C2)에 로드되어 LED(1)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비한다.

여기에서, 상기 스위칭소자(Q2)는 SCR(실리콘제어정류기) 등을 사용할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 LED 전원부(100)의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상용 교류전원(AC 220V)이 제1 교류전원선(AC1)과 제2 교류전원선(AC2)으로 인가되면 과전압보호소자(TNR1)에 의하여 과전압(제한전압)이 제어되고, 제1 교류전원선(AC1)으로 1회로가 인가되어 퓨즈(F1)를 통과하고 커패시터(C20)와 저항(R31)을 경유하여 이에 연결된 다이오드(D7)(D8)에 인가되며, 다이오드(D7)를 통해 정류하여 직류출력전압 (+)단에 대기함과 더불어 다이오드(D8)를 통해 정류하여 직류출력전압 (-)단에 대기한다.

또한, 제2 교류전원선(AC2)으로 1회로가 인가되어 인덕터(L1)를 통과하고 이에 연결된 다이오드(D5)(D6)에 인가되며, 다이오드(D5)를 통해 정류하여 직류출력전압 (+)단에 대기함과 더불어 다이오드(D6)를 통해 정류하여 직류출력전압 (-)단에 대기한다.

또한, 시스템 회로부(300)에서의 제어출력이 입력되는데, 이는 다이오드(D13)를 통해 시스템 회로부(300) 측으로 교류가 공급되는 것을 차단 및 역류를 방지토록 기능하면서 시스템 회로부(300)에서의 제어출력을 입력받고, 스위칭소자(Q2)를 통한 스위칭에 의해 커패시터(C2)에 로드(LOAD) 처리할 수 있으며, 이를 통해 LED(1) 측으로 공급하기에 적합 및 안정된 직류변환을 완성할 수 있다.

이에, LED 광원부를 구성하는 1개 이상의 LED(1)를 안정되게 구동할 수 있는 전원을 출력할 수 있다.

상기 시스템 전원부(200)는 상기 LED(1)의 기동과 연동하지 않도록 LED 전원부(100)와 독립적으로 구비되며, 시스템 회로부(300)를 안정적으로 구동할 수 있도록 시스템 전원을 공급하기 위한 시스템구동 전원공급회로이다.

이때, 상기 시스템 전원부(200)는 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 직렬 구성한 저항(R15)과 커패시터(C3)를 거쳐 4개의 다이오드(D9)(D10(D11)(D12)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하되, 저항(R24)을 통과 후 제너다이오드(ZD1)에 의해 일정 직류전압(Vcc)을 갖도록 제어하고 이를 커패시터(C19)에 로드(load)시켜 시스템 회로부(300)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비한다.

보다 상세하게, 상기 시스템 전원부(200)의 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1 교류전원선(AC1)으로 1회로가 인가되어 저항(R15)과 커패시터(C3)를 경유하고 이에 연결된 4개의 다이오드(D9)(D10(D11)(D12)에 인가함에 의해 정류하여 직류전압으로 변환 생성한다.

이어, 정류부의 출력단에 연결된 직류변환출력은 저항(R24)을 통과시 제너다이오드(ZD1)에 의해 일정전압(+5V)을 갖는 직류전압(Vcc)으로 제어되며, 이는 커패시터(C19)에 로드(load)되고, 시스템 회로부(300)의 구동에 적합한 직류변환을 완성하여 Vcc +5V의 직류전압을 출력한다.

이에, 상기 시스템 전원부(200)에서는 상기 LED(1) 측 기동시 발생하는 전압변동에 관계없이 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원을 안정적으로 출력할 수 있으며, 기존에 전압변동으로 인해 발생할 수 있는 내부 시스템 에러를 방지할 수 있고 잦은 A/S 등의 마찰을 사전에 방지할 수 있으며, LED를 포함하는 제품의 내구성과 안전성을 높일 수 있고 용적(LED 개수)에 의한 안정성을 부여할 수 있다.

상기 시스템 회로부(300)는 상기 시스템 전원부(200)로부터 공급되는 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원에 의해 동작되는 것으로서, LED(1)의 동작신호 및 출력을 제어하기 위한 시스템 회로이다.

특히, 상기 시스템 회로부(300)는 인체감지센서(SN1)와 빛감지센서(SN1 CDS) 및 주야간 전환스위치(SW1)를 포함하는 구성으로 구비함으로써, 인체 및 물체의 움직임에 반응하여 LED(1)에 대한 점등과 소등의 유무를 결정하고, 빛의 세기에 반응하여 주간과 야간을 구분함과 더불어 인체 및 물체 감지에 따라 LED(1)의 동작을 제어하는 시스템 구성을 갖도록 한다.

