KR101977653B1 - 엘이디 조명 장치 - Google Patents

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KR101977653B1
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Abstract

본 발명은 복수 개의 발광 모듈을 구동하는 가로등, 터널등 및 보안등을 위한 LED 조명 장치를 개시하며, 상기 LED 조명 장치는, DC 전압을 전달하는 프로텍터; 및 직렬로 연결되며 상기 DC 전압에 대응하여 발광하는 LED 광원들을 구비하는 발광 모듈;을 포함하며, 상기 프로텍터는 상기 DC 전압에 대응하여 상기 LED 광원들을 포함하는 전류 경로를 형성하며, 상기 전류 경로의 부하 전류를 센싱하고, 상기 부하 전류에 대응하는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 상기 전류 경로를 턴오프하여서 상기 LED 광원들을 소광시킴을 특징으로 한다.

Description

엘이디 조명 장치{LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 엘이디(Light Emitting Diode : 이하, "LED"라 함) 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 발광 모듈을 구동하는 가로등, 터널등 및 보안등을 위한 LED 조명 장치에 관한 것이다.
LED 조명 장치는 LED를 광원으로 이용하며 다른 광원을 이용한 조명 장치와 대비하여 전력 소모와 수명 등 다양한 면에서 이점을 가지며 다양한 용도로 사용될 수 있다.
상기한 LED 조명 장치가 예시적으로, 가로등, 터널등 및 보안등 등으로 사용되는 경우, LED 조명 장치는 높은 광량을 보장하도록 요구된다.
LED 조명 장치는 높은 광량을 확보하기 위하여 4개나 8개 등 복수 개의 발광 모듈을 구비하도록 설계되며, 스위칭모드 파워 서플라이(이하, "SMPS"라 함)와 같은 전원 장치를 이용하여 복수 개의 발광 모듈의 발광에 필요한 전원을 공급받도록 구성된다.
각 발광 모듈은 직렬로 연결된 LED 광원들을 구비하며 LED 광원들의 발광 전압들의 합보다 높은 DC 전압에 대응하여 발광한다.
상기한 LED 조명 장치는 사용 중에 복수 개의 발광 모듈 중 일부(예시적으로 하나)의 발광 모듈이 고장으로 소등될 수 있다.
LED 조명 장치가 100 와트(Watt)의 전력을 이용하여 4 개의 발광 모듈을 구동하도록 설계된 경우, 각 발광 모듈은 25 와트의 전력을 이용하여 구동되도록 설계된다. 이 경우, SMPS는 병렬로 연결된 각 발광 모듈에 동일한 레벨의 DC 전압과 동일한 양의 전류를 발광 모듈에 제공하도록 설계된다.
그러나, 복수 개의 발광 모듈 중 하나의 발광 모듈이 고장인 경우, 고장인 발광 모듈은 소등되고 전류가 흐르지 않는다. 그러므로, SMPS는 고장난 발광 모듈은 제외하고 정상인 나머지 발광 모듈들에 100 와트의 전력을 기준으로 전류를 분산하여 공급하게 된다.
결과적으로 정상인 나머지 발광 모듈들은 고장난 발광 모듈에 공급되어야 할 전류를 더 공급받기 때문에 과전류를 공급받게 된다.
상기한 현상은 정상인 나머지 발광 모듈들의 수명을 단축시킬 수 있고 과전류에 따른 부품의 손상을 유발할 수 있다.
