KR20080001582U

KR20080001582U - 엘이디 조명장치

Info

Publication number: KR20080001582U
Application number: KR2020060030819U
Authority: KR
Inventors: 김준열
Original assignee: 김준열
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-05

Abstract

본 고안의 엘이디 조명장치는 일정수의 엘이디들(LD1∼LD4)로 구성되어 입력단자(ID)로 인가된 전압에 의해 엘이디들(LD1∼LD4)이 점등되는 다수의 엘이디집단(40a,40b)으로 이루어진 발광부(40)와, 엘이디집단(40a,40b)의 입력단자에 전원을 공급하기 위한 직류 또는 교류전압이 인가되는 전원공급부(10)와, 전원공급부(10)로 공급되는 직류 또는 교류전압을 수신하여 수신된 전압을 직류전압으로 변환시켜 제1직류전압(Vdc1)을 출력하는 정류부(20)와, 한 단자가 제1직류전압(Vdc1)에 연결되고, 다른 단자가 접지전압(Vss)에 연결되어 제1직류전압(Vdc1)이 안정된 직류전압을 갖도록 제1직류전압(Vdc1)을 평활화시키는 평활캐패시터(CP)와, 입력단(IN), 출력단(OUT) 및 전압조정단(ADJ)을 가지며, 입력단(IN)에는 제1직류전압(Vdc1)이 연결되어 전압조정단(ADJ)에 입력되는 전압을 제어하여 출력단(OUT)으로 일정한 전압을 갖는 정전압(Va,Vb)을 출력하는 다수의 정전압발생부(30a,30b)로 구성된 정전압부(30)와, 한 단자가 정전압발생부(30a,30b)의 각각의 출력단(OUT)에 연결되고, 다른 단자가 발광부(40)의 각각의 엘이디집단(40a,40b)의 입력단자(ID)들과 각각 연결된 다수의 저항들(Ra,Rb)과, 한 단자가 다수의 저항들(Ra,Rb) 중 첫 번째 저항(Ra)의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 다수의 정전압발생부(30a,30b)들의 각각의 전압조정단(ADJ)에 연결된 제1저항(R1) 및 한 단자가 제1저항(R1)의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 접지전압(Vss)에 연결되어 저항값을 조정하여 다수의 정전압발생부(30a,30b)의 각각의 출력단(OUT)으로 사용자가 원 하는 일정한 전압(Va,Vb)을 출력시키는 가변저항(VR)으로 구성된다.

엘이디, 정전류, 정전압, 브리지 다이오드

Description

엘이디 조명장치{lighting apparatus using light emitting diode}

도 1은 종래의 엘이디 조명장치의 구성도,

도 2는 본 고안의 엘이디 조명장치의 구성도이다.

본 고안은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 특히 입력전원으로 교류 또는 직류전압을 사용할 수 있고, 엘이디에 일정한 전압을 공급하여 엘이디의 손상을 방지하고, 엘이디에 공급되는 전력량을 최소화할 수 있는 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 실내 또는 실외의 광고물 또는 간판 등에 설치되어 주간 또는 야간에 이미지를 식별할 수 있도록 여러 가지 조명장치들을 사용하고 있다.

이러한 조명장치들은 필라멘트 전구, 형광등, 네온사인 또는 엘이디(Light Emitting Diode : LED)를 사용하고 있으며, 특히 엘이디는 수명이 반영구적이고 가격이 저렴하고 전력소비가 적은 장점을 가지고 있다.

도 1은 종래의 엘이디 조명장치의 구성도이다.

도 1의 종래의 엘이디 조명장치는 다수의 저항들(R1∼R4)과 각각의 저항에 직렬로 연결된 다수의 엘이디(LED1∼LED4)들로 구성되며, 직렬로 연결된 저항(R1∼R4)과 엘이디(LED1∼LED4)의 양단에는 직류전압(Vdc)이 공급된다. 공급된 직류전압(Vdc)에 의해 다수의 엘이디들(LED1∼LED4)은 점등된다.

엘이디에 공급되는 전압이 기준치의 전압보다 낮을 경우 엘이디는 점등되지 않고, 기준치의 전압보다 클 경우 엘이디의 광도가 감소되거나 엘이디 소자에 균열 등이 발생되어 엘이디가 손상될 수 있으므로 각각의 엘이디들(LED1∼LED4)에는 항상 일정한 전압이 공급되어야 한다.

