KR101883771B1 - Led 조명을 위한 스마트 바이패스 장치 - Google Patents

Led 조명을 위한 스마트 바이패스 장치 Download PDF

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임한용
박기주
나현욱
남희승
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Abstract

본 발명에서는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서, 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50); 상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183); 상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110) - 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어전압(Vc)을 출력함; 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)를 통하여 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함; 상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140); 상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류를 모두 바이패스(Bypass)시키기 위한 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160); 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며; 상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며; 상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며; 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 지속적으로 도통(on)하는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간[t]에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 제안하고자 한다.

Description

LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치{The Smart Bypass Apparatus for LED Lighting}
본 발명은 최근 조명장치로 가장 각광받고 있는 LED(Light Emitting Diode) 조명장치를 위한 스마트 바이패스 장치에 관한 것이다. 무엇보다, 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈을 안정적으로 발광(發光)하기 위한 스마트 바이패스(Smart Bypass) 장치에 관한 것이다.
최근 LED 조명장치는 긴 수명과, 고효율로 인하여 실내 및 실외에서 다양한 조명으로 사용되고 있다. 일반적으로 1개의 LED 모듈(Module)은 10개 내지 12개 이상의 개별 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 상기 LED 모듈(Module)을 복수로 직렬로 연결하여 정전류(Constant Current) 제어하는 것이 일반적이다. 복수의 LED가 직렬로 연결된 LED 모듈(Module)에서 특정(特定) LED 모듈(Module) 모듈이 이상(異常)이 생기는 경우, 복수로 직렬로 연결된 전체 LED 모듈(Module)이 모두 발광(發光) 되지 못하게 된다. 더불어 상기 이상(異常)이 생긴 특정(特定) LED 모듈(Module)에 인가되는 전압은 증가하는 문제점이 있었다.
따라서 이를 해결하기 위하여 기존의 선행문헌으로는 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0000361호, 공개일 2010. 01. 12.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 LED 조명장치에서 고장난 LED 모듈(Module)을 자동적으로 바이패스(Bypass)시키는 회로를 공개하였다.
도 1은 [특허문헌1]에서 바이패스(Bypass) 회로를 나타낸다. 상기 [특허문헌1]에서는 교류(AC) 220[V]를 입력받아서 정전류 회로(301)를 통하여 직렬로 연결된 제1,2,...n LED 모듈(Module)(303-1,303-2,... 303-n)을 발광(發光)시키며, 상기 제1,2,...n LED 모듈(Module)(303-1,303-2,... 303-n)과 각각 병렬로 연결된 제1,2,...n 바이패스(Bypass) 회로(302-1,302-2,... 302-n)를 통해서 고장난 특정(特定) LED 모듈을 바이패스(Bypass)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 제1,2,...n LED 모듈(303-1,303-2,... 303-n)은 각각 제1,2,...n LED 모듈(Module)의 전류(ia-1,ia-2,... ia-n)가 흐르게 된다. 상기 제1,2,...n LED 모듈(303-1,303-2,... 303-n) 중에서 특정(特定) LED 모듈(Module)이 고장이 난 경우, 복수로 직렬로 연결된 전체 LED 모듈(Module)이 모두 발광(發光) 되지 못하게 된다. 더불어 상기 이상(異常)이 생긴 특정(特定) LED 모듈(Module)에 인가되는 전압은 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 이상(異常)이 생긴 특정(特定) LED 모듈(Module)에 일정(一定) 이상의 전압이 인가되는 경우 상기 특정(特定) LED 모듈(Module)이 전체적으로 소손(파괴)가 일어날 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 상기 [특허문헌1]에서는 만약, 제1 LED 모듈(303-1)이 고장인 경우, 상기 LED 모듈(303-1)에 인가되는 전압은 증가하며, 상기 제1 LED 모듈(303-1)과 병렬로 연결된 제1 바이패스(Bypass) 회로(302-1) 중에서 제1 제너 다이오드(Dz-1)가 도통(on)하게 되면, 제1 N형 트랜지스터(Q1)가 도통(on)하게 되면서, 상기 제1 LED 모듈(303-1)을 바이패스(Bypass)하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 대한민국 등록실용신안공보 제20-186671호, 공고일 2000. 06. 15.(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 복수의 LED(L11,L1n,...Lm1,Lmn 등)를 그룹(Group)으로 하며, 상기 특정 그룹(Group)을 바이패스(Bypass)시키는 것을 공개하였다.
