KR20110004892U - Ｌｅｄ소자 정전류 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 LED조명등에 있어서 LED소자를 정전류로 구동시키기 위한 장치에 관한 것이다.
교류입력전원단(V-in) 측의 라이브(Live)선로(LT1)에 제1입력전원부로부터 유입되는 낙뢰전류의 차단을 위한 제1보호수단; 및 상기 낙뢰전류를 제2입력전원부를 통해 뉴트럴선로(NT1)로 바이패스시키기 위해 상기 교류입력전원단(V-in)에 대해 병렬로 연결된 제2보호수단; 상기 제2보호수단의 후단에 연결된 라인필터부, 정류부, 역률보정부를 거쳐 PWM으로 구동되는 정전압부와 LED소자가 구비된 LED광원부 사이에 구비된 정전류구동회로부; 를 포함하고, 상기 정전류구동회로부는; LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)를 검출하기 위해 일단이 PWM제어부의 2번 단자 및 스위칭(Switching)수단의 소스(Source) 측에 연결된 검출저항; 상기 전류검출저항을 통해서 검출된 상기 구동전류(I2)를 미리 설정된 기준전류(Is)에 대한 듀티(Duty)비를 생성시켜 주는 PWM제어부; 상기 PWM제어부로부터 출력된 PWM신호를 게이트(Gate)로 입력받아 드레인(Drain)에서 소스(Source)로 흐르는 전류를 온-오프(On-Off) 스위칭제어시켜 주는 스위칭수단; 상기 스위칭수단의 드레인(Drain) 측에 다이오드(D1)의 애노드 측 및 인덕터(L1)의 일단이 함께 연결되고, 상기 다이오드(D1)의 캐소드 측 및 인덕터(L1)의 또 다른 일단이 LED광원부에 대해 직렬로 연결된 전류조정수단; 을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
등기구, 조명등, LED소자, PWM, 정전류

Description

ＬＥＤ소자 정전류 구동장치{APPARATUS FOR DRIVING LIGHT EMITTING DIODE}
본 고안은 LED(Light Emitting Diode, 이하 "LED"라 한다.)를 이용한 조명등에 있어서 LED소자를 정전류로 구동시키기 위한 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 조명등의 제2보호수단의 후단에 연결된 정전압부와 LED광원부 사이에 구비된 PWM방식으로 구동되는 정전류구동회로부를 통해서 상기 LED광원부에 공급되는 구동전류를 일정하게 제어시켜, LED소자를 과전류로부터 보호하여 주기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정을 비롯한 산업체 등에서 주로 설치된 조명용 등기구에 적용되는 형광등은 백열등 보다 수명이 길고 소비전력이 낮은 등의 장점이 있어서 널리 사용되고 있으나, 이러한 형광등은 환경오염 문제가 매우 심각하게 제기되고 있기 때문에 지구 온난화를 방지하기 위한 차원에서 이산화탄소(CO₂)의 배출을 최대한 줄이고자 하는 노력이 세계적으로 가속화되고 있는 실정이다.
이에 따라, 국가적으로 에너지 절감에 대한 관심이 한층 고조되고 있으며, 그 중에서도 특히 조명분야에서 전력손실을 대폭적으로 줄여 전기에너지를 절감시키고, 더 나아가 환경문제도 해결하고자 하는 차원에서 고휘도 발광다이오드(LED ; Light Emitting Diode)광원을 이용한 다양한 조명기기의 개발이 활발하게 진행되고 있는 추세이다.
하지만, 현시점에서 그린에너지(Green Energy)의 일환으로 새롭게 개발되고 있는 LED소자를 이용한 각종 LED조명등에는 상기 LED소자를 과전류로부터 보호하여 주기 위한 별도의 장치가 마련되어 있지 않은 제품이 대부분이다.