그러나 종래의 엘이디 조명장치는 공급전압원인 직류전압(Vdc)이 그대로 엘이디에 공급되므로 직류전압(Vdc)에 과전압 또는 과전류가 발생할 경우 발생된 과전압 또는 과전류가 그대로 엘이디에 공급되어 엘이디가 손상될 수 있고, 직렬로 연결된 저항들에 열이 발생될 경우 저항들의 저항값이 감소되므로 엘이디에 공급되는 전압이 커지게 되어 엘이디가 손상되는 문제점을 가지고 있다.

또한 종래의 엘이디 조명장치는 반드시 직류전압을 공급전압으로 사용하여야 하므로 교류전압원을 사용하지 못하는 문제점을 가지고 있으며, 또한 사용자의 부주의로 사용자가 공급전원의 극성을 반대로 연결시킬 경우 엘이디가 점등되지 않는 문제점을 가지고 있다.

본 고안의 목적은 일정수의 엘이디들로 구성된 각각의 엘이디집단별로 개개의 정전압발생부를 구비하여 엘이디에 항상 일정한 전압을 공급하여 허용전류 이상의 전류에 의해 엘이디가 발열되는 것을 최소화하여 전력손실을 최소화할 수 있고, 엘이디가 손상되는 방지할 수 있고, 직류전압뿐만 아니라 교류전압을 공급전압원으로 사용할 수 있고, 사용자가 공급전압의 극성을 반대로 연결하더라도 엘이디가 정상 동작할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 엘이디 조명장치는 일정수의 엘이디들로 구성되어 입력단자로 인가된 전압에 의해 엘이디들이 점등되는 다수의 엘이디집단으로 이루어진 발광수단; 상기 엘이디집단의 입력단자에 전원을 공급하기 위한 직류 또는 교류전압이 인가되는 전원공급수단; 상기 전원공급수단으로 공급되는 직류 또는 교류전압을 수신하여 수신된 전압을 직류전압으로 변환시켜 제1직류전압을 출력하는 정류수단; 한 단자가 상기 제1직류전압에 연결되고, 다른 단자가 접지전압에 연결되어 상기 제1직류전압이 안정된 직류전압을 갖도록 제1직류전압을 평활화시키는 평활캐패시터; 입력단, 출력단 및 전압조정단을 가지며, 상기 입력단에는 상기 제1직류전압이 연결되어 전압조정단에 입력되는 전압을 제어하여 출력단으로 일정한 전압을 갖는 정전압을 출력하는 다수의 정전압발생부로 구성된 정전압수단; 한 단자가 상기 정전압발생부의 각각의 출력단에 연결되고, 다른 단자가 상기 발광수단의 각각의 엘이디집단의 입력단자들과 각각 연결된 다수의 저항들; 한 단자가 상기 다수의 저항들 중 첫 번째 저항의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 상기 다수의 정전압발생부들의 각각의 전압조정단에 연결된 제1저항; 및 한 단자가 상기 제1저항의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 접지전압에 연결되어 저항값을 조정하여 상기 다수의 정전압발생부의 각각의 출력단으로 사용자가 원하는 일정한 전압을 출력시키는 가변저항을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 엘이디 조명장치를 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 고안의 엘이디 조명장치의 구성도이다.

도 2의 본 고안의 엘이디 조명장치는 일정수의 엘이디들(LD1∼LD4)로 구성되어 입력단자(ID)로 인가된 전압에 의해 엘이디들(LD1∼LD4)이 점등되는 다수의 엘이디집단(40a,40b)으로 이루어진 발광부(40)와, 엘이디집단(40a,40b)의 입력단자에 전원을 공급하기 위한 직류 또는 교류전압이 인가되는 전원공급부(10)와, 전원공급부(10)로 공급되는 직류 또는 교류전압을 수신하여 수신된 전압을 직류전압으로 변환시켜 제1직류전압(Vdc1)을 출력하는 정류부(20)와, 한 단자가 제1직류전압(Vdc1)에 연결되고, 다른 단자가 접지전압(Vss)에 연결되어 제1직류전압(Vdc1)이 안정된 직류전압을 갖도록 제1직류전압(Vdc1)을 평활화시키는 평활캐패시터(CP)와, 입력단(IN), 출력단(OUT) 및 전압조정단(ADJ)을 가지며, 입력단(IN)에는 제1직류전압(Vdc1)이 연결되어 전압조정단(ADJ)에 입력되는 전압을 제어하여 출력단(OUT)으로 일정한 전압을 갖는 정전압(Va,Vb)을 출력하는 다수의 정전압발생부(30a,30b)로 구성된 정전압부(30)와, 한 단자가 정전압발생부(30a,30b)의 각각의 출력단(OUT)에 연결되고, 다른 단자가 발광부(40)의 각각의 엘이디집단(40a,40b)의 입력단자(ID)들과 각각 연결된 다수의 저항들(Ra,Rb)과, 한 단자가 다수의 저항들(Ra,Rb) 중 첫 번째 저항(Ra)의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 다수의 정전압발생부(30a,30b)들의 각각의 전압조정단(ADJ)에 연결된 제1저항(R1) 및 한 단자가 제1저항(R1)의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 접지전압(Vss)에 연결되어 저항값을 조정하여 다수의 정전압발생부(30a,30b)의 각각의 출력단(OUT)으로 사용자가 원하는 일정한 전압(Va,Vb)을 출력시키는 가변저항(VR)으로 구성된다.