도 2는 [특허문헌2]에서 바이패스(Bypass) 회로를 나타낸다. 도 2에서 상기 [특허문헌2]의 바이패스(Bypass) 회로(210,210n)는 상기 [특허문헌1]의 N형 트랜지스터(Q1,Q2,...Qn)를 사용한 것이 아니라 SCR(다이리스터)(SCR1,...SCRn)을 사용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 [특허문헌2]에서 제1 LED(L11,..L1n)를 그룹(Group)에서 고장이 발생하는 경우 상기 제1 LED(L11,..L1n)를 그룹(Group)에 제1 제너 다이오드가 도통(on)하게 되며, 이로 인하여 상기 제1 SCR(다이리스터)(SCR1)이 도통(on)함을 통하여 상기 제1 LED(L11,..L1n)를 그룹(Group)을 바이패스(Bypass)시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
하지만, 기존의 상기 [특허문헌1] 및 [특허문헌2]에서는 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(module)에서 특정(特定) LED 모듈(module)이 소손되는 경우 단순하게 바이패스(Bypass) 시키지만, 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태에 따라서 맞춤형으로 동작하지 못하는 한계가 있었다.
[특허문헌1] 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0000361호, 공개일 2010. 01. 12. [특허문헌2] 대한민국 등록실용신안공보 제20-186671호, 공고일 2000. 06. 15. [특허문헌3] 대한민국 등록특허공보 제10-1196806호, 공고일 2012. 11. 06.
본 발명에서는 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(module)에서 특정(特定) LED 모듈(module)이 소손되는 경우 단순하게 바이패스(Bypass) 시키는 것이 아니며, 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태에 따라서 (1)완전한 고장은 아니지만, 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태가 일정(一定) 부분 고장인 경우 (2)특정(特定) LED 모듈(module)이 빠르게 고장 또는 분리된 경우 (3)바이패스(Bypass) 스위치에서 인가되는 전압이 일정(一定) 전압 이상인 경우 (4)바이패스(Bypass) 스위치에서 온도가 일정(一定) 전압 이상인 경우에 따라서, 지능적(스마트하게)으로 대응할 수 있는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 제안하고자 한다.
본 발명에서는 과제의 해결 수단을 위하여 (1)완전한 고장은 아니지만, 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태가 일정(一定) 부분 고장인 경우, 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3)에 의해서 해결하며, (2)특정(特定) LED 모듈(module)이 빠르게 고장 또는 분리된 경우, 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160-1,160-2,160-3)에 의해서 해결하며, (3)바이패스(Bypass) 스위치에서 인가되는 전압이 일정(一定) 전압 이상인 경우 모듈 전압 제어회로(150-1, 150-2, 150-3)에 의해서 해결하며, (4)바이패스(Bypass) 스위치에서 온도가 일정(一定) 온도 이상인 경우, 온도 제어회로(130-1,130-2,130-3)에 의해 해결하려고 하며, 각각의 상태에 따라서 단순하게 바이패스(Bypass) 시키는 것이 아니며, 지능적(스마트하게)으로 대응할 수 있는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 제안하고자 한다.
본 발명에서는 지능적(스마트하게)으로 대응할 수 있는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 통하여 첫째, 완전한 고장은 아니지만, 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태가 일정(一定) 부분 고장인 경우, 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3)에 의해서 지연응답으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하며, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전류의 일정(一定) 부분만 흐르게 한다. 즉 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태에 따라서 고장이 덜 심각한 경우, 바이패스(Bypass) 스위치(183)로 적은 전류가 흐르며, 고장이 보다 심각한 경우 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)로 보다 많은 전류가 흐르게 된다. 둘째, 특정(特定) LED 모듈(module)이 빠르게 고장 또는 분리된 경우, 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160-1,160-2,160-3)에 의해서 빠르게 상기 오픈(Open)된 상태를 감지하며, 바로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 도통(on)하게 되므로, 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)을 제외한 복수의 LED 모듈(module)이 계속적으로 발광(發光)하게 되는 효과가 있다.
셋째, 바이패스(Bypass) 스위치에서 인가되는 전압이 일정(一定) 전압 이상인 경우 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)에 의해서 일정(一定) 전압 이하로 제어되기에 상기 바이패스(Bypass) 스위치를 보호할 수 있으며, 넷째, 바이패스(Bypass) 스위치에서 온도가 일정(一定) 온도 이상인 경우, 온도 제어회로(130-1,130-2,130-3)에 의해 일정(一定) 온도 이하로 제어되기에 상기 바이패스(Bypass) 스위치를 보호할 수 있는 상승된 효과가 있다.