예컨데, 상기 LED조명등에 구비된 LED소자에 과전류가 흐르면, 이때 상기 LED소자의 접합부(Junction)의 온도가 상승하게 되고, 이는 상기 LED소자의 접합부에 걸리는 전압레벨(Level)의 변화를 일으키게 된다.
이로 인해, 상기 LED소자에 공급되는 전류의 변화를 초래하여 LED소자의 광도 변화를 초래하는 문제를 일으키게 되고, 또한 상기 LED소자의 온도가 상승하여 과전류가 흐르면 수명이 단축될 뿐만 아니라, 파손이 되는 등의 많은 문제점을 유발하게 된다.
또한, 상기 LED조명등에 구비된 LED소자는 다수 개가 직렬로 연결되어 있으며, 이때 직렬 연결된 LED소자 개개의 순방향 전압에 대한 편차가 존재하기 때문에 정전류로 구동하지 않으면, 상기 LED소자의 발광시에 광도의 차이가 많이 발생하는 문제점을 초래하게 된다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 LED를 이용한 조명등의 제2보호수단의 후단에 연결된 정전압부와 LED광원부 사이에 구비된 PWM방식으로 구동되는 정전류구동회로부를 통해서 상기 LED광원부에 공급되는 구동전류를 일정하게 제어시켜, 상기 LED광원부에 구비된 LED소자에 대한 균일한 광도 유지 및 상기 LED소자를 과전류로부터 보호하여 수명을 연장시켜 줄 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 고안의 과제를 해결하기 위한 수단으로는 교류입력전원단(V-in) 측의 라이브(Live)선로(LT1)에 제1입력전원부로부터 유입되는 낙뢰전류의 차단을 위한 제1보호수단이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 낙뢰전류를 제2입력전원부를 통해 뉴트럴선로(NT1)로 바이패스시키기 위해 상기 교류입력전원단(V-in)에 대해 병렬로 연결된 제2보호수단이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 제2보호수단의 후단에 연결된 라인필터부, 정류부, 역률보정부를 거쳐 PWM으로 구동되는 정전압부와 LED소자가 구비된 LED광원부 사이에 구비된 정전류구동회로부가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 정전류구동회로부는 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)를 검출하기 위해 일단이 PWM제어부의 2번 단자 및 스위칭(Switching)수단의 소 스(Source) 측에 연결된 검출저항이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 전류검출저항을 통해서 검출된 상기 구동전류(I2)를 미리 설정된 기준전류(Is)에 대한 듀티(Duty)비를 생성시켜 주는 PWM제어부가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 PWM제어부로부터 출력된 PWM신호를 게이트(Gate)로 입력받아 드레인(Drain)에서 소스(Source)로 흐르는 전류를 온-오프(On-Off) 스위칭제어시켜 주는 스위칭수단이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭수단의 드레인(Drain) 측에 다이오드(D1)의 애노드 측 및 인덕터(L1)의 일단이 함께 연결되고, 상기 다이오드(D1)의 캐소드 측 및 인덕터(L1)의 또 다른 일단이 LED광원부에 대해 직렬로 연결된 전류조정수단을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 고안이 해결하고자 하는 과제 및 해결수단들은 첨부한 도면에 나타난 다양한 실시 예들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.
이와 같이 본 고안은 LED조명등의 LED광원부에 구비된 LED소자를 일정한 전류로 구동시켜 줌으로써, 상기 LED소자에 대한 균일한 광도의 유지와 함께 수명을 연장시켜 주는 효과를 제공한다.
본 고안의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 고안의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로서 설명되어 지는 것이며, 이것에 의해서 본 고안의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성 및 동작들이 제한받지는 않아야 할 것이다.
참고할 사항으로, 본 고안에서 설명되어지는 각 도면들에 부호를 표기함에 있어서, 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이다.