그러므로, 복수 개의 발광 모듈을 구동하는 LED 조명 장치는 발광 모듈들에 과전류가 유입되는 경우 과전류로 인한 수명 단축 및 부품 손상을 방지할 수 있는 기술을 채택할 필요가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2013-0083245호(2013.07.22. 공개) 스위칭방식 전류제한 기능을 갖는 LED등 구동 장치 및 그 구동 장치를 내장한 LED등
본 발명은 발광 모듈 단위로 과전류가 유입되는 경우 이를 차단할 수 있어서 수명 단축 및 부품 손상을 방지할 수 있는 LED 조명 장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 복수 개의 발광 모듈을 구비하고 전원 장치로부터 발광을 위한 전류가 분배되는 경우, 일부 발광 모듈의 고장에 의해서 정상인 발광 모듈들에 과전류가 발생하면 과전류에 의한 전류 경로 형성을 차단하여 정상인 발광 모듈들을 보호할 수 있는 LED 조명 장치를 제공함을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 LED 조명 장치는, DC 전압을 전달하는 프로텍터; 및 직렬로 연결되며 상기 DC 전압에 대응하여 발광하는 LED 광원들을 구비하는 발광 모듈;을 포함하며, 상기 프로텍터는 상기 DC 전압에 대응하여 상기 LED 광원들을 포함하는 전류 경로를 형성하며, 상기 전류 경로의 부하 전류를 센싱하고, 상기 부하 전류에 대응하는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 상기 전류 경로를 턴오프하여서 상기 LED 광원들을 소광시킴을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 LED 조명 장치는, DC 전압을 제공하는 전원 장치; 직렬 연결되며 상기 DC 전압에 대응하여 발광하는 LED 광원들을 각각 구비하는 복수 개의 발광 모듈; 및 상기 전원 장치와 상기 복수 개의 발광 모듈들 간에 각각 구성되며, 상기 DC 전압을 전달하는 복수 개의 프로텍터;를 포함하며, 각각의 상기 프로텍터는, 상기 DC 전압에 대응하여 상기 LED 광원들을 포함하는 전류 경로를 형성하며, 상기 전류 경로의 부하 전류를 센싱하고, 상기 부하 전류에 대응하는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 상기 전류 경로를 턴오프하여서 상기 LED 광원들을 소광시킴을 특징으로 한다.
본 발명은 발광 모듈 단위로 프로텍터가 구성되며, 과전류가 유입되는 경우 프로텍터에 의하여 전류 경로가 턴오프됨으로써 LED 광원들을 소광시킬 수 있어서, 발광 모듈의 수명 단축 및 부품 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 발광 모듈에 대응하도록 프로텍터를 구성하며, 일부 발광 모듈의 고장에 의하여 정상인 발광 모듈의 부하 전류가 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 발광 모듈을 포함하는 전류 경로를 턴오프하여서 소광시킴으로써 정상적인 발광 모듈들을 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 LED 조명 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1의 프로텍터의 구성을 예시한 사시도.
도 3은 도 1의 프로텍터의 상세 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 발명은 발광 모듈 단위로 프로텍터를 구성하며, 일부 발광 모듈의 고장으로 정상인 발광 모듈에 과전류가 유입되는 경우 프로텍터에 의하여 과전류가 정상인 발광 모듈에 유입되는 것을 차단하도록 구성된다.
이를 위한 실시예가 도 1과 같이 구성될 수 있으며, 도 1의 실시예는 전원 장치, 복수 개의 발광 모듈 및 복수 개의 프로텍터를 구비한다.
전원 장치(100)는 복수 개의 발광 모듈(MD1~MD4)에 발광을 위한 전원을 공급하기 위한 것이다. 이를 위하여 전원 장치(100)는 스위칭모드 파워 서플라이(이하, "SMPS"라 함)로 구성될 수 있으며, DC 전압을 각각 출력하는 DC 전압 단자(DC1~DC4)와 그라운드 전압을 제공하는 그라운드 전압 단자(GND)를 갖는다.
전원 장치(100)는 외부로부터 상용 교류 전원을 공급받으며 내부의 트랜스포머를 이용하여 AC-DC 컨버팅을 수행하고 AC-DC 컨버팅 결과 발광 모듈들()MD1~MD4)의 정격 전압에 적합한 레벨의 DC 전압을 각 DC 전압 단자(DC1~DC4) 별로 병렬로 출력하도록 구성된다.
복수 개의 발광 모듈(MD1~MD4)는 본 발명의 실시예로 4개가 구성된 것을 예시한다. 발광 모듈들(MD1~MD4)은 동일한 구조를 갖는다. 그러므로, 발광 모듈들(MD1~ MD4)의 구성은 발광 모듈(MD1)을 참조하여 이해될 수 있다.
발광 모듈(MD1)은 프로텍터(PP1~PP4)를 통하여 DC 전압을 전달받으며, DC 전압에 의하여 발광하는 LED 광원들(LED)을 구비한다. 도 1의 실시예로서 발광 모듈(MD1)은 10개의 LED 광원들(LED)을 포함하는 것으로 예시된다.
LED 광원들(LED)은 직렬로 연결되며 양단에 인가되는 DC 전압이 각 LED 광원들(LED)의 발광 전압들의 합보다 높은 DC 전압에 대응하여 발광한다. 여기에서, 발광 전압은 각 LED 광원(LED)을 발광시킬 수 있는 최소 레벨의 전압을 의미한다.
