KR101747845B1

KR101747845B1 - Led 램프

Info

Publication number: KR101747845B1
Application number: KR1020130098250A
Authority: KR
Inventors: 박명구
Original assignee: 금호전기주식회사; 박명구
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2017-06-15
Also published as: WO2015026045A1; KR20150021208A

Abstract

본 발명의 일 실시형태는, 제1 내지 제4 외부연결핀을 포함하며, 제1 내지 제4 외부연결핀 중 두 개의 외부 연결핀을 각각 입력단 및 출력단으로 사용하는 LED 램프에 있어서, 입력되는 교류 전류를 맥류로 변환하는 정류회로부와, 상기 정류회로부를 통과한 전류를 평활하는 평활용 캐패시터와, 상기 평활용 캐패시터에 의해 평활된 전류에 의해 동작하는 LED 어레이, 및 상기 입력단, 평활용 캐패시터, 및 출력단을 포함하는 경로상에 형성되며, 상기 평활용 캐패시터가 쇼트(short)시 상기 경로에서의 전류 흐름을 차단하는 보호회로를 포함하는 LED 램프를 제공할 수 있다.

Description

LED 램프{LED Lamp}

본 발명은 현재 일반 조명의 주요 광원으로 사용되고 있는 형광등에 직접 호환하여 사용될 수있는 LED 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 램프의 주전류가 흐르는 전력소자등 주요 내부부품의 파손시에도 LED 램프 및 LED 램프와 연결되는 안정기 등 외부 전류제어 장치를 이상동작으로 인한 손상으로부터 보호할 수 있는 LED 램프에 관한 것이다.

기술의 발전에 따라, 과거 인디케이터 등의 소전력 지시등용으로 밖에 사용되지 못하던 LED(Light Emitting Diode)의 광효율이 실생활에 사용될 수 있을 만큼 향상되고 있다. 또한, LED는 다른 광원들과 달리 수은이 함유되지 않은 친환경 광원으로, 휴대 단말기용 백라이트, LCD TV용 백라이트, 차량용 램프, 및 일반 조명 등에 사용되는 차세대 광원으로 널리 각광을 받고 있다. 이에 따라, 지난 100여년 동안 조명의 주광원으로 사용되어 왔던 저전력 효율 특성을 갖는 백열등이나 수은 등의 환경 폐기물을 포함하고 있는 형광등이 급속도로 LED 램프로 대체되기 시작하고 있다.

그러나, LED 램프의 경우, 백열등이나 할로겐 램프 등을 대체할 경우에는 그대로 직접 교체가 가능하지만, 일반 조명의 주류를 이루고 있는 형광등을 대체할 경우에는 내부의 배선이나 등기구 자체를 바꾸거나 또는 전용 안정기를 별도로 설치하여야 되므로 시간적으로나 경제적으로 커다란 비용을 수반하게 한다. 이에 따라, 여러가지 측면에서 많은 장점을 가지고 있는 LED 형광램프가 아직까지 적극적으로 보급되지 못하고 있다.

2013년 2월 한국 기술표준원은 "종래의 형광램프에 사용되는 안정기에 직접 연결이 가능한 호환형 LED 형광램프"의 기술기준에 대해 고시하였다. 기술표준원의 기술기준에서는 기존의 형광등 기구에 설치되어 있는 전자식 안정기에서 안정되게 동작을 하고, 재래식 쵸크방식의 자기식 안정기에서도 안정되게 동작하거나 아예 동작을 하지 않음으로써 LED 형광등이 비정상적인 동작을 하지 않게 하는 것을 요구하고 있다. 또한, 내부의 저항, 캐패시터, 반도체, 퓨즈 같은 주전력의 전달을 담당하는 부품이 파손될 경우에도 안정기의 과열 및 파손 등 이상이 발생되지 않을 것을 요구하고 있다.