도 1은 [특허문헌1]에서 바이패스(Bypass) 회로
도 2는 [특허문헌2]에서 바이패스(Bypass) 회로
도 3은 기존의 LED 전원공급장치(제1 실시예)
도 4는 기존의 LED 전원공급장치(제2 실시예)
도 5는 기존의 바이패스(Bypass) 회로
도 6은 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 회로
도 7은 제안된 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
도 8은 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 장치의 세부회로(제1 실시예)
도 9는 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 장치의 세부회로(제2 실시예)
도 10은 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 장치의 세부회로(제3 실시예)
도 11은 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제1 실시예)
도 12는 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제2 실시예)
도 13은 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제3 실시예)
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 기존의 LED 전원공급장치(제1,2 실시예)를 나타낸다.
상기 기존의 LED 전원공급장치는 교류전원(10)을 공급받는 LED 컨버터(11)에 의해서 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)이 발광(發光)한다. 상기 LED 컨버터(11)는 제1,2 전압검출 저항(21,22)에 의해서 출력 전압이 검출되며, 전류 센서(24)에 의해서 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)의 전류를 검출하게 된다.
무엇보다 상기 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)에서 제2 LED 모듈(50-2)이 고장(OFF)인 경우 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)이 모두 고장(OFF)의 상태가 되어서 발광(發光)하지 못하는 문제점이 있었다.
이를 개선하기 위하여 도 1 및 도 2의 [특허문헌1] 및 [특허문헌2]에서는 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(module)에서 특정(特定) LED 모듈(module)이 소손되는 경우 단순하게 바이패스(Bypass) 시키지만, 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태에 따라서 맞춤형으로 동작하지 못하는 한계가 있었다.
도 5는 기존의 바이패스(Bypass) 회로를 나타낸다.
기존의 바이패스(Bypass) 회로는 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)에서 특정(特定) LED 모듈이 고장(OFF)인 경우 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)과 병렬로 연결된 제1,2,3 바이패스(Bypass) 회로(60-1,60-2,60-3)가 도통(on)하게 된다.
이 경우 상기 제1,2,3 바이패스(Bypass) 회로(60-1,60-2,60-3)의 작동 전압은 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)의 인가전압(VF)보다 높은 것을 특징으로 한다. 상기 도 5와 같이 기존의 바이패스(Bypass) 회로는 시간[t]에 따라서 바이패스(Bypass) 작동전압이 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)의 인가전압(VF)보다 높기 때문에 바이패스(Bypass) 스위치 및 바이패스(Bypass) 회로의 전력 손실이 많은 문제점이 있었다.
도 6은 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 회로를 나타낸다.
제안된 스마트 바이패스(Bypass) 회로는 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)에서 특정(特定) LED 모듈이 고장(OFF)인 경우 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)과 병렬로 연결된 제1,2,3, 연결 보완 회로(100-1,100-2,100-3)가 동작하게 되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 기존의 바이패스(Bypass) 회로(도 5)는 시간[t]에 따라서 바이패스(Bypass) 작동전압이 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)의 인가전압(VF)보다 높기 때문에 바이패스(Bypass) 스위치 및 바이패스(Bypass) 회로의 전력 손실이 많은 문제점이 있었다. 하지만, 본 발명에서 제안된 바이패스(Bypass) 회로(도 6)는 상기 제안된 바이패스(Bypass) 회로가 최초 동작 시에는 바이패스(Bypass) 작동전압이 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)의 인가전압(VF)보다 높지만, 시간[t]가 흐르면 점차적으로 상기 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 회로의 경우 전압이 시간에 따라서 점차적으로 낮아지기 때문에 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 기술적 특징으로 한다. 상기 제1,2,3, 연결 보완 회로(100-1,100-2,100-3)에서 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)에 의해서 일정(一定) 전압 이하로 제어되기에 상기 제안된 바이패스(Bypass) 회로의 전압이 시간에 따라서 점차적으로 낮아지며, 바이패스(Bypass) 회로 및 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전력 손실이 작아지는 상승된 효과가 나타난다.
도 7은 제안된 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 나타낸다.
상기 제안된 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치는 교류전원(10)을 공급받는 LED 컨버터(11)에 의해서 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)이 발광(發光)한다. 상기 LED 컨버터(11)는 제1,2 전압검출 저항(21,22)에 의해서 출력 전압이 검출되며, 전류 센서(24)에 의해서 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)의 전류를 검출하게 된다.
무엇보다 상기 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)에서 제2 LED 모듈(50-2)이 고장(OFF)인 경우, 제2 연결 보완 회로(100-2)가 동작하게 된다. 따라서 상기 고장난 제2 LED 모듈(50-2)을 제외한 제1,3 LED 모듈(50-1,50-3) 등은 계속적으로 발광(發光)하게 되는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 8은 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 장치의 세부회로(제1 실시예)를 나타낸다.