이하, 본 고안의 발광다이오드(LED ; Light Emitting Diode)인 LED소자를 이용한 조명등의 정전류 구동장치에 대해서 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 따른 등기구에 구비된 LED광원을 이용한 조명등에 구동용 정전류 전원이 공급되는 상태를 개략적으로 나타낸 일실시사례 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 등기구에 구비된 LED광원을 이용한 조명등에 구동용 정전류 전원을 공급하기 위한 회로구성을 나타낸 일실시사례 블럭도이다.
본 고안의 과제를 해결하기 위한 개략적인 구성수단에 대해서 살펴보면, 교류입력전원단(V-in) 측의 라이브(Live)선로(LT1)에 제1입력전원부(311)로부터 유입되는 낙뢰전류의 차단을 위한 제1보호수단(321) 및 상기 낙뢰전류를 제2입력전원부(312)를 통해 뉴트럴선로(NT1)로 바이패스시키기 위해 상기 교류입력전원단(V-in)에 대해 병렬로 연결된 제2보호수단(322)이 구성된다.
또한, 상기 제2보호수단(322)의 후단에 연결된 라인필터부(330), 정류부(340), 역률보정부(350)를 거쳐 PWM으로 구동되는 정전압부(360)와 LED소자(381)가 구비된 LED광원부(380) 사이에 구비된 정전류구동회로부(370)가 구성된다.
그리고, 상기 정전류구동회로부(370)는 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)를 검출하기 위해 일단이 PWM제어부(371)의 2번 단자 및 스위칭(Switching)수단(372)의 소스(Source) 측에 연결된 검출저항(374)이 구성된다.
또한, 상기 전류검출저항(374)을 통해서 검출된 상기 구동전류(I2)를 미리 설정된 기준전류(Is)에 대한 듀티(Duty)비를 생성시켜 주는 PWM제어부(371)가 구성된다.
또한, 상기 PWM제어부(371)로부터 출력된 PWM신호를 게이트(Gate)로 입력받아 드레인(Drain)에서 소스(Source)로 흐르는 전류를 온-오프(On-Off) 스위칭제어시켜 주는 스위칭수단(372)이 구성된다.
또한, 상기 스위칭수단(372)의 드레인(Drain) 측에 다이오드(D1)의 애노드 측 및 인덕터(L1)의 일단이 함께 연결되고, 상기 다이오드(D1)의 캐소드 측 및 인덕터(L1)의 또 다른 일단이 LED광원부(380)에 대해 직렬로 연결된 전류조정수단(373)을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
다음은 상기와 같은 본 고안의 구성사례에 대해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 교류입력전원단(V-in)을 통해 상용의 교류전원(AC)이 공급되는 등기구(1000)를 비롯하여, 상기 등기구(1000)에 전기적으로 접속되는 LED광원부(380)가 구비된 조명등(100)을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 등기구(1000)에는 교류입력전원단(V-in)에 구비된 라이브(Live)선로(LT1)와 뉴트럴(Neutral)선로(NT1)를 통해서 상용의 교류전원(예를 들면; AC 220V 등)이 공급되는 구성으로 된다.
상기 언급된 바와 같은 등기구(1000)에는 일반적으로 안정기(安定器, Ballast Stabilizer)(도시 생략함.)가 구비된 전자식 안정기 방식 또는 초크코일(Choke Coil)형 안정기 방식을 채용한 기존의 등기구(1000)를 포함하여 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 등기구(1000)의 양단 부위에는 본 고안의 조명등(100)을 지지시켜 주기 위한 제1지지부(1100) 및 제2지지부(1200)가 구성된다.
그리고, 상기 제1지지부(1100) 및 제2지지부(1200)에는 조명등(100)을 장착시켜 주기 위한 제1홀더(Holder)(1110) 및 제2홀더(Holder)(1210)가 각각 구성된다.
상기 제1홀더(Holder)(1110) 및 제2홀더(Holder)(1210)에는 상기 조명등(100)의 양단 부위의 제1캡(Cap)(110) 및 제2캡(Cap)(120)에 구비된 제1전극핀(Pin)(111)(111a) 및 제2전극핀(Pin)(121)(121a)이 각각 매칭(Matching)되어 삽입 접속되는 제1전극부(1111)(1111a) 및 제2전극부(1211)(1211a)가 구성된다.