도 1은, 종래기술에 따른 형광등용 안정기에 연결되어 작동하는 호환형 LED 램프의 회로도이다. 호환형 LED 램프(100)는, 입력되는 교류를 전파정류하는 정류회로부(111, 112), 정류부에서 전파정류된 전원을 평활하는 평활용 캐패시터(120), 일정한 전류를 LED 어레이에 공급하기 위한 드라이버(130), 및 LED 어레이(140)를 포함할 수 있다. 여기서 호환형 LED 램프란, 기존의 형광등을 대체하기 위한 LED 램프로서 외관은 기존의 형광등과 유사하게 4개의 외부 연결핀을 가지고 있으며, 기존의 형광등을 구동시키기 위해 등기구 내에 장착된 안정기와 연결되어도 동작이 가능한 LED 램프를 말한다.

도 2의 (a)는 종래의 LED램프가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 구조를 나타내며, 도 2의 (b)는 종래의 LED 램프가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 회로형태를 나타낸다.

도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 종래의 LED 램프(200)는 기존의 형광등을 대체하기 위한 것으로서 4개의 외부 연결핀(1,2,3,4)을 갖고 있으며, 상기 LED 램프(200)가 종래 형광램프의 자기식 쵸크 안정기(202)에 연결되는 경우 상기 (1-4)의 4개의 외부 연결핀 중 임의의 두 개의 연결핀 조합을 사용하여 안정기와 연결될 수 있다.

교류전원(201)에서 자기식 쵸크 안정기(202)를 통과한 교류전류는 정류회로부(211)를 통과하면 전파정류되어 맥류로 변환된다. 이렇게 변환된 맥류의 맥동률을 줄이기 위해 평활용 캐패시터(220)를 연결할 수 있다. 드라이버(230)는 내장된 인버터의 스위칭 작동주기(duty cycle)를 제어함으로써 상기 LED 어레이(240) 부하에 정전류를 공급할 수 있다.

여기서, 주전류 경로를 담당하는 내부부품인 평활용 캐패시터(220)나 LED 부하의 드라이버(230)가 파손되어 쇼트(short)가 발생된다면, 전류는 더이상 LED 어레이(240) 쪽으로 흐르지 못하고 전원(201), 자기식 쵸크안정기(202), 정류회로부(211) 및 쇼트된 평활용 캐패시터(220)의 루프를 따라서만 흐르게 된다. 이렇게 되면, 상기 자기식 쵸크안정기(202)의 양단에 상용 전원(201) 이 직접 인가되는 것과 같게 되어 자기식 쵸크안정기(202)에 지속적으로 전류가 흐르게 된다. 즉 자기식 쵸크안정기(202)에서 커다란 전력이 계속 소비되게 되며, 결과적으로 자기식 쵸크 안정기(202)가 고온으로 과열되어 화재가 발생될 위험성이 커지게 된다.

실제품에 있어서는 쵸크 안정기(202)를 통해 정류회로부(211, 212)로 전류가 흐르는 경로에 상용의 퓨즈를 넣어 이와 같은 경우를 방지하여야 하나 이 퓨즈를 통해 흐르는 전류치는 정상상태와 이상상태 시에 별다른 차이를 보이지 않아 상용전원 입력단에 위치한 퓨즈로는 이와 같은 이상상태로부터 안정기를 보호하기가 어렵다.

도 3의 (a)는 종래의 LED 램프가 전자식 안정기에 연결된 구조를 나타내며, 도 3의 (b)는 종래의 LED 램프가 전자식 안정기에 연결된 회로형태를 나타낸다.

실제로 기존의 형광등용 안정기로는 자기식 쵸크 안정기 이외에 전자식 안정기도 사용되고 있으며, 전자식 안정기를 사용하는 경우에도 과전류를 제어할 수 있게 보호회로가 내장되지 않은 제품의 경우에는 내부 부품 파손에 의해 안정기의 과열 등에 의한 소손의 문제점이 발생될 소지가 있다.