상기 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 장치의 세부회로(제1 실시예)에서는 직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)과 각각 병렬로 연결된 제1,2,3 연결 보완 회로(100-1,100-2,100-3)가 연결되어 있다. 상기 제1,2,3 연결 보완 회로(100-1,100-2,100-3)의 구성은 (1)상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)이 고장시 바이패스(Bypass)하기 위한 제1,2,3 바이패스(Bypass) 회로(180-1,180-2,180-3) (2)제1,2,3 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3) (3)제1,2,3 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3) (3)제1,2,3 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160-1,160-2,160-3) (4)제1,2,3 레치(Latch) 회로(170-1,170-2,170-3)로 구성되어 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 제1,2,3 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)는 제1,2,3 온도 제어회로(130-1,130-2,130-3) 및 제1,2,3 과도상태 제어회로(140-1,140-2,140-3)로 구성되어 있다.
도 9 및 도 10은 제안된 스마트 바이패스(Bypass) 장치의 세부회로(제2,3 실시예)를 나타낸다.
직렬로 연결된 복수의 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)과 각각 병렬로 연결된 연결 보완 회로(100-1,100-2,100-3)는 상기 제1,2,3 LED 모듈이 고장시 바이패스(Bypass) 시키기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183), 게이트 커패시터(181) 및 게이트 저항(182)으로 구성되어 있다.
상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 구동하기 위하여 제1,2,3 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3)는 상기 제1,2,3 LED 모듈(50-1,50-2,50-3)이 완전한 고장은 아니지만, 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태가 일정(一定) 부분 고장인 경우, 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3)에 의해서 해결할 수 있다. 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태가 일정(一定) 부분 고장인 경우, 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3)에 의해서 지연 응답으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하며, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 전류가 일정(一定) 부분만 흐르게 한다. 즉 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태에 따라서 고장이 덜 심각한 경우, 바이패스(Bypass) 스위치(183)로 적은 전류가 흐르며, 고장이 보다 심각한 경우 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)로 보다 많은 전류가 흐르게 된다.
상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110-1,110-2,110-3)는 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 단자로부터 전압을 검출하여 비교기(OP-Amp)(120)의 (+) 단자로 입력된다.
또한, 제어전원(Vcc)을 입력받아 제1 레귤레이터(115)로부터 기준 전압(Vref)을 공급받아서 비교기(OP-Amp)(120)의 (-) 단자로 입력된다. 제1 레귤레이터(115)는 대표적으로 TL 431이라는 소자가 사용되며, 기준 전압(Vref)이 비교기(OP-Amp)(120)의 (-) 단자로 입력된다.
따라서 상기 비교기(OP-Amp)(120)는 기준 전압(Vref)보다 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 단자 전압이 큰 경우 제어전압(Vc)이 생성되어 제어된다.
상기 제어전압(Vc)은 제1 제어이득(111) 및 제2 제어이득(112)의 비율에 의해서 아래의 식(1)의 비율로 증폭되며, 제어 다이오드(121)에 의해서 출력되는 것을 기술적 특징으로 한다.
Figure 112018007982111-pat00001
식(1)
상기 제어전압(Vc)은 제어 다이오드(121)를 통하여 출력되며, 상기 제1,2,3 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)를 제어하게 된다. 상기 제1,2,3 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)는 크게 온도 및 과도상태의 2가지를 제어하는 기능을 수행한다. 따라서 상기 제1,2,3 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)는 제1,2,3 온도 제어회로(130-1,130-2,130-3) 및 제1,2,3 과도상태 제어회로(140-1,140-2,140-3)로 구성되어 있다.
상기 제1,2,3 온도 제어회로(130-1,130-2,130-3)는 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 발생하는 온도가 일정(一定)온도 이하로 제어되도록 하는 것을 특징으로 하며, 상기 제1,2,3 과도상태 제어회로(140-1,140-2,140-3)는 과도상태의 특성을 제어하기 위한 회로이다.
상기 제1,2,3 온도 제어회로(130-1,130-2,130-3)는 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하는 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient-thermic resistor)(132)가 존재한다. 상기 NTC 서미스터(132)는 온도가 높아지면, 저항 값이 낮아지는 특성이 있다.
상기 NTC 서미스터(132)와 직렬로 제1 P형 트랜지스터(131)가 연결되어 있으며, 상기 제1 P형 트랜지스터(131)의 구동을 위하여 제1 N형 트랜지스터(151)가 존재한다.