상기의 구성에 따른 본 고안인 엘이디 조명장치의 동작은 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이 발광부(40)는 4개의 엘이디들(LD1∼LD4)로 구성된 두집단의 엘이디집단(40a,40b)으로 이루어지며, 각각의 엘이디집단(40a,40b)는 각각 두개의 엘이디들(LD1,LD2)(LD2,LD4)은 직렬로 연결되고, 두개의 엘이디들(LD1,LD3)은 병렬로 연결되어 있고 병렬로 연결된 두개의 엘이디들(LD1,LD3)의 애노드단은 입력단자(ID)로서, 입력단자(ID)로 인가된 전압에 의해 엘이디들(LD1∼LD4)이 점등된다.

전원공급부(10)는 엘이디집단(40a,40b)의 입력단자(ID)에 전원을 공급하기 위하여 10V 에서 15V의 직류 또는 교류전압이 공급된다. 정류부(20)는 브리지 다이오드를 사용함으로써 전원공급부(10)로 공급되는 직류 또는 교류전압(Vin)을 직류전압인 제1직류전압(Vdc1)으로 변환시켜 출력한다. 즉, 공급전압(Vin)이 직류전압이거나 교류전압이더라도 브리지 다이오드에 의해 출력되는 전압은 직류전압인 제1직류전압(Vdc1)이 출력되며, 사용자의 부주의에 의해 직류전압의 극성을 반대로 연결하더라도 브리지 다이오드를 거쳐 출력되는 전압은 제1직류전압(Vdc1)을 갖게 된 다. 따라서 본 고안의 엘이디 조명장치는 공급전압(Vin)을 직류전압으로 사용할 경우 극성에 관계없이 본 고안의 엘이디 조명장치에 접속하여 사용할 수 있어 전문기술자가 아닌 일반 소비자도 용이하게 사용할 수 있다.

제1직류전압(Vdc1)과 접지전압(Vss) 사이에는 평활캐패시터(CP)가 연결되어 있으며, 평활캐패시터(CP)는 정류부(20)의 출력인 제1직류전압(Vdc1)에 발생될 수 있는 과전압 또는 과전류의 발생을 방지할 수 있고, 또한 제1직류전압(Vdc1)에 형성된 리플성분을 제거할 수도 있다.

정전압부(30)는 입력단(IN), 출력단(OUT) 및 전압조정단(ADJ)을 가지며, 입력단(IN)에는 제1직류전압(Vdc1)이 연결되어 전압조정단(ADJ)에 입력되는 전압을 제어하여 출력단(OUT)으로 일정한 전압을 갖는 정전압(Va,Vb)을 출력하는 제1,제2 정전압발생부(30a,30b)로 구성되어 있다. 즉, 정전압발생부(30a,30b)는 발광부(40)의 엘이디집단(40a,40b)의 수와 동일한 수로 구성되어 정전압발생부(30a,30b)의 출력단(OUT)의 정전압(Va,Vb)은 각각 다수의 저항들(Ra,Rb)을 통해 엘이디집단(40a,40b)의 입력단자(ID)에 연결된다.

상기 다수의 저항들(Ra,Rb) 각각은 엘이디집단(40a,40b)들의 엘이디들(LD1∼LD4)에 흐르는 전류의 최대값을 제한하기 위한 저항으로, 이들의 저항값을 조정하여 엘이디집단(40a,40b)들의 엘이디들(LD1∼LD4)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

제1저항(R1)은 상기 다수의 저항들(Ra,Rb) 중 첫 번째 저항(Ra)과 다수의 정전압발생부(30a,30b)들의 각각의 전압조정단(ADJ) 사이에 연결되며, 가변저항(VR)은 제1저항(R1)의 다른 단자와 접지전압(Vss) 사이에 연결되어 가변저항(VR)의 저 항값을 조정하여 다수의 정전압발생부(30a,30b)의 각각의 출력단(OUT)으로 사용자가 원하는 일정한 전압(Va,Vb)을 출력시킨다.