상기 등기구(1000)에 공급된 상용의 교류전원(AC)은 제1전극부(1111)(1111a) 및 제2전극부(1211)(1211a)에 제1전극핀(Pin)(111)(111a) 및 제2전극핀(Pin)(121)(121a)이 각각 전기적으로 접속되어 연결된 제1입력전원부(311) 및 제2입력전원부(312)를 통해서 조명등(100)에 공급되는 구성으로 이루어진다.
그리고, 상기 제1홀더(1110) 및 제2홀더(1210)는 스프링(Spring) 등과 같은 별도의 탄성부재에 의해 탄성력을 생성시켜, 상기 제1전극핀(Pin)(111)(111a) 및 제2전극핀(Pin)(121)(121a)이 상기 탄성력으로 지지되도록 함으로써, 상기 조명등(100)이 충격 등으로 인해 상기 등기구(1000)로부터 쉽게 탈거되거나 파손되지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 등기구(1000)는 사람의 인체가 접촉시에 감전사고를 방지하여 주기 위해 별도로 접지(E1)를 시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
본 고안에 있어서 참조할 사항으로는, 상기 라이브(Live)선로(LT1)에는 등기구(1000)의 설치 작업시에 제1입력전원부(311) 또는 제2입력전원부(312)가 연결될 수 있고, 또한 뉴트럴(Neutral)선로(NT1)에도 제2입력전원부(312) 또는 제1입력전원부(311)가 바뀌어 연결될 수 있으며, 이는 조명등(100)의 동작에는 무관함을 밝혀 두고자 한다.
다음은 본 고안에 따른 등기구(1000)에 접속되는 조명등(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 첨부된 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 라이브(Live)선로(LT1)에 연결되어 상용의 교류전원(AC)이 공급되는 제1입력전원부(311)를 통해서 조명등(100)에 낙뢰전류의 유입으로 인한 규정치 이상의 과전류가 생성되면, 이를 차단시키는 퓨우즈(Fuse)로 이루어진 제1보호수단(321)이 구성된다.
상기 제1보호수단(321)은 제2보호수단(322)의 단락 또는 자체 저항치의 증가로 인해 오동작시에 상기 제2보호수단(322) 후단에 구비된 회로들에 대한 손상을 방지하기 위한 수단으로 사용하는 것이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 제1보호수단(321) 및 제2보호수단(322)은 제1입력전원부(311) 와 제2입력전원부(312) 사이에 직렬로 연결된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 교류입력전원단(V-in) 측의 라이브(Live)선로(LT1)에 연결된 제1입력전원부(311)로부터 유입되는 낙뢰전류의 차단을 위한 제1보호수단(321) 및 상기 낙뢰전류의 유입으로 인한 과도전류(I1)를 제2입력전원부(312)에 연결된 뉴트럴선로(NT1)로 바이패스시키기 위해 상기 교류입력전원단(V-in)에 대해서 병렬로 연결된 제2보호수단(322)이 구성된다.
이때, 상기 제2보호수단(322)은 제1보호수단(321)의 출력단과 제2입력전원부(312) 사이에 직렬로 연결되어, 급격한 서지(Surge)가 포함된 낙뢰전류의 유입으로 인한 과도전압의 상승에 대응하여 자체저항을 급격하게 감소시켜 줌으로써, 낙뢰전류로 인해 발생된 과도전류(I1)를 상기 제2입력전원부(312)에 연결된 뉴트럴선로(NT1)를 통해서 바이패스(Bypass)시켜 주는 바리스터(Varistor)로 이루어진다.