본 발명은, LED 램프 내부 주요부품이 파손된 경우에 상기 LED 램프가 연결되는 형광등용 안정기 등의 외부 소자가 과열되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 안전성을 갖춘 LED 램프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태는, 제1 내지 제4 외부연결핀을 포함하며, 제1 내지 제4 외부연결핀 중 두 개의 외부 연결핀을 각각 입력단 및 출력단으로 사용하는 LED 램프에 있어서, 입력되는 교류 전류를 맥류로 변환하는 정류회로부와, 상기 정류회로부를 통과한 전류를 평활하는 평활용 캐패시터와, 상기 평활용 캐패시터에 의해 평활된 전류에 의해 동작하는 LED 어레이, 및 상기 입력단, 평활용 캐패시터, 및 출력단을 포함하는 경로상에 형성되며, 상기 평활용 캐패시터 또는 드라이버가 쇼트(short)시 상기 경로에서의 전류 흐름을 차단하는 보호회로를 포함하는 LED 램프를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, LED 램프 내부의 주전력의 전달을 담당하는 주요 부품이 파손된 경우에도 상기 LED 램프에 흐르는 주전류를 단속함으로써 외부에 접속된 LED 램프의 전류를 제어하기 위한 전자식이나 자기식 안정기가 과전류에 의해 소손되는 것과 같은 사고를 방지할 수 있다. 특히 반도체, 저항, 캐패시터 및 퓨즈 등 간단한 소자에 의해 이를 구현함으로써 제품 생산시 비용절감 및 공정의 단순화를 이룰 수 있다.

도 1은, 종래의 호환형 LED 램프의 기본 회로도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 통상의 호환형 LED 램프가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 구조도 및 회로도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는, 통상의 호환형 LED 램프가 전자식 안정기에 연결된 구조도 및 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 LED 램프가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 구조도이다
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 구조도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프가 전자식 안정기에 연결된 구조도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.

도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 LED 램프(400)가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 구성도이다.

본 실시형태에 따른 LED 램프(400)는, 정류회로부(411, 412), 평활용 캐패시터(420), 드라이버(430), LED 어레이(440) 및 보호회로부(450)를 포함할 수 있다.

본 실시형태에서는 상기 LED 램프(400)가 교류전원(401) 및 자기식 쵸크 안정기(402)에 연결된 형태를 도시하였으나, 본 실시형태에 따른 LED 램프는 자기식 쵸크 안정기 뿐만 아니라 전자식 안정기에도 연결될 수도 있으며, 또한 안정기가 없이 저주파의 상용 교류전원에 직접 연결될 수도 있다.

본 실시형태에 따른 LED 램프(400)는 4개의 외부 연결핀(1, 2, 3, 4)을 갖고 있어, 종래의 형광등이 결합되는 등기구에 그대로 결합될 수 있다. 본 실시형태에서 제1 정류회로부(411)는 제1 외부연결핀(1) 및 제2 외부연결핀(2)과 연결되어 있으며, 제2 정류회로부(412)는 제3 외부연결핀(3) 및 제4 외부연결핀(4)과 연결될 수 있다. 본 실시형태에서는 제1 외부연결핀(1) 및 제2 외부연결핀(2)이 각각 교류전류의 입력단 및 출력단으로 사용될 수 있다.

상기 정류회로부(411, 412)는, 외부연결핀(1, 2)을 통해 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환할 수 있다. 상기 정류회로부(411, 412)는 다이오드로 구현될 수 있으며 상기 정류회로부(411, 412)에 의해 교류전원은 전파 정류되어 맥류로 변환될 수 있다. 상기 정류회로부(411, 412)는 다이오드의 조합배열에 의해 다양한 형태로 구현할 수 있다. 본 도면에서는 제1 정류회로부(411) 및 제2 정류회로부(412)를 별도로 도시하였으나, 정류회로부의 위치는 다양하게 구현될 수 있다.

상기 평활용 캐패시터(420)는, 상기 정류 회로부(411,412)의 후단에 연결되며, 상기 정류 회로부(411)에 의해 정류된 전압에서 맥동성분을 제거하여 평활시킬 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나 상기 정류 회로부(411, 412)의 양단 또는 평활용 캐패시터(420)의 양단 사이에 바리스터를 병렬로 연결하여 정류된 전류에 포함될 수 있는 써지(Surge)등의 이상전압이 발생시 이를 흡수하거나 아니면 보호회로가 동작하게 할 수도 있다.

