KR20120001625A

KR20120001625A - Ｌｅｄ 조명 장치

Info

Publication number: KR20120001625A
Application number: KR1020110061331A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 사코; 카츠노부 하마모토; 타케시 사이토; 히로키 나카가와; 히로시 테라사카
Original assignee: 파나소닉 전공 주식회사; 파나소닉 주식회사; 도시바 라이텍쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2012-01-04
Also published as: US8575857B2; CN102300365A; KR101276300B1; US20110316442A1; JP5537286B2; EP2403319B1; EP2403319A1; JP2012009391A; CN102300365B

Abstract

LED 조명 장치는 조명 회로 유닛, 전류 검출 유닛, 전압 검출 유닛 및 제어 유닛을 포함한다. 조명 회로 유닛은 LED 램프에 연결되는 램프 소켓에 연결되는 데 사용되도록 맞춰지고, LED 램프를 켜도록 직류 전압 형태로 출력 전압을 램프 소켓에 제공하도록 구성된다. 전류 검출 유닛은 출력 전압으로 야기되며 조명 회로 유닛에서 램프 소켓으로 제공되는 출력 전류를 검출하도록 구성된다. 전압 검출 유닛은 조명 회로 유닛의 출력 전압을 검출하도록 구성된다. 제어 유닛은 조명 회로 유닛을 제어하도록 구성된다. 제어 유닛은 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 역치보다 작지 않은지를 판단할 때, 최대-부하 전압보다 크기 않도록 출력 전압을 유지하면서 출력 전류가 목표치와 동일하도록 출력 전압을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛을 제어하는 정전류 제어를 수행하도록 구성된다. 제어 유닛은 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 역치보다 작은지를 판단할 때, 출력 전압이 무-부하 전압과 동일하게 유지되도록 출력 전압을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛을 제어하는 무-부하 제어를 수행하도록 구성된다.

Description

ＬＥＤ 조명 장치{LED LIGHTING DEVICE}

본 발명은 LED(light emitting diode)들의 조명을 위한 LED 조명 장치에 관한 것이다.

최근, 형광 램프를 대신해 LED들이 조명 등에 광원으로 사용되고 있다. 예를 들어, 문헌 1(일본 특허 공개 번호 2009-43447)은 종래 직선 관(tube) 형광 램프와 유사한 형태의 LED 램프를 개시하고 있다. 이 LED 램프는 띠(strip) 형태로 형성된 탑재된 기재(substrate), 이 기재에 탑재된 다수의 LED, 광원 블록을 수용하도록 구성된 직선 관 형태의 유리관, 마주보는 유리관의 열린 끝단들을 잠그는 뚜껑(cap)들, 그리고 뚜껑들의 면들에서 튀어나왔으며 광원 블록에 전력을 공급하는 단자 핀들을 포함한다. 이 같은 LED 램프는 전용 조명 기구(lighting fixture)에 구비된 램프 소켓에 떼어낼 수 있도록 결합하고 램프 소켓을 통해 조명 기구에 구비된 LED 조명 장치에서 공급되는 전력(직류 전력)으로 조명한다.

또한, 문헌 2(일본 특허 공개 번호 2006-10271)는 종래 LED 조명 장치를 개시한다. 문헌 2에 개시된 종래 조명 장치는 LED 램프(램프 소켓)에 제공되는 전압(출력 전압) 및 LED 램프를 통해 흐르는 전류(출력 전류)를 검출하고, 출력 전류가 목표치(target value)(예를 들어 LED 램프의 정격 전류)와 동일하게 되도록 출력 전압을 조절하는 제어(정전류 제어)를 수행한다. LED 조명 장치가 작동하고 있는 동안 LED 램프가 램프 소켓에서 떨어지면, LED 조명 장치는, 출력 전압이 비정상적으로 증가하는 것을 막기 위해서 상한값(upper limit)('무-부하 전압'이라고 칭함)보다 크지 않게 그 출력 전압을 제한한다.

램프 소켓의 전극과 LED 램프의 단자 핀 사이에 수십 볼트를 넘는 직류 전압이 인가된다. 따라서, LED 램프가 램프 소켓에서 떨어질 때, 아크 방전이 램프 소켓의 전극 및 단자 핀 사이에서 쉽게 일어날 수 있다. 정전류 제어(constant-current control)가, 아크 방전 발생 중에, 수행될 때, 출력 전압은 무-부하 전압까지 증가한다. 이 같은 상황에서, 아크 방전은 소멸하기 어려울 수 있다.