상기 제2보호수단(322)의 전류 바이패스 용량값은 상기 교류입력전원단(V-in) 측에 입력되는 상용의 교류전압(AC)에 적어도 1.4 내지 2.2배 범위로 선정하여 낙뢰 전압에 동작할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.
다시 말해서, 상기 교류입력전원단(V-in) 측에 입력되는 상용 교류전압(AC)을 220V(볼트) 정도라고 가정하면, 상기 제2보호수단(322)은 적어도 380 내지 484V(볼트) 범위에서 동작전압을 설정하여 전류 바이패스 동작 즉, 낙뢰로 인해 발생된 과도전류(I1)를 곧바로 바이패스시켜 줌으로써, 상기 제2보호수단(322) 후단에 구비된 회로들의 손상을 방지하여 주게 되는 것이다.
예컨데, 상기 제2보호수단(322)은 상용의 교류전압(AC 220V)에서 동작전압을 예컨데, 약 470V(볼트)로 설정하여 그 이상의 전압에서 동작이 이루어지도록 하되, 이때 상기 설정된 동작전압 이하에서는 동작을 하지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.
한편, 상기 제2보호수단(322)의 후단부에는 이와 병렬로 상기 제1입력전원부(311)와 제2입력전원부(312)에 유입되는 전원 노이즈(Noise)의 필터링(Filtering)을 포함하여, 후술되는 정류부(340) 및 역률보정부(350) 등에서 발생된 스위칭(Switching) 전류가 상기 교류입력전원단(V-in) 쪽에 위치한 제1입력전원부(311)와 제2입력전원부(312)로 리턴(Return)되는 것을 방지하여 주기 위한 라인필터부(330)가 구성된다.
그리고, 상기 조명등(100)의 제1입력전원부(311)에 라이브(Live)선로(LT1)가 연결되고, 제2입력전원부(312)에는 뉴트럴(Neutral)선로(NT1)가 연결되어 상용의 교류전원(AC)이 공급되면, LED광원부(380)에 구비된 LED소자(381)의 구동을 포함하여 조명등(100)에 구비된 다양한 회로소자들의 구동 특성에 맞게 소정의 직류전압(DC)으로 변환시켜 공급하여 주기 위한 정류부(340)가 구성된다.
상기 정류부(340)에는 교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 정류하기 위해 다수 개의 정류용 다이오드(Diode)가 구비된 브리지(Bridge) 정류회로(이하 "정류회로"라 한다.)가 구성되고, 또한, 상기 정류부(340)에는 정류회로를 통과한 직류성분 중에 잔존하는 교류성분을 평활시켜 주는 별도의 평활회로를 포함시켜 구성하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 정류부(340)의 후단에 구비되어 조명등(100)의 내부에 생성된 전 압과 전류의 위상을 동상으로 일치시켜 주고자 펄스(Pulse) 폭을 조절하여 줌으로써, 상기 조명등(100)의 역률을 보정시켜 등기구(1000)의 전력효율을 높여 주는 역률보정부(350)가 구성된다.
상기 역률보정부(350)의 후단에 구비되어 LED광원부(380)에 포함된 LED소자(381)의 구동(이를 "점등" 또는 "발광"이라고도 한다.)을 위해 일정한 전압을 공급시켜 주기 위해 PWM(Pulse Width Modulation; 이를 "펄스 폭 변조"라고도 한다.)방식으로 구동되는 정전압부(360)가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
한편, LED광원부(380)에는 PCB(Printed Circuit Board)(도시 생략함.)에 적어도 하나 이상의 고휘도 LED소자(381)가 직렬, 병렬 또는 직병렬 타입(Type), 직병렬 매트릭스(Matrix) 타입(Type) 중에서 적어도 어느 하나로 어레이(Array)된 것을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 정전압부(360)는 정류부(340)에서 출력되는 전압을 공급받아 상기 LED광원부(380)을 구동시키기 위해 일정한 구동전압(예를 들면; DC 80 내지 450V 범위에서 설정된 구동전압)을 생성시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
물론, 상기 구동전압은 언급된 바와 같이 PCB에 LED소자(381)의 어레이 형태를 비롯하여, 상기 PCB에 어레이되는 LED소자(381)의 소요 갯수에 따라 달라질 것이다.