상기한 발광 모듈(MD1)은 인쇄회로기판(도시되지 않음) 상에 직렬로 연결된 LED 광원들(LED)을 실장한다. 그리고, 발광 모듈(MD1)은 상부의 투광 재질의 커버(도시되지 않음)와 하부의 방열판(도시되지 않음)이 결합된 내부 공간에 인쇄회로기판을 고정하여 수용할 수 있다. 이때, 커버와 방열판은 인쇄회로기판이 수용된 내부 공간으로 습기가 침투되지 않도록 기밀을 유지할 수 있는 구조로 결합된다.
그리고, 인쇄회로기판에는 직렬로 연결된 LED 광원들(LED)의 양단이 연결된 커넥터(CN1)를 실장하며, 커넥터(CN1)는 방열판을 관통하여 인입되는 한 쌍의 출력 라인(Lo+, Lo-)의 일단이 연결되며, 한 쌍의 출력 라인(Lo+, Lo-)과 LED 광원들(LED)의 양단을 각각 전기적으로 연결시킨다.
한편, 본 발명의 실시예는 전원 장치(100)와 복수 개의 발광 모듈들(MD1~MD4) 간에 각각 구성되며 DC 전압을 전달하는 복수 개의 프로텍터(PP1~PP4)를 구비한다.
복수 개의 프로텍터(PP1~PP4)는 복수 개의 발광 모듈(MD1~MD4)에 대응하여 본 발명의 실시예로 4개가 구성된 것을 예시한다. 프로텍터들(PP1~PP4)은 동일한 구조를 갖는다. 그러므로, 프로텍터들(PP1~PP4)의 구성은 프로텍터(PP1)를 참조하여 이해될 수 있다.
각 프로텍터(PP1)는 DC 전압에 대응하여 LED 광원들(LED)을 포함하는 전류 경로를 형성하며, 전류 경로의 부하 전류를 센싱하고, 부하 전류에 대응하는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 전류 경로를 턴오프하여서 LED 광원들(LED)을 소광시킨다.
도 2를 참조하면, 프로텍터(PP1)는 인쇄회로기판에 도 3의 회로가 실장된 구조를 갖는다
즉, 프로텍터(PP1)는 인쇄회로기판에 실장되며 케이스(PC) 내에 수용되고, 라인 피복(LCi)에 의해 커버되는 한 쌍의 입력 라인(Li+, Li-)을 통하여 DC 전압을 인가받으며, 라인 피복(LCo)에 의해 커버되는 한 쌍의 출력 라인(Lo+, Lo-)을 통하여 DC 전압을 발광 모듈(MD1)로 제공하도록 구성된다.
그리고, 라인 피복(LCi) 및 라인 피복(LCo)의 일단이 케이스(PC)의 내부에 각각 삽입 및 밀착됨으로써 프로텍터(PP1)는 케이스(PC) 내부에 대한 기밀을 제공받을 수 있고 인쇄회로기판 상의 회로가 습기에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
여기에서, 라인 피복(LCi), 라인 피복(LCo) 및 케이스(PC)는 유연한 합성수지 재질로 구성될 수 있으며, 케이스(PC)는 내부에 수용되는 프로텍터(PP1)의 인쇄회로기판의 형상을 고려하여 다양하게 외관 및 내부 공간을 형성하도록 설계될 수 있다.
프로텍터(PP1)는 한 쌍의 출력 라인(Lo+, Lo-)이 상술한 커넥터(CN1)에 일단이 연결됨으로써 DC 전압을 발광 모듈(MD1)에 제공할 수 있다.
또한, 프로텍터(PP1)는 한 쌍의 입력 라인(Li+, Li-)이 커넥터(CN2)를 통하여 전원 장치(100)의 DC 전압 단자(DC1) 및 그라운드 전압 단자(GND)에 연결된 한 쌍의 전원 라인과 전기적으로 연결됨으로써 전원 장치(100)의 DC 전압을 수신할 수 있다.
커넥터(CN2)는 한 쌍의 출력 라인(Lo+, Lo-)과 LED 광원들(LED)의 양단을 각각 전기적으로 연결시킨다.
한편, 프로텍터(PP1)는 도 3과 같은 회로를 인쇄회로기판에 실장한다.