상기 드라이버(430)는, 상기 평활용 캐패시터(420)에 의해 평활된 전원을 정전류회로 방식의 인버터로 제어하여 LED(440)에 정전류를 공급할 수 있으며 상기 드라이버(430)에는 전용 드라이브 IC 부품이 사용될 수 있다. 상기 드라이버(430)는 내장된 인버터의 스위칭 작동주기(duty cycle)를 제어함으로써 상기 LED 어레이(440) 부하에 정전류를 공급할 수 있다.

상기 LED 어레이(440)는, 복수개의 LED 소자가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 어레이 형태일 수 있다. 또한 상기 LED 어레이(440)에 포함된 LED 소자의 개수 및 배열에 따라 LED 램프의 인가전류, 인가전압 및 소비 전력이 정해질 수 있다.

상기 보호회로(450)는, 상기 평활용 캐패시터(420)와 정류회로부(411) 사이에 도면과 같이 연결되며, 상기 평활용 캐패시터(420) 또는 드라이버(430)가 쇼트(short)되는 것과 같은 이상동작시 작동할 수 있다.

본 실시형태에서의 보호회로(450)는 스위치회로(451), 저항소자(452), 및 퓨즈(453)를 포함할 수 있다. 상기 스위치회로(451)의 기본 동작을 보면, 우선 평활용 캐패시터(420)나 드라이버(430)과 같은 주전류 경로를 담당하는 소자가 정상 작동시에는 스위치회로(451)가 온(on) 되게 되고, 상기 평활용 캐패시터(420)나 드라이버(430)가 손상되어 쇼트(short)시에는 스위치회로(451)가 오프(off)되도록 형성될 수 있다. 상기 스위치회로(451)는 MOSFET와 같은 반도체 스위치 또는 릴레이(Relay)등의 기계적 스위치 등으로 구현될 수 있다.

상기에 언급한 주전류 경로 소자가 정상일 경우에는, 상용전원(401)이 인가되어 정류회로부(411)와 평활용 캐패시터(420)를 통해 직류전류가 공급되게 되면 그 동작은 다음과 같다. 이 경우, 상기 스위치 회로(451)가 온(on)되어 상용전원(401) - 자기식 쵸크안정기(402) - 정류회로부(411, 412) -드라이버(430) - 스위치회로(451)의 경로로 전류가 흐르게 된다.

그러나 상기의 주전류 경로 소자가 이상상태일 경우에는 그 동작은 다음과 같다. 이때는 스위치회로(451)가 오프(off)되고 주전류는 스위치회로(451)에 병렬로 접속된 저항소자(452)를 통해 흐르게 된다. 이 경우 상기 쵸크안정기(402)와 저항소자(452)의 직렬 연결 구성에 고전압의 상용전원(401)이 직접 인가되는 것과 같이 되어, 상기 저항소자(452)에 커다란 이상전류가 흐르게 되므로 저항소자(452)에는 그 값의 설정에 따라 커다란 열이 발생할 수 있다.

상기 퓨즈(453)는 써멀 퓨즈(Thermal fuse)일 수 있으며 이 퓨즈를 정류회로부(411)와 평활용 캐패시터(420)로 구성된 주전류 경로 내에 직렬로 접속하면, 상기 평활용 캐패시터(420)가 쇼트(short)된 경우에는 상기 저항소자(452)가 이상전류에 의해 과다한 열을 발생하게 되고, 이 온도가 써멀퓨즈의 단락 설정온도에 도달시에는 퓨즈(453)가 오픈(open)되어 정류회로부(411)와 평활용 캐패시터(420)로 이루어진 주전류 경로를 통해 흐르는 이상전류의 흐름을 차단할 수 있다.

또한 상기 퓨즈(453)는 바이메탈을 이용한 복귀식 온도퓨즈 일 수 있으며, 이 경우에는 이상상태 발생시 오프(off) 동작을 수행하나 외부 또는 내부의 이상상태가 해소되게 되면 다시 복귀하여 정상동작(on)을 하게 된다. 따라서 외부의 자기식 쵸크안정기(402)에 계속해서 과다한 전류가 지속해서 흐름으로써 과열되는 것을 방지할 수 있다.