다시 말해서, 만약 상기 LED소자(381) 하나에 대한 정상적인 구동전압이 직류(DC) 3.2V이고, 이때 상기 PCB에 LED소자(381)가 100개가 직렬로 어레이된 것을 가정한다면, 이에 대한 전체적인 구동전압은 직류(DC) 320V가 공급되어져야 할 것 이다.
다음은 본 고안에 따른 조명등(100)에 포함된 정전류구동회로부(370)의 구성사례에 대해 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 고안에 따른 도 2에 있어서, LED광원을 이용한 조명등에 구동용 정전류 전원을 공급하기 위한 정전류구동회로부를 상세하게 나타낸 일실시사례 회로도이다.
상기 정류부(340)에서 출력된 직류전압(DC)은 역률보정부(350)를 거쳐 PWM방식으로 구동되는 정전압부(360) 및 정전류구동회로부(370)를 통해 LED광원부(380)에 구비된 LED소자(381)에 구동용 전압이 공급됨과 함께 구동전류(I2)가 흐르게 되어 상기 LED소자(381)가 정상적으로 점등(On)(또는 "발광"이라고도 한다.) 동작을 하게 된다.
상기 정전류구동회로부(370)는 제2보호수단(322)의 후단에 연결된 정류부(340)와 LED광원부(380) 사이에 구비되며, 이는 IC(Integrated Circuit)로 이루어진 PWM제어부(371)를 비롯하여 스위칭(Switching)수단(372) 및 전류검출저항(374), 전류조정수단(373) 등을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 정전압부(360)로부터 정전류구동회로부(370)에 구비된 PWM제어부(371)의 1번 단자를 통해 기준전압(Vs)이 공급된다.
그리고, 상기 정전류구동회로부(370)는 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)를 소정용량의 저항을 가진 전류검출저항(374)으로 PWM제어부(371)의 2번 단자를 통해 검출하고, 상기 검출된 구동전류(I2)를 미리 설정 또는 조정된 기준전류 치(Is)에 대한 구형파의 듀티(Duty)비를 PWM제어부(371)를 통해 생성(이를 "튜닝" 또는 "가변"이라고도 한다.)시켜 주게 된다.
여기서, 상기 전류검출저항(374)에 흐르는 전류는 상기 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)와 동일하기 때문에 상기 정전압부(360)로부터 PWM제어부(371)의 1번 단자에 공급되는 기준전압(Vs)에 대한 스위칭수단(372)의 소스(Source) 측에 일단이 연결된 전류검출저항(374)의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)의 제어가 이루어지게 된다.
예컨데, 이를 산출공식으로 나타내면 구동전류(I2)=기준전압(Vs)/전류검출저항(374)의 비로 산출되는 것을 의미하게 된다.
한편, 상기 생성된 듀티비에 의한 PWM제어부(371)의 4번 단자로부터 출력된 PWM신호가 스위칭수단(381)의 게이트(Gate)에 공급된 PWM하이(Hihg)신호 및 PWM로우(Low)신호에 의해 상기 스위칭수단(372)의 드레인(Drain)에서 소스(Source)로 흐르는 전류를 온-오프(On-Off) 스위칭 제어시켜 줌으로써, 이때 전류조정수단(373)을 통해 상기 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)의 크기가 조절되어 상기 기준전류치(Is)를 유지하는 일정한 크기의 구동전류(I2)가 흐르게 된다.
즉, 상기 PWM제어부(371)로부터 출력되는 PWM신호의 듀티비가 커지면 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)는 증가하고, 또한 상기 PWM신호의 듀티비가 작아지면 반대로 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)는 감소하게 될 것이다.