도 3을 참조하면, 프로텍터(PP1)는 전압 입력 단자(LiT+) 및 그라운드 입력 단자(LiT-), 전압 출력 단자(LoT+) 및 그라운드 출력 단자(LoT-), 센싱 저항(Rs), 정전압 회로(10), 리셋 회로(20), 메인 스위치(Q3) 및 스위칭 제어부(30)를 포함한다.
여기에서, 전압 입력 단자(LiT+) 및 그라운드 입력 단자(LiT-) 간에는 전원 장치(100)의 DC 전압 단자(DC1) 및 그라운드 전압 단자(GND) 간의 DC 전압(DC_IN)이 인가된다.
그리고, 전압 출력 단자(LoT+) 및 그라운드 출력 단자(LoT-)는 프로텍터(PP1)에서 출력되는 DC 전압(DC_OUT)을 발광 모듈(M1)에 제공하도록 LED 광원들(LED)의 양단에 연결된다.
여기에서, 전압 입력 단자(LiT+)와 전압 출력 단자(LoT+)는 배선을 통하여 연결되며, 그라운드 입력 단자(LiT-) 및 그라운드 출력 단자(LoT-)는 메인 스위치(Q3) 및 센싱 저항(Rs)를 통하여 연결된다.
프로텍터(PP1)는 정상인 발광 모듈(MD1)에 대응하여 전압 입력 단자(LiT+), 전압 출력 단자(LoT+), LED 광원들(LED), 그라운드 출력 단자(LoT-), 메인 스위치(Q3) 및 센싱 저항(Rs) 및 그라운드 입력 단자(LiT-)를 포함하는 전류 경로를 형성한다. 이때 메인 스위치(Q3)는 턴온 상태를 유지한다.
그리고, 센싱 저항(Rs)는 메인 스위치(Q3)와 그라운드 입력 단자(LiT-) 사이에 구성되며, 발광 모듈(MD1)의 LED 광원(LED)의 발광에 대응하는 부하 전류를 메인 스위치(Q3)를 통하여 제공받고, 부하 전류에 대응하는 센싱 전압을 양단 간에 형성한다.
그리고, 메인 스위치(Q3)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 드레인에 그라운드 출력 단자(LoT-)가 연결되고 소스에 센싱 저항(Rs)이 연결되며 게이트에 스위칭 제어부(30)의 스위치에서 제공되는 스위칭 전압이 인가되도록 구성된다.
정전압 회로(10)는 전압 입력 단자(LiT+) 및 그라운드 입력 단자(LiT-) 간에 인가되는 DC 전압(DC_IN)으로부터 정전압을 생성하여 제공한다.
이를 위하여 정전압 회로(10)는 제너 다이오드(ZD), 저항(R1), 스위칭 소자(Q1) 및 캐패시터(C1)을 포함한다. 여기에서 스위칭 소자(Q1)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로 구성될 수 있다.
저항(R1)과 제너 다이오드(ZD)는 전압 입력 단자(LiT+) 및 그라운드 입력 단자(LiT-) 사이에 직렬 연결되며, 제너 다이오드(ZD)는 전압 입력 단자(LiT+) 및 그라운드 입력 단자(LiT-) 간에 인가되는 DC 전압(DC_IN)에 대응하여 낮은 레벨의 정전압을 제공하는 정전압원으로서 구성된다.
스위칭 소자(Q1)는 콜렉터가 전압 입력 단자(LiT+)와 저항(R1)사이의 노드에 연결되고, 에미터가 스위칭 제어부(30)의 저항(R5)에 연결되며 베이스가 저항(R1)과 제너 다이오드(ZD) 사이의 노드에 연결되도록 구성된다.
상기한 스위칭 소자(Q1)는 제너 다이오드(ZD)에 형성된 정전압에 의하여 턴온을 유지하며 정전압을 후술하는 리셋 회로(20)의 비교기(U1)의 동작 전압 및 스위칭 제어부(30)를 통하여 메인 스위치(Q3)의 스위칭 전압으로 전달하도록 구성된다.
그리고, 캐패시터(C1)는 스위칭 소자(Q1)의 에미터와 그라운드 입력 단자(LiT-) 간에 구성되며 스위칭 소자(Q1)에서 출력되는 정전압의 노이즈를 필터링하는 작용을 한다.