이때, 상기 시스템 회로부(300)는 상기 시스템 전원부(200)에서 출력되는 일정 직류전압(Vcc)에 대해 저항(R22)을 통과하여 동일한 값의 라인직류전압을 형성 및 제2 비교기(U1B)로 인가되게 하고 인체감지센서(SN1)에서의 감지시 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값과 비교하여 전압변화에 의한 변환 데이터값을 출력하는 시스템전원 인가 및 변환데이터 출력회로(310)와; 상기 인체감지센서(SN1)에 저항(R21)을 통하여 라인직류전압을 인가하며, 인체감지신호가 발생시 신호데이터의 안정화를 위해 저항(R23)과 커패시터(C15)를 병렬 연결한 데이터 안정화부(321)를 구비하되 제1 비교기(U1A)의 (+)입력단에 연결함과 더불어 저항(R27)의 양단에 커패시터(C9)(C10)를 연결한 기준 데이터부(322)를 구비하되 제1 비교기(U1A)의 (-)입력단에 연결하여 이들의 비교 데이터값을 출력하고, 제1 비교기(U1A)의 출력단에 저항(R29) 및 커패시터(C8)와 저항(R30) 및 커패시터(C17)의 직병렬 연결구조를 갖는 역궤환부(323)를 연결하여 제2 비교기(U1B)의 (-)입력단으로 연결하는 역궤환을 형성함으로써 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값을 제공하는 인체감지신호 컨트롤회로부(320)와; 상기 제2 비교기(U1B)로부터 출력된 변환 데이터값에 대해 저항(R7)과 커패시터(C11)에 의한 데이터 안정화부(331)를 거쳐 제3 비교기(U1C)의 (-)입력단에 입력되게 하고, 2개의 저항(R12)(R13) 연결을 갖는 기준 데이터부(332)를 제3 비교기(U1C)의 (+)입력단에 연결하여 이들을 비교한 타이머 변환 데이터값을 출력하며, 제3 비교기(U1C)의 출력단에 역전류방지다이오드(D3)가 연결된 LED점등시간 지정회로부(330)와; 상기 LED점등시간 지정회로부(330)에서의 출력이 저항(R5)을 경유하여 트랜지스터(Q1)의 베이스단자(B)에 연결되게 하되 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단자(C)를 주야간 전환스위치(SW1)에 연결하여 타이머 변환 데이터값에 의한 주야간 동작 기준점 제어를 준비하고 대기하는 타이머 변환출력회로부(340)와; 상기 빛감지센서(SN1 CDS)의 출력단에 저항(R11)을 연결하여 감지신호 데이터를 안정화하고 저항(R4) 연결을 통해 신호데이터의 변환 입력값을 제4 비교기(U1D)의 (+)입력단에 입력되게 하며, 주야간 전환스위치(SW1)를 제4 비교기(U1D)의 (-)입력단에 연결하고 라인직류전압을 인가받는 저항(R2) 연결을 통해 컨트롤 전압 및 전류를 형성시켜 주야간의 기준 데이터값을 산출케 하되 저항(R10)을 경유하여 로드 기준값으로 제4 비교기(U1D)의 (-)입력단에 입력되게 함으로써 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지신호에 따른 변환 입력값과 로드 기준값 및 타이머 변환 데이터값을 통해 LED(1) 동작을 위한 출력을 내보내되 주야간 설정상태 및 인체 감지여부에 따라 제어하는 출력제어회로부(350)를 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.

여기에서, 상기 인체감지신호 컨트롤회로부(320)는 저항(R25)과 커패시터(C16)의 병렬 연결을 갖되 일측을 기준 데이터부(322)에 연결하고 타측을 제1 비교기(U1A)의 출력단에 연결하여 기준 데이터부(322)에서 발생되는 기준 데이터를 안정적으로 유지 및 확인할 수 있도록 부궤환을 형성시킨 회로안정 부궤환부(324)를 포함시키는 구성을 갖게 함이 바람직하다.

여기에서, 상기 출력제어회로부(350)는 다이오드(D2)와 저항(R3)의 병렬 연결을 갖되 일측을 저항(R4)과 제4 비교기(U1D)를 연결하는 연결선에 연결하고 타측을 접지 유도하며, 저항(R4)을 통해 제4 비교기(U1D)의 (+)입력단으로 입력되는 빛감지 신호데이터의 변환 입력값을 안정적으로 유지 및 확인할 수 있도록 부궤환을 형성시킨 회로안정 부궤환부(351)를 포함시키는 구성을 갖게 함이 바람직하다.