상기 제어전압(Vc)은 제어 다이오드(121)를 통하여 출력되며 상기 제1 N형 트랜지스터(151)를 구동시키며, 상기 제1 N형 트랜지스터(151)는 상기 제1 P형 트랜지스터(131)를 동작시킨다. 상기 제1 P형 트랜지스터(131)는 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 단자의 전압을 NTC 서미스터(132) 및 제3 저항(133)과 분압하게 하는 것을 특징으로 하며, 이는 제1,2,3 과도상태 제어회로(140-1,140-2,140-3)에서 제2 레귤레이터(143)의 기준전압을 제어하게 된다. 상기 제2 레귤레이터(143)는 TL 431이 사용되며 상기 제2 레귤레이터(143)의 캐소드(Cathode)와 기준단자(Reference)에 연결된 제4 커패시터(141)는 과도상태에 위상여유(Phase Margin)를 제공하는 기능을 수행한다.
제1,2,3 모듈 전압 제어회로(150-1,150-2,150-3)와 이를 통한 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 동작을 정리하면 다음과 같다.
1) 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도가 높으면 -> NTC 서미스터(132)의 저항 값이 낮아지며 -> 제3 저항(133)에 인가되는 전압이 증가하며 -> 제2 레귤레이터(143)의 기준전압이 높아지며 -> 제2 레귤레이터(143)의 애노드 전압이 감소하며 -> 제2 P형 트랜지스터(153)가 더 많이 도통 -> 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 흐르는 전류가 증가한다.
2) 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도가 낮으면 -> NTC 서미스터(132)의 저항 값이 높지며 -> 제3 저항(133)에 인가되는 전압이 감소하며 -> 제2 레귤레이터(143)의 기준전압이 낮아지며 -> 제2 레귤레이터(143)의 애노드 전압이 증가하며 -> 제2 P형 트랜지스터(153)가 더 작게 도통 -> 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 흐르는 전류가 감소한다.
따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도 및 인가되는 전압에 따라서 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 흐르는 전류가 제어가 가능한 것을 기술적 특징으로 한다.
특정(特定) LED 모듈(module)이 빠르게 고장 또는 분리된 경우, 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160-1,160-2,160-3)에 의해서 해결할 수 있는 것을 또 다른 기술적 특징으로 한다.
제1,2 빠른응답 저항(161,162)은 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 단자의 전압을 검출하고 있다. 여기서 일정 기준전압 이상으로 매우 급속하게 LED 모듈(module)의 (+) 단자에 전압이 인가되는 경우, 특정(特定) LED 모듈(module)이 빠르게 고장 또는 분리된 경우에 해당하게 된다. 이 경우 제3 레귤레이터(163)가 동작하며 동시에 제3 P형 트랜지스터(165)가 동작하게 된다. 이를 통하여 바이패스(Bypass) 스위치(183)는 바로 도통(on)상태가 되어서 상기 빠르게 고장 또는 분리된 특정(特定) LED 모듈(module)을 바이패스(Bypass) 시키는 기능을 수행한다.
제1,2,3 레치(Latch) 회로(170-1,170-2,170-3)는 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 도통(on)상태가 되는 경우에 이를 계속적으로 유지시키는 기능을 수행하는 회로이다.
상기 제1,2,3 레치(Latch) 회로(170-1,170-2,170-3)는 제2 N형 트랜지스터(172) 및 상기 제2 N형 트랜지스터(172)의 베이스(Base)와 연결된 레치(Latch) 저항(171)으로 구성되어 있으며, 상기 제2 N형 트랜지스터(172)의 콜렉터(Collector)는 기준전압(Vref)와 연결되어 있다.
따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 게이트 전압이 일정(一定) 전압 이상이 되는 경우 상기 제2 N형 트랜지스터(172)는 도통하게 되며, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 게이트 전압을 계속적으로 인정(一定) 전압으로 유지시킴을 통하여 특정(特定) LED 모듈(module)을 지속적으로 바이패스(Bypass) 시키는 기능을 수행하게 된다.
본 발명에서는 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(module)에서 특정(特定) LED 모듈(module)이 소손되는 경우 단순하게 바이패스(Bypass) 시키는 것이 아니며, 고장난 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태에 따라서 (1)완전한 고장은 아니지만, 특정(特定) LED 모듈(module)의 상태가 일정(一定) 부분 고장인 경우 (2)특정(特定) LED 모듈(module)이 빠르게 고장 또는 분리된 경우 (3)바이패스(Bypass) 스위치에서 인가되는 전압이 일정(一定) 전압 이상인 경우 (4)바이패스(Bypass) 스위치에서 온도가 일정(一定) 전압 이상인 경우에 따라서, 지능적(스마트하게)으로 대응할 수 있는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 제안하고자 한다.
도 11 내지 도 13은 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제1 내지 제3 실시예)를 나타낸다.