상기 저항소자(452)에서 발생되는 열에 의해 퓨즈(453)의 온-오프 작동을 수행하게 하여야 하므로, 상기 저항소자(452)는 내부 소자가 이상상태시 상기 자기식 쵸크 안정기(402)가 과열되기 전에 퓨즈(453)가 작동할 수 있을만한 충분한 열을 발생시킬 수 있어야 한다. 이와 같은 기능을 수행하기 위한 저항소자의 저항값과 퓨즈의 특성은 적절하게 선택될 수 있다.

본 실시형태에서는 상기 퓨즈(453)와 저항소자(452)가 모두 평활용 캐패시터(420)와 제1 정류회로부(411) 사이에 배치되도록 도시하였으나, 상기 퓨즈 및 저항소자가 공간상으로 인접할 수만 있다면 그 위치는 상기 입력단(1), 평활용 캐패시터(420), 및 출력단(2)을 포함하는 경로 상에서 다양하게 구현될 수 있다. 즉, 상기 제1 정류 회로부(411)의 전단에 퓨즈를 배치할 수도 있고, 상기 평활용 캐패시터(420)의 양단에 각각 저항소자 및 퓨즈를 배치할 수도 있다.

도 5는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프(500)가 자기식 쵸크 안정기에 연결된 구성도이다.

도 5의 실시형태는, 도 4와 비교하여 보호회로부(550)의 구성에 차이가 있으므로 이를 위주로 설명하겠다. 본 실시형태에서는 보호회로부(550)의 스위치 회로에 MOSFET과 같은 반도체 스위치(551)를 사용하여 구성한 일 실시예를 보인다.

본 실시형태에서의 보호회로(550)는 스위치회로(551), 저항소자(552), 및 퓨즈(553)를 포함할 수 있다. 상기 스위치회로(551)의 기본 동작을 보면, 우선 평활용 캐패시터(520)나 드라이버(530)과 같은 주전류 경로를 담당하는 소자가 정상 작동시에는, 상용전원(501)이 인가되어 정류회로부(511)와 평활용 캐패시터(520)를 통해 직류전류가 공급되게 되면 그 동작은 다음과 같다. 우선 이때의 주전류는 일차로 상용전원(501) - 자기식 쵸크안정기(502) - 정류회로부(511) - 드라이버회로(530)- 저항(552)의 경로로 흐른다. 평활용 캐패시터(520)에 인가된 직류 전원이 저항 R1 과 캐패시터 C1의 값에 따른 시정수(time constant)로 캐패시터 C1을 충전시켜 이 캐패시터 C1의 전압이 시정수 값에 의해 계속 상승하여 반도체 스위치(551)를 턴-온(turn on) 시킬 수 있는 전위에 도달하게 되면 반도체 스위치(551)가 접속되고, 이때는 상용전원(501) - 자기식 쵸크안정기(502) - 정류회로부(511) -드라이버회로(530) - 반도체스위치(551) - 정류회로부(511)의 경로로 전류가 흐르게 된다.

그러나 상기의 주전류 경로 소자가 이상상태, 즉 평활용 캐패시터(520)가 쇼트되거나 드라이버(530)가 쇼트될 경우에는, 이 캐패시터에 인가되는 전압이 0 이 되어 저항 R1과 캐패시터 C1을 통해 반도체 스위치(551)의 게이트를 턴-온(turn-on) 시킬 수 있는 전압이 인가될 수 없으므로, 반도체 스위치 (551)는 오프(off)되고 주전류는 반도체스위치(551)에 병렬로 접속된 저항(552)을 통해서만 흐르게 된다.

이 경우 상기 자기식 쵸크안정기(502)와 저항소자(552)의 직렬 연결 구성에 고전압의 상용전원(501)이 직접 인가되는 것과 같이 되므로, 상기 저항소자(552)에 커다란 이상전류가 흐르게 되며 저항소자(552)에는 그 값의 설정에 따라 커다란 열이 발생하게 된다.