여기에서, 상기 인체감지센서(SN1)는 인체 감지와 더불어 물체 감지를 포함하는 것으로 정의할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 시스템 회로부(300)의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

시스템 전원부(200)로부터 출력되는 VCC +5V가 시스템전원 인가 및 변환데이터 출력회로(310)로 입력된다.

이때, 시스템 전원부(200)로부터 출력되어 시스템 회로부(300) 측에 입력되는 VCC +5V는 저항(R22)을 거쳐 LINE +5V의 라인직류전압을 형성하고, 제2 비교기(U1B)의 4핀에 전압을 인가하여 대기한다.

인체감지신호 컨트롤회로부(320)에서는 인체감지센서(SN1)에 저항(R21)을 통하여 LINE +5V의 라인직류전압이 인가되고 인체감지센서(SN1)로부터 감지신호가 발생되면, 제1 비교기(U1A)의 3핀에 연결된 데이터 안정화부(321)에 의해 감지신호 데이터를 안정화시켜 입력하고, 제1 비교기(U1A)의 2핀에 연결된 기준 데이터부(322)에 의해 기준 데이터를 입력하며, 제1 비교기(U1A)에서 이를 비교하여 비교 데이터값을 출력하되 역궤환부(323)를 통해 제2 비교기(U1B)의 6핀으로 입력한다.

이때, 기준 데이터부(322)와 제1 비교기(U1A)에 연결되는 회로안정 부궤환부(324)에서는 부궤환을 통해 기준 데이터부(322)에서 발생되는 기준 데이터를 안정적으로 유지 및 확인할 수 있다.

이에, 시스템전원 인가 및 변환데이터 출력회로(310)의 제2 비교기(U1B)에서는 인체감지센서(SN1)에서의 감지시 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값과 비교하여 전압변화에 의한 변환 데이터값을 출력한다.

LED점등시간 지정회로부(330)에서는 제2 비교기(U1B)로부터 출력된 변환 데이터값을 데이터 안정화부(331)에 의해 안정화시켜 제3 비교기(U1C)의 9핀으로 입력하고, 기준 데이터부(332)에 의해 제3 비교기(U1C)의 10핀으로 입력되는 데이터값과 비교하여 LED 점등시간을 지정하는 타이머 변환 데이터값을 출력한다.

이때, 타이머 변환 데이터값에 의한 LED 점등시간은 1회 20초 등을 비롯하여 다양하게 구성할 수 있다.

타이머 변환출력회로부(340)에서는 제3 비교기(U1C)로부터 출력된 타이머 변환 데이터값을 트랜지스터(Q1)의 입력단으로 인가하여 LOW 데이터를 구성함과 더불어 주야간 동작 기준점 제어를 준비하고 대기한다.

마지막으로, 출력제어회로부(350)에서는 빛감지센서(SN1 CDS)로부터 감지신호가 발생되면, 저항(R11)을 통해 안정된 감지신호 데이터를 구성하고 저항(R4)을 통해 신호데이터의 변환 입력값을 제4 비교기(U1D)의 12핀에 입력한다.

이때, 라인직류전압을 인가받는 저항(R2)을 통해 컨트롤 전압 및 전류를 형성시켜 주야간의 기준 데이터값을 산출하여 대기하고, 저항(R10)을 경유하여 로드 기준값으로 제4 비교기(U1D)의 13핀에 입력하며, 회로안정 부궤환부(351)를 통해 안정된 회로를 유지토록 한다.

이에, 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지신호에 따른 변환 입력값과 로드 기준값 및 타이머 변환출력회로부(340)로부터 제공되는 타이머 변환 데이터값을 비교하여 LED(1) 동작을 위한 제어출력을 내보낸다.

여기에서, 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지신호에 따라 주야간 전환스위치(SW1)를 스위칭하여 주야간을 설정하고, 이와 더불어 인체 감지여부를 병합하여 제어출력을 LED(1) 측으로 내보낸다.

여기에서, 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지에 의해 주간이 설정되면 인체감지센서(SN1)가 반응하여도 점등을 제어하여 주간에 LED(1)가 켜지는 것을 방지하고, 야간이 설정되면 인체감지센서(SN1)에 반응하여 LED(1) 측 점등과 소등을 제어한다.

여기에서, 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지신호에 따라 주야간 전환스위치(SW1)를 스위칭 처리하는데, 야간 설정시 주야간 전환스위치(SW1)를 스위칭(SW1_2+4)함에 의해 조도감지가 해제되므로 제4 비교기(U1D)의 12핀 측 데이터가 상승하고 13핀에 걸려있는 데이터가 LOW가 되어 제4 비교기(U1D)의 출력단(14핀)으로 HIGH 데이터가 출력된다.