또한, 상기 전류조정수단(373)은 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)의 급격한 변화를 방지하기 위해 스위칭수단(372)의 드레인(Drain)을 통해 다이오 드(D1) 및 인덕터(L1)의 일단이 연결되고, 이때 상기 다이오드(D1) 및 인덕터(L1)의 또 다른 일단은 상기 LED광원부(380)에 대해 각각 직렬로 연결된 것을 그 특징으로 한다.
예컨데, 상기 다이오드(D1)의 애노드는 스위칭수단(372)의 드레인에 연결되고, 캐소드는 정전압부(360)의 출력에 연결되어 있으며, 상기 PWM제어부(371)의 4번 단자로부터 스위칭수단(372)의 게이트에 PWM하이(Hihg)신호가 공급되면, 상기 스위칭수단(372)이 온(On)동작하여 상기 정전압부(360)로부터 출력되는 전압에 의하여 인덕터(L1)를 통하여 일정크기의 구동전류(I2)가 상기 LED광원부(380)에 안정적으로 흘러서 LED소자(381)가 발광동작을 하게 되고, 이때 상기 인덕터(L1)에는 LED광원부(380)를 흐르는 구동전류(I2)에 상응하는 전류 에너지를 충전시키게 된다.
또한, 상기 PWM제어부(371)의 4번 단자로부터 스위칭수단(372)의 게이트에 PWM로우(Low) 신호가 공급되면, 상기 스위칭수단(372)이 오프(Off)동작하여 LED광원부(380) 및 인덕터(L1), 다이오드(D1)는 폐회로가 구성되고, 이때 상기 인덕터(L1)에 충전된 전류 에너지가 방전하면서 LED광원부(380)에는 일정크기의 구동전류(I2)가 안정적으로 흘러서 LED소자(381)가 발광동작을 하게 된다.
한편, 상기 정전압부(360)를 비롯하여 정전류구동회로부(370)의 동작시에 전류조정수단(373)에 포함된 다이오드(D1), 인덕터(L1) 및 스위칭수단(372), 전류검출저항(374)에 구비된 저항 등 적어도 어느 하나에 포함되어 있는 각종 외부요인에 의한 노이즈(Noise)를 제거하기 위한 수단으로 노이즈 제거용 콘덴서(C1)를 상기 정전압부(360)의 출력단에 대해 병렬로 연결 구성한다.
또한, 상기 스위칭수단(372)은 전계효과 트랜지스터(FET; Field Effect Transistor)를 비롯하여 일반 트랜지스터(Transistor) 등을 포함하여 구성될 수도 있으나, 전압구동 방식에 의해 고속 스위칭에 유리한 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 사용하는 것이 더 바람직할 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 고안의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 고안의 실용신안등록청구범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 등기구에 구비된 LED광원을 이용한 조명등에 구동용 정전류 전원이 공급되는 상태를 개략적으로 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 2는 본 고안에 따른 등기구에 구비된 LED광원을 이용한 조명등에 구동용 정전류 전원을 공급하기 위한 회로구성을 나타낸 일실시사례 블럭도이다.