상기 퓨즈(553)는 써멀 퓨즈(Thermal fuse)일 수 있으며 이 퓨즈를 정류회로부(511)와 평활용 캐패시터(520)로 구성된 주전류 패스 내에 직렬로 접속하면, 상기 평활용 캐패시터(520)가 쇼트(short)된 경우에는 상기 저항소자(552)가 이상전류에 의해 과다한 열을 발생하게 되고 이 온도가 써멀퓨즈의 단락 설정온도에 도달시에는 상기 퓨즈가 오픈(open)되어 정류회로부(511)와 평활용 캐패시터(520)로 이루어진 주전류 경로를 통해 흐르는 이상전류의 흐름을 차단할 수 있다.

또한 상기 퓨즈(553)는 바이메탈을 이용한 복귀식 온도퓨즈 일 수 있으며, 이 경우에는 이상상태 발생시 오프(off) 동작을 수행하나 외부 또는 내부의 이상상태가 해소되게 되면 다시 복귀하여 정상동작(on)을 하게 된다. 따라서 외부의 자기식 쵸크안정기(502)에 계속해서 과다한 전류가 지속해서 흐름으로써 과열되는 것을 방지할 수 있다.

상기 저항소자(552)에서 발생되는 열에 의해 퓨즈(553)의 온-오프(on-off) 작동을 수행하게 하여야 하므로, 상기 저항소자(552)는 내부 소자가 이상상태시 상기 자기식 쵸크 안정기(502)가 과열되기 전에 퓨즈(553)가 작동할 수 있을만한 충분한 열을 발생시킬 수 있어야 한다. 이와 같은 기능을 수행하기 위한 저항소자의 저항값과 퓨즈의 특성은 적절하게 선택될 수 있다.

본 실시형태에서, 자기식 쵸크안정기의 인덕턴스를 1.2 H로 하고, 상기 저항소자(552)의 저항을 27 ohm, 34 ohm 그리고 47ohm 으로 사용하였을 때, 주전류 경로 소자인 평활용 캐패시터(520) 또는 드라이버(530)가 쇼트된 것과 같은 이상 상태시의 입력전력 특성 및 저항소자(552)의 온도 특성은 아래의 표 1 및 표 2와 같다.

저항(Ω)	입력전력(V/Hz)	입력전류(A)	소비전력(W)	역률
27	220	0.430	21.3	0.225
34	220	0.429	22.9	0.243
47	220	0.419	23.3	0.253

저항(Ω)	경과시간(SEC)	0	10	20	30	40	50	60
27	온도(℃)	25.5	58.7	79.4	102.5	117.0	133.1	152.3
34		25.5	60.2	84.6	108.6	124.2	141.6	161.8
47		25.5	64.2	94.9	121.0	140.2	157.3	176.3

이와 같은 데이터를 이용하여 보호회로(550)를 동작시키고 싶은 시간에 맞추어 써멀퓨즈(553)의 정격 동작 온도를 선정할 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 퓨즈(553)와 저항소자(552)가 모두 평활용 캐패시터(520)와 제1 정류회로부(511) 사이에 배치되도록 도시하였으나, 상기 퓨즈 및 저항소자가 공간상으로 인접할 수만 있다면 그 위치는 상기 입력단(1), 평활용 캐패시터(520), 및 출력단(2)을 포함하는 경로 상에서 다양하게 구현될 수 있다. 즉, 상기 제1 정류 회로부(511)의 전단에 퓨즈를 배치할 수도 있고, 상기 평활용 캐패시터(520)의 양단에 각각 저항소자 및 퓨즈를 배치할 수도 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는 평활용 캐패시터와 같은 내부 부품의 파손시 외부 소자에 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위해 보호회로를 추가하였으며, 특히 저항, 반도체 스위치 및 퓨즈 등 간단한 소자에 의해 이를 구현함으로써 제품 생산시 비용절감 및 공정의 단순화를 이룰 수 있다.

도 6는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프(600)가 전자식 안정기에 연결된 구성도이다.