예를 들어 제1정전압발생부(30a)의 전압조정단(ADJ)에서 가변저항(VR)으로 흐르는 전류를 I라하고, 다수의 저항들(Ra,Rb) 중 첫 번째 저항(Ra)에 걸리는 전압을 Vref라 하면 제1정전압발생부(30a)의 출력단(OUT)의 정전압(Va)은 Vref*(1+VR/R1)+I*VR이며, 여기서 I는 수십㎂이므로 이를 무시하면 정전압(Va)은 Vref*(1+VR/R1)이 되므로 제1정전압발생부(30a)의 출력인 정전압(Va)은 가변저항(VR)의 저항값을 변화시켜 사용자가 원하는 일정한 전압을 얻을 수 있다. 또한 상기와 동일하게 제2정전압발생부(30b)의 출력인 정전압(Vb)도 가변저항(VR)의 저항값을 변화시켜 사용자가 원하는 일정한 전압을 얻을 수 있다.

상기와 같은 제1,제2정전압발생부(30a,30b)는 3단자 가변 정전압 집적회로를 사용할 수 있다.

따라서 본 고안의 엘이디 조명장치는 제1정전압발생부(30a)의 출력단(OUT)에서 출력되는 일정한 전압을 갖는 정전압(Va)이 발광부(40)의 첫번째 엘이디집단(40a)의 입력단자(ID)를 통해 다수의 엘이디들(LD1∼LD4)에 공급되고, 제2정전압발생부(30b)의 출력단(OUT)에서 출력되는 일정한 전압을 갖는 정전압(Vb)이 발광부(40)의 두번째 엘이디집단(40b)의 입력단자(ID)를 통해 다수의 엘이디들(LD1∼LD4)에 공급되므로, 발광부(40)의 다수의 엘이디들의 빛의 밝기는 항상 일정하게 되며, 다수의 엘이디들은 전력 이상에 의한 불량이 발생되지 않으며, 엘이디가 손상되는 것을 방지하여 영구적으로 엘이디를 사용할 수 있다.

또한, 개개의 엘이디집단들(40a,40b)에 공급되는 정전압을 개개의 정전압발생부(30a,30b)에 의해 공급되도록 하여 허용 전류 이상에 의한 발열량을 최소화하여 전력의 낭비를 최소화할 수 있다.

본 고안의 엘이디 조명장치는 정전압발생부를 구비하여 엘이디에 항상 일정한 전압을 공급하여 엘이디가 손상되는 방지할 수 있고, 직류전압뿐만 아니라 교류전압을 공급전압원으로 사용할 수 있고, 사용자가 공급전압의 극성을 반대로 연결하더라도 엘이디를 정상 동작시킬 수 있다.

Claims

엘이디를 사용한 조명장치에 있어서,

일정수의 엘이디들로 구성되어 입력단자로 인가된 전압에 의해 엘이디들이 점등되는 다수의 엘이디집단으로 이루어진 발광수단;

상기 엘이디집단의 입력단자에 전원을 공급하기 위한 직류 또는 교류전압이 인가되는 전원공급수단;

상기 전원공급수단으로 공급되는 직류 또는 교류전압을 수신하여 수신된 전압을 직류전압으로 변환시켜 제1직류전압을 출력하는 정류수단;

한 단자가 상기 제1직류전압에 연결되고, 다른 단자가 접지전압에 연결되어 상기 제1직류전압이 안정된 직류전압을 갖도록 제1직류전압을 평활화시키는 평활캐패시터;

입력단, 출력단 및 전압조정단을 가지며, 상기 입력단에는 상기 제1직류전압이 연결되어 전압조정단에 입력되는 전압을 제어하여 출력단으로 일정한 전압을 갖는 정전압을 출력하는 다수의 정전압발생부로 구성된 정전압수단;

한 단자가 상기 정전압발생부의 각각의 출력단에 연결되고, 다른 단자가 상기 발광수단의 각각의 엘이디집단의 입력단자들과 각각 연결된 다수의 저항들;

한 단자가 상기 다수의 저항들 중 첫 번째 저항의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 상기 다수의 정전압발생부들의 각각의 전압조정단에 연결된 제1저항; 및

한 단자가 상기 제1저항의 다른 단자에 연결되고, 다른 단자가 접지전압에 연결되어 저항값을 조정하여 상기 다수의 정전압발생부의 각각의 출력단으로 사용자가 원하는 일정한 전압을 출력시키는 가변저항을 구비한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.