리셋 회로(20)는 스위칭 소자(Q1)에 의해 전달되는 정전압에 의해 구동되며, 메인 스위치(Q3)를 통하여 유입되는 LED 광원들(LED)의 부하 전류에 의하여 센싱 저항(Rs)에 인가되는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 미리 설정된 리셋 신호를 제공하도록 구성된다.
이를 위하여, 리셋 회로(20)는 비교기(U1) 및 리셋 집적 회로(U2)를 구비한다. 비교기(U1)는 스위칭 소자(Q1)을 통하여 전달되는 정전압을 동작 전압으로 이용하며 출력단의 비교 신호를 리셋 집적 회로(U2)에 인가하도록 구성되며, 리셋 집적 회로(U2)는 비교 신호의 레벨에 상응하는 하이 또는 로우 레벨의 리셋 신호를 스위칭 제어부(30)의 저항(R4)을 통하여 사이리스터(Thyristor) (Q2)의 제어단으로 제공하도록 구성된다.
아울러, 리셋 회로(20)는 비교기(U1)의 네가티브 입력단(-)과 출력단 사이에 피드백용 저항(R3) 및 캐패시터(C2)를 포함하고 비교기(U1)의 네가티브 입력단(-)과 그라운드 입력 단자(LiT-) 사이의 저항(R2)를 포함한다. 여기에서, 저항들(R2, R3)는 비교기(U1)의 게인을 조절하기 위한 전류 증폭용 저항값을 제공하는 것으로 이해될 수 있고, 캐패시터(C2)는 서지(Surge) 딜레이 용으로 구성된 것이다.
센싱 저항(Rs)은 일단이 저항(R2)을 통하여 비교기(U1)의 네가티브 입력단(-)에 연결되고 타단이 비교기(U1)의 포지티브 입력단(+)에 연결된다.
그러므로, 비교기(U1)는 저항들(R2, R3)의 저항값에 의하여 오프셋 전압이 결정되며 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 즉 오프센 전압 범위 이내이면 로우 레벨의 비교 신호를 출력한다. 만약, 센싱 저항(Rs)의 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 즉 오프센 전압 범위 이상으로 상승하면, 비교기(U1)는 하이 레벨의 비교 신호를 출력한다.
리셋 집적 회로(U2)는 로우 레벨의 비교 신호에 대응하여 로우 레벨의 리셋 신호를 출력하고, 하이 레벨의 비교 신호에 대응하여 하이 레벨의 리셋 신호를 출력한다.
한편, 스위칭 제어부(30)는 메인 스위치(Q3)에 정전압을 스위칭 전압으로서 제공하여서 메인 스위치(Q3)의 턴온을 유지하고, 미리 설정된 리셋 신호가 제공되는 경우 메인 스위치(Q3)를 턴오프하도록 스위칭 전압을 변경하도록 구성된다.
이를 위하여, 스위칭 제어부(30)는 다이오드(D1) 및 사이리스터(Q2)를 포함한다. 다이오드(D1)는 저항(R5)을 통하여 전달되는 정전압을 메인 스위치(Q3)의 스위칭 전압으로 제공하도록 구성되고, 사이리스터(Q2)는 하이 레벨의 리셋 신호가 저항(R4)을 통하여 제어단으로 제공되면 다이오드(D1)의 입력측 전압을 로우 레벨로 변경함으로써 메인 스위치(Q3)의 스위치 전압을 로우 레벨로 변경한다. 여기에서, 사이리스터(Q2)는 제어단에 로우 레벨로 리셋 신호가 인가되면 턴오프되고 제어단에 하이 레벨로 리셋 신호가 인가되면 턴온된다. 사이리스터(Q2)가 턴온되면 다이오드(D1)의 입력측은 저항(Rs)을 통하여 그라운드 입력 단자(LiT-)에 연결되므로 정전압 레벨에서 그라운드 전압 레벨로 전압이 변경된다.
스위칭 제어부(30)의 다이오드(D1)의 출력측과 메인 스위치(Q3)의 게이트 사이에 구성된 캐패시터(C3)는 발광 모듈(MD1)의 PWM 디밍시 딜레이용으로 구성된 것이다.
도 3과 같은 구성에 의하여, 본 발명의 실시예로 구성되는 프로텍터(PP1)는 발광 모듈(MD1)의 발광에 대응하여 부하 전류의 양이 정상인 경우 발광을 위한 전류 경로를 형성한다.