본 실시 형태는 LED 램프를 구동하는 전원으로써 하프 브릿지 방식의 인버터에 고주파용 인덕터(Lo), 공진용 캐패시터(C1, Co)로 이루어진 직렬공진 회로를 접속하는 것과 같은 내부구성을 가진 기존 형광등용 전자식 안정기를 사용한 경우이다. 이와 같이 전자식 안정기를 사용하였을 경우의 기본 동작은, 반도체 스위치(Q61, Q62)로 이루어진 하프브릿지 방식의 인버터가 직렬 공진 주파수로 동작을 하게 되면 공진 캐패시터(Co)에는 공진회로의 특성함수(Quality factor)만큼의 고전압이 유기되게 되고 이 전압에 의해 공진 캐패시터(Co)에 병렬로 접속된 LED 램프가 동작하게 되며 이때에 LED 램프에 흐르는 전류는 공진용 인덕터(Lo)의 임피던스 jwL_o 에 의해 제어된다. 여기에 사용된 캐패시터(Co)는 전류값을 제어하기 위한 목적으로, 공진용 캐패시터(C1)에 비해 상대적으로 아주 큰 값을 가지게 되므로 고주파 동작 상태에서는 쇼트 상태로 보이게 되며 따라서 전체적인 기본 동작은 앞의 쵸크 안정기의 경우에서 설명한 바와 동일하다.

따라서 LED 램프 내부의 평활용 캐패시터(620) 또는 드라이버(630)와 같은 주전류소자가 쇼트되거나 또는 사용되는 전자식 안정기의 출력이 LED 램프가 감당할 수 있는 선을 넘어서는 것과 같은 이상상태가 발생시에는 전자식 안정기가 소손될 수 있으며 본 실시예의 형태에서는 이와 같은 것을 방지하기 위하여 보호회로를 추가하여 안전성이 확보된 LED 램프를 구현토록 하였다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다. 예를 들어, 도 4의 본 발명의 일실시 형태에서는 교류전원에 자기식 쵸크 안정기가 연결된 형태를 도시하고 설명하였으나, 본 발명에 따른 LED 램프에 입력되는 전원은, 상용 교류전원에 '전자식 안정기'를 접속한 방식 또는 안정기를 배제한 상용 교류전원일 수도 있다. 본 발명에 따른 LED 램프는 이러한 경우에도 평활용 캐패시터 또는 드라이버회로의 단락 등 내부 부품의 파손등의 이상상태 발생 시 내부 또는 외부 소자에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.

411, 412 : 정류회로부 420 : 평활용 캐패시터
430 : 드라이버 440 : LED 어레이
450 : 보호회로

Claims

제1 내지 제4 외부연결핀을 포함하며, 제1 내지 제4 외부연결핀 중 두 개의 외부 연결핀을 각각 입력단 및 출력단으로 사용하는 LED 램프에 있어서,
입력되는 교류 전류를 맥류로 변환하는 정류회로부;
상기 정류회로부를 통과한 전류를 평활하는 평활용 캐패시터;
상기 평활용 캐패시터에 의해 평활된 전류에 의해 동작하는 LED 어레이; 및
상기 입력단, 평활용 캐패시터, 및 출력단을 포함하는 경로상에 형성되며, 상기 평활용 캐패시터가 쇼트(short)시 상기 경로에서의 전류 흐름을 차단하는 보호회로에 있어서,
상기 보호회로는,
상기 평활용 캐패시터에 직렬 연결되는 저항소자; 상기 저항소자와 병렬 연결되며, 상기 평활용 캐패시터가 정상 작동시 온(on)되고, 상기 평활용 캐패시터가 쇼트(short)시 오프(off)되어 상기 저항소자로 전류를 바이패스 시키는 스위치 회로; 상기 저항소자에 인접 배치되고 바이패스 전류에 의하여 상기 저항소자가 기설정된 온도 도달시 오픈(open)되어 상기 경로를 통한 전류 흐름을 차단하는 퓨즈를 포함하는 LED 램프.
삭제
제1항에 있어서,
상기 스위치 회로는,
소스 및 드레인이 상기 저항소자의 양단에 연결되며 게이트 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 하는 반도체(MOSFET, Bipolar Transistor 등) 스위치인 것을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,
상기 스위치 회로는,
릴레이(Relay) 등의 기계적 스위치인 것을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,
상기 평활용 캐패시터와 LED 어레이 사이에 배치되어, 상기 LED 어레이에 공급되는 전압을 일정하게 유지하는 드라이버
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.