3은 본 고안에 따른 도 2에 있어서, LED광원을 이용한 조명등에 구동용 정전류 전원을 공급하기 위한 정전류구동회로부를 상세하게 나타낸 일실시사례 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1000 : 등기구
1100 : 제1지지부
1200 : 제2지지부
1110 : 제1홀더(Holder)
1210 : 제2홀더(Holder)
1111, 1111a : 제1전극부
1211, 1211a : 제2전극부
100 : 조명등
110 : 제1캡(Cap)
120 : 제2캡(Cap)
111, 111a : 제1전극핀(Pin)
121, 121a : 제2전극핀(Pin)
311 : 제1전원입력부
312 : 제2전원입력부
321 : 제1보호수단
322 : 제2보호수단
330 : 라인필터부
340 : 정류부
350 : 역률보정부
360 : 정전압부
370 : 정전류구동회로부
371 : PWM제어부
372 : 스위칭(Switching)수단
373 : 전류조정수단
374 : 전류검출저항
380 : LED광원부
381 : LED소자

Claims (6)

  1. 교류입력전원단(V-in) 측의 라이브(Live)선로(LT1)에 제1입력전원부(311)로부터 유입되는 낙뢰전류의 차단을 위한 제1보호수단(321); 및 상기 낙뢰전류를 제2입력전원부(312)를 통해 뉴트럴선로(NT1)로 바이패스시키기 위해 상기 교류입력전원단(V-in)에 대해 병렬로 연결된 제2보호수단(322); 상기 제2보호수단(322)의 후단에 연결된 라인필터부(330), 정류부(340), 역률보정부(350)를 거쳐 PWM으로 구동되는 정전압부(360)와 LED소자(381)가 구비된 LED광원부(380) 사이에 구비된 정전류구동회로부(370); 를 포함하고,
    상기 정전류구동회로부(370)는;
    a) LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)를 검출하기 위해 일단이 PWM제어부(371)의 2번 단자 및 스위칭(Switching)수단(372)의 소스(Source) 측에 연결된 검출저항(374);
    b) 상기 전류검출저항(374)을 통해서 검출된 상기 구동전류(I2)를 미리 설정된 기준전류(Is)에 대한 듀티(Duty)비를 생성시켜 주는 PWM제어부(371);
    c) 상기 PWM제어부(371)로부터 출력된 PWM신호를 게이트(Gate)로 입력받아 드레인(Drain)에서 소스(Source)로 흐르는 전류를 온-오프(On-Off) 스위칭제어시켜 주는 스위칭수단(372);
    d) 상기 스위칭수단(372)의 드레인(Drain) 측에 다이오드(D1)의 애노드 측 및 인덕터(L1)의 일단이 함께 연결되고, 상기 다이오드(D1)의 캐소드 측 및 인덕 터(L1)의 또 다른 일단이 LED광원부(380)에 대해 직렬로 연결된 전류조정수단(373);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED소자 정전류 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭수단(372)의 게이트에는 PWM제어부(371)의 4번 단자로부터 공급받은 PWM하이(Hihg)신호 및 PWM로우(Low)신호에 의해 상기 스위칭수단(372)의 드레인(Drain)에서 소스(Source)로 흐르는 전류가 온-오프(On-Off) 스위칭제어되는 것;
    을 특징으로 하는 LED소자 정전류 구동장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류조정수단(373), 스위칭수단(372), 전류검출저항(374) 중에서 적어도 어느 하나에 포함되어 있는 외부요인에 의한 노이즈(Noise)를 제거하기 위해 정전압부(360)의 출력단에 대해 병렬로 연결된 콘덴서(C1);
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED소자 정전류 구동장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동전류(I2)는 정전압부(360)로부터 PWM제어부(371)의 1번 단자를 통해 공급되는 기준전압(Vs)에 대한 스위칭수단(372)의 소스(Source) 측에 일단이 연결된 전류검출저항(374)의 비로 산출된 것;
    을 특징으로 하는 LED소자 정전류 구동장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)는 스위칭수단(372)의 소스(Source) 측에 일단이 연결된 전류검출저항(374)으로 PWM제어부(371)의 2번 단자를 통해 검출된 것;
    을 특징으로 하는 LED소자 정전류 구동장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전류조정수단(373)은 LED광원부(380)에 흐르는 구동전류(I2)의 급격한 변화를 방지하기 위해 스위칭수단(372)의 드레인(Drain)을 통해 다이오드(D1) 및 인덕터(L1)의 일단이 연결되고, 상기 다이오드(D1) 및 인덕터(L1)의 또 다른 일단은 상기 LED광원부(380)에 대해 각각 직렬로 연결된 것;
    을 특징으로 하는 LED소자 정전류 구동장치.
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