보다 구체적으로, DC 전압(DC_IN)이 인가되면 정전압이 정전압 회로(10)에 의하여 제공된다. 리셋 회로(20)의 비교기(U1)는 정전압에 의하여 동작된다.
비교기(U1)는 정상적인 양의 부하 전류에 대응하여 센싱 전압(Rs)에 형성되는 센싱 전압을 센싱하고 미리 설정된 레벨 미만의 정류 전압에 대응하는 로우 레벨의 비교 신호를 출력한다.
리셋 집적 회로(U2)는 로우 레벨의 비교 신호에 대응하여 로우 레벨의 리셋 신호를 출력하고, 사이리스터(Q2)는 로우 레벨의 리셋 신호에 의하여 턴오프를 유지한다.
그러므로, 정전압 회로(10)의 정전압은 사이리스터(Q2)의 턴오프에 대응하여 다이오드(D1)을 통하여 메인 스위치(Q3)의 게이트에 스위칭 전압으로서 인가된다.
그 결과, 메인 스위치(Q3)는 턴온을 유지하여 부하 전류의 흐름을 위한 전류 경로의 형성을 유지한다. 이때, 전류 경로는 전압 입력 단자(LiT+), 전압 출력 단자(LoT+), LED 광원들(LED), 그라운드 출력 단자(LoT-), 메인 스위치(Q3) 및 센싱 저항(Rs) 및 그라운드 입력 단자(LiT-)를 포함한다.
만약, 도 1에 구성된 4 개의 발광 모듈(MD1~MD4) 중 발광 모듈(MD4)이 고장인 경우, 발광 모듈(MD4)로 공급될 전류는 나머지 정상인 발광 모듈(MD1~MD3)로 분산된다.
4 개의 발광 모듈(MD1~MD4)가 모두 정상인 경우, 각 발광 모듈(MD1~MD4) 및 프로텍터(PP1~PP4)를 흐르는 부하전류는 700mA 수준인 것으로 가정할 수 있다.
발광 모듈(MD4)가 고장인 경우, 발광 모듈(MD4)로 공급될 전류의 분산에 의해서 정상인 각 발광 모듈(MD1~MD3)의 부하 전류는 850mA 이상으로 상승한다. 즉, 각 프로텍터(PP1~PP3)의 전류 경로를 흐르는 부하 전류가 850mA 이상으로 상승한다. 여기에서, 850mA는 과전류를 판단하기 위한 부하 전류의 미리 설정된 레벨로 정의할 수 있다.
예시적으로, 프로텍터(PP1)의 센싱 저항(Rs)은 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하는 부하 전류에 대응하여 그 만큼 상승된 센싱 전압을 형성한다.
상기한 센싱 전압의 상승은 비교기(U1)에 의해 검출되며, 비교기(U1)는 미리 설정된 레벨 이상의 부하 전류에 대응한 센싱 전압에 의하여 하이 레벨로 비교 신호를 출력한다.
그 결과, 리셋 집적 회로(U2)의 동작에 의하여 하이 레벨의 리셋 신호가 사이리스터(Q2)의 제어단에 인가되고, 사이리스터(Q2)는 턴온된다.
다이노드(D1)의 입력단은 사이리스터(Q2)의 턴온에 의해 그라운드 레벨로 낮아진다. 그 결과 메인 스위치(Q3)는 게이트에 인가되는 스위칭 전압이 로우 레벨인 것에 대응하여 턴오프된다.
즉, 메인 스위치(Q3)는 턴오프를 유지하여 부하 전류의 흐름을 위한 전류 경로를 차단한다. 그러므로, 발광 모듈(MD1)의 LED 광원들(LED)은 소광된다.