이때, 제4 비교기(U1D)에서는 인체감지센서(SN1)에서의 감지신호 발생시 타이머 변환 데이터값의 입력만큼만 제어출력을 내보내 LED(1)를 점등시킨 후 소등한다.

이러한 동작은 인체감지센서(SN1)를 통한 감지신호가 발생 및 그 감지신호가 유효할 때만 지정시간동안 동작하여 점등시킨 후 소등하게 되며, 인체 감지가 없거나 유효하지 않으면 계속 대기 상태를 유지한다.

주간 설정시 주야간 전환스위치(SW1)를 스위칭(SW1_2+1)함에 의해 조도감지와 관계없이 제4 비교기(U1D)의 12핀에 기준 데이터가 형성되고, 13핀에 걸려있는 데이터가 인체감지센서(SN1)에서 감지시 LOW가 되어 제4 비교기(U1D)의 출력단(14핀)으로 HIGH 데이터가 출력된다.

이때, 제4 비교기(U1D)에서는 타이머 변환 데이터값의 입력만큼만 제어출력을 내보내 LED(1)를 점등시킨 후 소등한다.

이때에도 인체감지센서(SN1)를 통한 감지신호가 발생 및 그 감지신호가 유효할 때만 지정시간동안 동작하여 점등시킨 후 소등하게 되며, 인체 감지가 없거나 유효하지 않으면 계속 대기 상태를 유지한다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과한 것으로서, 이러한 실시예에 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 기술분야의 당업자에 의하여 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.

1: LED
100: LED 전원부
200: 시스템 전원부
300: 시스템 회로부
310: 시스템전원 인가 및 변환데이터 출력회로
320: 인체감지신호 컨트롤회로부
330: LED점등시간 지정회로부
340: 타이머 변환출력회로부
350: 출력제어회로부