도 11은 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제1 실시예)로서, 상기 제1,2 제어이득(111,112)에서 제1 제어이득 결정부(111)는 제11 제어저항(Ra)이며, 제2 제어이득 결정부(Z2)는 제12 제어저항(Rb)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 12는 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제2 실시예)로서, 상기 제1,2 제어이득 결정부(111,112)에서 제1 제어이득 결정부(111)는 제11 제어저항(Ra)이며, 제2 제어이득 결정부(112)는 제11 제어커패시터(Ca)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 13은 지연응답 연결 불량 검출 회로의 비교기(제2 실시예)로서, 상기 제1,2 제어이득 결정부(111,112)에서 제1 제어이득 결정부(Z1)는 제11 제어저항(Ra)이며, 제2 제어이득 결정부(Z2)는 제12 제어저항(Rb) 및 제11 제어커패시터(Ca)가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서, 직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50); 상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183); 상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110); - 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어전압(Vc)을 출력함; 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)를 통하여 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함; 상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140); 상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류를 모두 바이패스(Bypass)시키기 위한 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160); 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며; 상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며; 상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며; 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 지속적으로 도통(on)하는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간[t]에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치를 제안하고자 한다.
상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원과 기준전압(Vref)과 비교하는 비교기(OP-Amp)(120)를 포함하며, 상기 비교기(OP-Amp)(120)에서 제어전압(Vc)은 아래의 식(1)로 증폭되어 출력되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112018007982111-pat00002
식(1)
또한 본 발명에서는 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)의 일측(一側)에 제1 P형 트랜지스터(131)가 위치하며, 상기 제1 P형 트랜지스터(131)를 구동하기 위한 제1 N형 트랜지스터(151)가 배치되어 있으며, 상기 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160)는 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원과 연결된 제3 P형 트랜지스터(165) 및 상기 (+) 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원이 기준전압 이상인 경우 상기 제3 P형 트랜지스터(165)를 동작시키기 위한 제3 레귤레이터(164)를 포함하는 것을 기술적인 특징으로 한다.
본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.
10 : 교류전원
11 : LED 컨버터
20 : 기존의 LED 직렬연결
21 : 제1 전압검출 저항
22 : 제2 전압검출 저항
24 : 전류 센서
30 : 주 제어부
50 : LED 모듈
50-1 : 제1 LED 모듈
50-2 : 제2 LED 모듈
50-3 : 제3 LED 모듈
60 : 바이패스(Bypass) 회로
60-1 : 제1 바이패스(Bypass) 회로
60-2 : 제2 바이패스(Bypass) 회로
60-3 : 제3 바이패스(Bypass) 회로
100 : 연결 보완 회로
100-1 : 제1 연결 보완 회로
100-2 : 제2 연결 보완 회로
100-3 : 제3 연결 보완 회로
110 : 지연응답 연결 불량 검출 회로
110-1 : 제1 지연응답 연결 불량 검출 회로
110-2 : 제2 지연응답 연결 불량 검출 회로
110-3 : 제3 지연응답 연결 불량 검출 회로
111 : 제1 제어이득 결정부
112 : 제2 제어이득 결정부
113 : 제1 커패시터
114 : 제1 저항
115 : 제1 레귤레이터
116 : 제2 저항
117 : 제2 커패시터
118 : 제3 커패시터
120 : 비교기(OP-Amp)
121 : 제어 다이오드
130 : 온도 제어회로
130-1 : 제1 온도 제어회로
130-2 : 제2 온도 제어회로
130-3 : 제3 온도 제어회로
131 : 제1 P형 트랜지스터
132 : NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient-thermic resistor)
133 : 제3 저항
140 : 과도상태 제어회로
140-1 : 제1 과도상태 제어회로
140-2 : 제2 과도상태 제어회로
140-3 : 제3 과도상태 제어회로
141 : 제4 커패시터
142 : 제4 저항
143 : 제2 레귤레이터
150 : 모듈 전압 제어회로
150-1 : 제1 모듈 전압 제어회로
150-2 : 제2 모듈 전압 제어회로
150-3 : 제3 모듈 전압 제어회로
151 : 제1 N형 트랜지스터
152 : 제5 저항
153 : 제2 P형 트랜지스터
154 : 제6 저항
160 : 빠른응답 연결 불량 검출 회로
160-1 : 제1 빠른응답 연결 불량 검출 회로
160-2 : 제2 빠른응답 연결 불량 검출 회로
160-3 : 제3 빠른응답 연결 불량 검출 회로
161 : 제1 빠른응답 저항
162 : 제2 빠른응답 저항
163 : 빠른응답 커패시터
164 : 제3 레귤레이터
165 : 제3 P형 트랜지스터
170 : 레치(Latch) 회로
170-1 : 제1 레치(Latch) 회로
170-2 : 제2 레치(Latch) 회로
170-3 : 제3 레치(Latch) 회로
171 : 레치(Latch) 저항
172 : 제2 N형 트랜지스터
180 : 바이패스(Bypass) 회로
180-1 : 제1 바이패스(Bypass) 회로
180-2 : 제2 바이패스(Bypass) 회로
180-3 : 제3 바이패스(Bypass) 회로
181 : 게이트 커패시터
182 : 게이트 저항
183 : 바이패스(Bypass) 스위치
200 : LED 모듈 연결 불량 보완 회로가 장착된 직렬 연결 방식 구조
210 : 제1 바이패스(Bypass) 회로
210n : 제n 바이패스(Bypass) 회로
301 : 정전류(Constant Current) 회로
302-1 : 제1 바이패스(Bypass) 회로
302-2 : 제2 바이패스(Bypass) 회로
302-n : 제n 바이패스(Bypass) 회로
303-1 : 제1 LED 모듈
303-2 : 제2 LED 모듈