본 발명의 실시예는 LED 조명 장치에 포함된 발광 모듈들 중 일부가 고장인 경우 정상인 발광 모듈에 과전류가 흐르는 것을 프로텍터에 의해서 상술한 바와 같이 차단하고 발광 모듈의 LED 광원들(LED)을 소광시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 LED 조명 장치에 포함된 발광 모듈들에 각각 대응하도록 복수의 프로텍터가 구성되며, 다른 발광 모듈의 고장에 의하여 부하 전류가 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 발광 모듈 단위로 전류 경로를 턴오프하고 LED 과원들을 소광시킬 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예는 LED 조명 장치에 포함된 나머지 정상인 발광 모듈이 과전류에 의하여 수명이 단축되거나 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 즉, LED 조명 장치의 정상적인 발광 모듈들을 적극적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 한 쌍의 입력 라인을 통하여 DC 전압을 인가받으며, 한 쌍의 출력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 출력하는 프로텍터; 및
    직렬로 연결되며, 상기 한 쌍의 출력 라인을 통하여 제공되는 상기 DC 전압에 대응하여 발광하는 LED 광원들을 구비하는 발광 모듈;을 포함하며,
    상기 프로텍터는,
    상기 DC 전압이 인가되는 전압 입력 단자 및 그라운드 입력 단자;
    상기 LED 광원들의 양단에 연결되는 전압 출력 단자 및 그라운드 출력 단자;
    상기 그라운드 입력 단자에 연결되는 센싱 저항;
    상기 센싱 저항과 상기 그라운드 출력 단자 사이에 구성되는 메인 스위치;
    상기 DC 전압으로부터 정전압을 생성하여 제공하는 정전압 회로;
    상기 정전압에 의해 구동되며, 상기 메인 스위치를 통하여 유입되는 상기 LED 광원들의 부하 전류에 의하여 상기 센싱 저항에 인가되는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 미리 설정된 레벨의 리셋 신호를 제공하는 리셋 회로;
    상기 메인 스위치에 상기 정전압을 스위칭 전압으로서 제공하여서 상기 메인 스위치의 턴온을 유지하고, 상기 리셋 신호가 미리 설정된 레벨로 제공되는 경우 상기 메인 스위치를 턴오프하도록 상기 스위칭 전압을 변경하는 스위칭 제어부;를 포함하고,
    상기 리셋 회로는,
    상기 정전압에 의해 구동되며, 상기 센싱 저항의 양단에 인가되는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 하이 레벨의 비교 신호를 출력하는 비교기; 및
    상기 비교기에서 하이 레벨의 상기 비교 신호가 인가되면, 하이 레벨의 상기 리셋 신호를 제공하는 리셋 집적회로;를 포함하며,
    상기 프로텍터는 전원 장치의 상기 DC 전압을 인가받는 상기 한 쌍의 입력 라인과 상기 DC 전압을 상기 발광 모듈에 제공하는 상기 한 쌍의 출력 라인 간에 구성되고, 상기 DC 전압에 대응하여 상기 전압 입력 단자, 상기 전압 출력 단자, 상기 LED 광원들,을 상기 그라운드 출력 단자, 상기 메인 스위치 및 상기 센싱 저항을 포함하는 전류 경로를 형성하며, 상기 센싱 저항의 양단이 인가되는 센싱 전압으로 상기 전류 경로의 부하 전류를 센싱하고, 부하 전류에 대응하는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 상기 리셋 신호에 대응하여 상기 전류 경로에 포함된 상기 메인 스위치를상기 전류 경로를 턴오프하여서 상기 LED 광원들을 소광시킴을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로텍터는 인쇄회로기판에 실장되며 케이스 내에 수용되고, 제1 라인 피복에 의해 커버되는 상기 한 쌍의 입력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 인가받으며, 제2 라인 피복에 의해 커버되는 상기 한 쌍의 출력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 상기 발광 모듈로 제공하고,
    상기 제1 라인 피복 및 상기 제2 라인 피복의 일단이 상기 케이스의 내부에 각각 삽입 및 밀착됨으로써 내부에 대한 기밀이 제공되는 LED 조명 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 정전압 회로는,
    상기 전압 출력 단자 및 상기 그라운드 출력 단자 사이에 구성되어서 상기 DC 전압에 대응한 상기 정전압을 제공하는 제너 다이오드;
    상기 제너 다이오드에 형성된 상기 정전압에 의하여 턴온이 유지되며 상기 정전압을 전달하는 스위칭 소자; 및
    상기 스위칭 소자에서 출력되는 노이즈를 필터링하는 제1 캐패시터;를 포함하는 LED 조명 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
    상기 정전압을 상기 메인 스위치의 스위칭 전압으로 제공하는 다이오드; 및
    하이 레벨의 상기 리셋 신호가 제공되면 상기 다이오드의 입력측 전압을 로우 레벨로 변경함으로써 상기 스위칭 전압을 로우 레벨로 변경하는 사이리스터(Thyristor);를 포함하는 LED 조명 장치.