Claims

1개 이상의 LED(1)를 포함하는 LED 조명등의 구동장치에 있어서,
상용 교류전원 입력에 의한 LED(1)의 기동전원을 안정화시켜 LED(1) 측으로 출력하기 위한 LED 전원부(100); 상기 LED(1)의 기동과 연동하지 않도록 LED 전원부(100)와 독립적으로 구비되며, 시스템 회로부(300)를 안정적으로 구동할 수 있도록 시스템 전원을 공급하기 위한 시스템 전원부(200); 상기 시스템 전원부(200)로부터 공급되는 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원에 의해 동작되는 것으로서, LED(1)의 동작신호 및 출력을 제어하기 위한 시스템 회로부(300); 를 포함하며,
상기 LED 전원부(100)는,
상용 교류전원이 제1 교류전원선(AC1)과 제2 교류전원선(AC2)으로 인가시 과전압보호소자(TNR1)에 의해 과전압을 제어하도록 구비하며; 상기 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 과전류 보호를 위한 퓨즈(F1)를 통과한 후 병렬 구성한 커패시터(C20)와 저항(R31)을 거쳐 2개의 다이오드(D7)(D8)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하고, 상기 제2 교류전원선(AC2)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 인덕터(L1)를 통과한 후 2개의 다이오드(D5)(D6)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하되, 저항(R32)과 병렬 연결된 커패시터(C2)에 로드(load)되어 LED(1)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비하며; 상기 시스템 회로부(300)에서 발생되는 LED(1)의 동작제어용 출력신호가 교류 공급차단용 역류방지다이오드(D13)를 거쳐 스위칭소자(Q2)의 스위칭에 의해 상기 커패시터(C2)에 로드되어 LED(1)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비함으로써 교류입력에 의한 LED(1) 측 구동전원 출력을 안정화시킬 수 있도록 구성하며;
상기 시스템 회로부(300)는,
인체감지센서(SN1)와 빛감지센서(SN1 CDS) 및 주야간 전환스위치(SW1)를 포함하며; 상기 시스템 전원부(200)에서 출력되는 일정 직류전압(Vcc)에 대해 저항(R22)을 통과하여 동일한 값의 라인직류전압을 형성 및 제2 비교기(U1B)로 인가되게 하고 인체감지센서(SN1)에서의 감지시 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값과 비교하여 전압변화에 의한 변환 데이터값을 출력하는 시스템전원 인가 및 변환데이터 출력회로(310); 상기 인체감지센서(SN1)에 저항(R21)을 통하여 라인직류전압을 인가하며, 인체감지신호가 발생시 신호데이터의 안정화를 위해 저항(R23)과 커패시터(C15)를 병렬 연결한 데이터 안정화부(321)를 구비하되 제1 비교기(U1A)의 (+)입력단에 연결함과 더불어 저항(R27)의 양단에 커패시터(C9)(C10)를 연결한 기준 데이터부(322)를 구비하되 제1 비교기(U1A)의 (-)입력단에 연결하여 이들의 비교 데이터값을 출력하고, 제1 비교기(U1A)의 출력단에 저항(R29) 및 커패시터(C8)와 저항(R30) 및 커패시터(C17)의 직병렬 연결구조를 갖는 역궤환부(323)를 연결하여 제2 비교기(U1B)의 (-)입력단으로 연결하는 역궤환을 형성함으로써 제1 비교기(U1A)로부터 출력된 데이터값을 제공하는 인체감지신호 컨트롤회로부(320); 상기 제2 비교기(U1B)로부터 출력된 변환 데이터값에 대해 저항(R7)과 커패시터(C11)에 의한 데이터 안정화부(331)를 거쳐 제3 비교기(U1C)의 (-)입력단에 입력되게 하고, 2개의 저항(R12)(R13) 연결을 갖는 기준 데이터부(332)를 제3 비교기(U1C)의 (+)입력단에 연결하여 이들을 비교한 타이머 변환 데이터값을 출력하며, 제3 비교기(U1C)의 출력단에 역전류방지다이오드(D3)가 연결된 LED점등시간 지정회로부(330); 상기 LED점등시간 지정회로부(330)에서의 출력이 저항(R5)을 경유하여 트랜지스터(Q1)의 베이스단자(B)에 연결되게 하되 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단자(C)를 주야간 전환스위치(SW1)에 연결하여 타이머 변환 데이터값에 의한 주야간 동작 기준점 제어를 준비하고 대기하는 타이머 변환출력회로부(340); 상기 빛감지센서(SN1 CDS)의 출력단에 저항(R11)을 연결하여 감지신호 데이터를 안정화하고 저항(R4) 연결을 통해 신호데이터의 변환 입력값을 제4 비교기(U1D)의 (+)입력단에 입력되게 하며, 주야간 전환스위치(SW1)를 제4 비교기(U1D)의 (-)입력단에 연결하고 라인직류전압을 인가받는 저항(R2) 연결을 통해 컨트롤 전압 및 전류를 형성시켜 주야간의 기준 데이터값을 산출케 하되 저항(R10)을 경유하여 로드 기준값으로 제4 비교기(U1D)의 (-)입력단에 입력되게 함으로써 빛감지센서(SN1 CDS)에서의 감지신호에 따른 변환 입력값과 로드 기준값 및 타이머 변환 데이터값을 통해 LED(1) 동작을 위한 출력을 내보내되 주야간 설정상태 및 인체 감지여부에 따라 제어하는 출력제어회로부(350); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 구동장치.

제 1항에 있어서,
상기 시스템 전원부(200)는,
상기 제1 교류전원선(AC1)으로 인가되는 상용 교류전원에 대해 직렬 구성한 저항(R15)과 커패시터(C3)를 거쳐 4개의 다이오드(D9)(D10(D11)(D12)에 인가함에 의해 정류를 통해 직류전압으로 변환 생성하되, 저항(R24)을 통과 후 제너다이오드(ZD1)에 의해 일정 직류전압(Vcc)을 갖도록 제어하고 이를 커패시터(C19)에 로드(load)시켜 시스템 회로부(300)의 구동을 위한 직류변환출력을 내보내도록 구비함으로써 상기 LED(1) 측 기동시 발생하는 전압변동에 관계없이 일정 직류전압(Vcc)의 시스템 전원 출력을 안정화시킬 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 구동장치.

삭제

제 1항에 있어서,
상기 인체감지신호 컨트롤회로부(320)는,
저항(R25)과 커패시터(C16)의 병렬 연결을 갖되 일측을 기준 데이터부(322)에 연결하고 타측을 제1 비교기(U1A)의 출력단에 연결하여 기준 데이터부(322)에서 발생되는 기준 데이터를 안정적으로 유지 및 확인할 수 있도록 부궤환을 형성시킨 회로안정 부궤환부(324)를 포함하며;
상기 출력제어회로부(350)는,
다이오드(D2)와 저항(R3)의 병렬 연결을 갖되 일측을 저항(R4)과 제4 비교기(U1D)를 연결하는 연결선에 연결하고 타측을 접지하며, 저항(R4)을 통해 제4 비교기(U1D)의 (+)입력단으로 입력되는 빛감지 신호데이터의 변환 입력값을 안정적으로 유지 및 확인할 수 있도록 부궤환을 형성시킨 회로안정 부궤환부(351)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명등 구동장치.