303-n : 제n LED 모듈
AC : 교류 220[V]
C1 : 제1 커패시터
Ca : 제11 제어커패시터
Cn : 제n 커패시터
Dz-1 : 제1 제너 다이오드
Dz-2 : 제2 제너 다이오드
Dz-n : 제n 제너 다이오드
ia-1 : 제1 LED 모듈의 전류
ia-2 : 제2 LED 모듈의 전류
ia-n : 제n LED 모듈의 전류
ib-1 : 제1 바이패스(Bypass) 회로의 전류
ib-2 : 제2 바이패스(Bypass) 회로의 전류
ib-n : 제n 바이패스(Bypass) 회로의 전류
it : 정전류 회로의 출력 전류
L11 : 제1 LED 모듈의 제1 LED
L1n : 제1 LED 모듈의 제n LED
L21 : 제2 LED 모듈의 제1 LED
Lm1 : 제m LED 모듈의 제1 LED
Lmn : 제m LED 모듈의 제n LED
ON : 조명 온(on) 상태
OFF : 조명 오프(off) 상태
Q1 : 제1 N형 트랜지스터
Q2 : 제2 N형 트랜지스터
Qn : 제n N형 트랜지스터
Rs : 직렬저항
R1 : 제1 제어저항
Ra : 제11 제어저항
Ral : 제a1 제어저항
Ran : 제an 제어저항
Rb : 제12 제어저항
Rb1 : 제b1 제어저항
Rbn : 제bn 제어저항
Rc1 : 제c1 제어저항
Rcn : 제cn 제어저항
R2 : 제2 제어저항
Rn : 제n 제어저항
SCR1 : 제1 SCR(다이리스터)
SCRn : 제n SCR(다이리스터)
Vc : 제어전압
Vcc : 구동전원
VF : LED 모듈의 전압
Vref : 기준전압
(+) : (+) 전원단자
(-) : (-) 전원단자

Claims (12)

  1. LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서,
    직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50);
    상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183);
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110);
    - 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어전압(Vc)을 출력함;
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)를 통하여 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함;
    상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140);
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류를 모두 바이패스(Bypass)시키기 위한 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160);
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며;
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며;
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며;
    상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 지속적으로 도통(on)하는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간[t]에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  2. LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서,
    직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50);
    상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183);
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110);
    - 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어전압(Vc)을 출력함;
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)를 통하여 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함;
    상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140);
    상기 과도상태 제어회로(140)는 제2 레귤레이터(143)의 기준전압을 제어하며;
    상기 제2 레귤레이터(143)는 TL 431이 사용되며, 상기 제2 레귤레이터(143)의 캐소드(Cathode)와 기준단자(Reference)에 연결된 제4 커패시터(141)는 과도상태에 위상여유(Phase Margin)를 제공하며;
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류를 모두 바이패스(Bypass)시키기 위한 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160);
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며;
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며;
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며;
    상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 지속적으로 도통(on)하는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간[t]에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  3. 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원과 기준전압(Vref)과 비교하는 비교기(OP-Amp)(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  4. 청구항 제3항에 있어서,
    상기 비교기(OP-Amp)(120)에서 제어전압(Vc)은 아래의 식(1)로 증폭되어 출력되는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
    Figure 112018007982111-pat00003
    식(1)
  5. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 비교기(OP-Amp)(120)는 상기 제어전압(Vc)을 출력하기 위하여 상기 비교기(OP-Amp)(120)의 입력 (+)단자에 제1 제어이득 결정부(111)가 위치하며, 상기 비교기(OP-Amp)(120)의 출력단자에 제2 제어이득 결정부(112)가 위치하며;
    상기 제1,2 제어이득 결정부(111,112)에서 상기 제1 제어이득 결정부(111)는 제11 제어저항(Ra)이며, 상기 제2 제어이득 결정부(112)는 제12 제어저항(Rb)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  6. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 비교기(OP-Amp)(120)는 상기 제어전압(Vc)을 출력하기 위하여 상기 비교기(OP-Amp)(120)의 입력 (+)단자에 제1 제어이득 결정부(111)가 위치하며, 상기 비교기(OP-Amp)(120)의 출력단자에 제2 제어이득 결정부(112)가 위치하며;
    상기 제1,2 제어이득 결정부(111,112)에서 상기 제1 제어이득 결정부(111)는 제11 제어저항(Ra)이며, 상기 제2 제어이득 결정부(112)는 제12 제어저항(Rb) 및 제11 제어커패시터(Ca)로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  7. LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서,