  7. DC 전압을 제공하는 전원 장치;
    직렬 연결되며, 한 쌍의 출력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 제공받고, 상기 DC 전압에 대응하여 발광하는 LED 광원들을 각각 구비하는 복수 개의 발광 모듈; 및
    상기 전원 장치와 상기 복수 개의 발광 모듈들 간에 각각 구성되며, 한 쌍의 입력 라인을 통하여 각각 상기 DC 전압을 인가받으며 상기 한 쌍의 출력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 출력하는 복수 개의 프로텍터;를 포함하며,
    각각의 상기 프로텍터는,
    상기 DC 전압이 인가되는 전압 입력 단자 및 그라운드 입력 단자;
    상기 LED 광원들의 양단에 연결되는 전압 출력 단자 및 그라운드 출력 단자;
    상기 그라운드 입력 단자에 연결되는 센싱 저항;
    상기 센싱 저항과 상기 그라운드 출력 단자 사이에 구성되는 메인 스위치;
    상기 DC 전압으로부터 정전압을 생성하여 제공하는 정전압 회로;
    상기 정전압에 의해 구동되며, 상기 메인 스위치를 통하여 유입되는 상기 LED 광원들의 부하 전류에 의하여 상기 센싱 저항에 인가되는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 미리 설정된 레벨의 리셋 신호를 제공하는 리셋 회로;
    상기 메인 스위치에 상기 정전압을 스위칭 전압으로서 제공하여서 상기 메인 스위치의 턴온을 유지하고, 상기 리셋 신호가 미리 설정된 레벨로 제공되는 경우 상기 메인 스위치를 턴오프하도록 상기 스위칭 전압을 변경하는 스위칭 제어부;를 포함하고,
    상기 리셋 회로는,
    상기 정전압에 의해 구동되며, 상기 센싱 저항의 양단에 인가되는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 하이 레벨의 비교 신호를 출력하는 비교기; 및
    상기 비교기에서 하이 레벨의 상기 비교 신호가 인가되면, 하이 레벨의 상기 리셋 신호를 제공하는 리셋 집적회로;를 포함하며,
    각각의 상기 프로텍터는 전원 장치의 상기 DC 전압을 인가받는 한 쌍의 입력 라인과 상기 DC 전압을 상기 발광 모듈에 제공하는 한 쌍의 출력 라인 간에 구성되고,
    상기 DC 전압에 대응하여 상기 전압 입력 단자, 상기 전압 출력 단자, 상기 LED 광원들, 상기 그라운드 출력 단자, 상기 메인 스위치 및 상기 센싱 저항을 포함하는 전류 경로를 형성하며, 상기 센싱 저항의 양단이 인가되는 센싱 전압으로 상기 전류 경로의 부하 전류를 센싱하고, 부하 전류에 대응하는 센싱 전압이 미리 설정된 레벨 이상으로 상승하면 상기 리셋 신호에 대응하여 상기 전류 경로에 포함된 상기 메인 스위치를상기 전류 경로를 턴오프하여서 해당하는 상기 발광 모듈의 상기 LED 광원들을 소광시킴을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 프로텍터는 인쇄회로기판에 실장되며 케이스 내에 수용되고, 제1 라인 피복에 의해 커버되는 한 쌍의 입력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 인가받으며, 제2 라인 피복에 의해 커버되는 한 쌍의 출력 라인을 통하여 상기 DC 전압을 해당하는 상기 발광 모듈로 제공하고,
    상기 제1 라인 피복 및 상기 제2 라인 피복의 일단이 상기 케이스의 내부에 각각 삽입 및 밀착됨으로써 내부에 대한 기밀이 제공되는 LED 조명 장치.
  9. 삭제
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 정전압 회로는 상기 전압 출력 단자 및 상기 그라운드 출력 단자 사이에 구성되어서 상기 DC 전압에 대응한 상기 정전압을 제공하는 제너 다이오드, 및 상기 제너 다이오드에 형성된 상기 정전압에 의하여 턴온이 유지되며 상기 정전압을 전달하는 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 스위칭 제어부는 하이 레벨의 상기 리셋 신호가 제공되면 상기 메인 스위치에 제공되는 상기 스위칭 전압을 로우 레벨로 변경하는 사이리스터(Thyristor)를 포함하는 LED 조명 장치.
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