    직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50);
    상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183);
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110);
    - 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어전압(Vc)을 출력함;
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함;
    상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140);
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며;
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며;
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며;
    상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 지속적으로 도통(on)하는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간[t]에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  8. 청구항 제7항에 있어서,
    상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient-thermic resistor)(132)를 사용하여 온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  9. 청구항 제8항에 있어서,
    상기 온도 제어회로(130)는 상기 NTC 서미스터(132)의 일측(一側)에 제1 P형 트랜지스터(131)가 위치하며, 상기 제1 P형 트랜지스터(131)를 구동하기 위한 제1 N형 트랜지스터(151)가 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  10. 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서
    상기 빠른응답 연결 불량 검출 회로(160)는 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원과 연결된 제3 P형 트랜지스터(165) 및 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원이 기준전압 이상인 경우 상기 제3 P형 트랜지스터(165)를 동작시키기 위한 제3 레귤레이터(164)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  11. LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서,
    직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50);
    상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183);
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110);
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 (+) 전원과 기준전압(Vref)과 비교하는 비교기(OP-Amp)(120)를 포함하고 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어전압(Vc)을 출력함;
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)를 통하여 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함;
    상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140);
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며;
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며;
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며;
    상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)가 지속적으로 도통(on)하는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압이 시간[t]에 따라서 점차적으로 낮아지는 것을 특징으로 하는 LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치
  12. LED 조명을 위한 스마트 바이패스 장치에 있어서,
    직렬로 연결된 복수의 LED 모듈(50);
    상기 복수의 LED 모듈(50) 중에서 특정(特定) LED 모듈에 고장이 생긴 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈의 전류의 흐름을 바이패스(Bypass)하기 위한 바이패스(Bypass) 스위치(183);
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 일정(一定) 부분 고장 상태에 따라서 바이패스(Bypass) 스위치(183)에서 활성(Active) 영역이 동작하게 하는 지연응답 연결 불량 검출 회로(110);
    - 상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)는 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 전압을 입력받아서, 기준전압(Vref)과 비교하여 제어 다이오드(121)를 통하여 제어전압(Vc)을 출력함;
    상기 지연응답 연결 불량 검출 회로(110)에서 출력된 제어전압(Vc)을 바탕으로 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 제어하는 온도 제어회로(130) - 상기 온도 제어회로(130)는 NTC 서미스터(132)를 통하여 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 온도를 검출하며, 특정(特定) 기준온도를 초과하는 경우, 제어신호를 출력함;
    상기 NTC 서미스터(132)의 일측(一側)에 제1 P형 트랜지스터(131)가 위치하며, 상기 제1 P형 트랜지스터(131)를 구동하기 위한 제1 N형 트랜지스터(151);
    상기 온도 제어회로(130)에서 출력된 제어신호를 바탕으로 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)의 과도상태를 제어하는 과도상태 제어회로(140);
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)의 전류가 모두 바이패스(Bypass)되는 경우, 상기 바이패스(Bypass) 스위치(183)를 지속적으로 도통(on)시키기 위한 레치(Latch) 회로(170)를 포함하며;
    상기 특정(特定) LED 모듈이 일정(一定) 부분 고장인 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈에도 전류가 흐르고 동시에 병렬로 연결된 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에 전류가 흐르며;
    상기 특정(特定) LED 모듈(module)이 완전히 고장 또는 분리된 경우, 상기 특정(特定) LED 모듈(module)에는 전류가 흐르지 않으며, 병렬로 연결된 상기 특정(特定) 바이패스(Bypass) 스위치(183)에만 전류가 흐르며;
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