LED 조명 장치가 작동 중에 LED 램프가 램프 소켓에 결합하면, 정전류 제어는, LED 램프를 통해 흐르는 전류 흐름이 목표치와 동일하게 될 때까지 출력 전압을 증가시키며, 출력 전압은 무-부하 전압과 동일하게 될 수 있다. 그 결과, 계속되는 아크 방전 시간을 줄이기 위해서, 출력 전압은 무-부하 전압에 도달할 때 감소할 수 있다. 이 경우, LED 램프는, LED 램프가 램프 소켓에 부착하면, 성공적으로 켜지지 않을 수 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여, 본 발명의 목적은 LED 램프를 성공적으로 켜고 연속된 아크 방전 시간을 줄이데 있다.

본 발명에 따른 LED 조명 장치는: LED 램프에 연결되는 램프 소켓에 연결되는 데 사용되도록 맞춰지고, LED 램프를 켜도록 직류 전압 형태로 출력 전압을 램프 소켓에 제공하도록 구성된 조명 회로 유닛; 출력 전압으로 야기되며 조명 회로 유닛에서 램프 소켓으로 제공되는 출력 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출 유닛; 조명 회로 유닛의 출력 전압을 검출하도록 구성된 전압 검출 유닛; 그리고, 조명 회로 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 판단 유닛과 전압 조절 유닛을 포함한다. 판단 유닛은 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 목표치보다 작은 역치보다 작지 않은지 여부를 판단하도록 구성된다. 전압 조절 유닛은 최대-부하 전압 및 최대-부하 전압보다 큰 무-부하 전압을 저장하도록 구성된다. 전압 조절 유닛은, 판단 유닛이 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 역치보다 작지 않은지를 판단할 때, 최대-부하 전압보다 크기 않도록 출력 전압을 유지하면서 출력 전류가 목표치와 동일하도록 출력 전압을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛을 제어하는 정전류 제어를 수행하도록 구성된다. 전압 조절 유닛은, 판단 유닛이 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 역치보다 작은지를 판단할 때, 출력 전압이 무-부하 전압과 동일하게 유지되도록 출력 전압을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛을 제어하는 무-부하 제어를 수행하도록 구성된다.

바람직한 측면에서, 최대-부하 전압은 LED 램프의 정격 전압보다 크고, LED 램프의 내전압보다 크기 않다.

바람직한 측면에서, 무-부하 전압은 LED 램프로 LED 램프의 단락 회로 허용 전류를 초과하는 전류를 흘려보내지 않는 전압으로 정의된다.

본 발명에 따르면, LED 조명 장치에서 LED 램프를 성공적으로 켤 수 있다.

본 발명에 따르면 LED 조명 장치에서 연속된 아크 방전 시간을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치를 개략적으로 도시하는 회로 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치를 개략적으로 도시하는 회로 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치의 동작을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.

이후부터 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 LED 조명 장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치를 포함하는 조명 기구(lighting fixture)를 도시한다. 조명 기구는 다이오드 브리지(DB), 평활 축전기(C1), 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명 장치, 그리고 램프 소켓(LS) 두 개를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치는, 도 1에 나타난 것처럼, 전력 변환기(조명 회로 유닛)(1), 전류 검출 유닛(2), 전압 검출 유닛(3), 그리고 제어 유닛(4)을 포함한다. 전력 변환기(1)는 변하는 출력 전압(Vo)을 가진다. 전류 검출 유닛(2)은 전력 변환기(1)로부터 램프 소켓들(LS)을 통해 LED 램프(LA)에 제공되는 출력 전류(Io)를 검출하도록 구성된다. 전압 검출 유닛(3)은 램프 소켓들(LS)을 통해 LED 램프(LA)에 제공되는 출력 전압(Vo)을 검출하도록 구성된다. 제어 유닛(4)은 전류 검출 유닛(2)이 검출하는 출력 전류가 목표치(target value)와 동일하도록 출력 전압(Vo)을 증가 혹은 감소하는 방식으로 전력 변환기(1)를 제어하도록 구성된다.

LED 램프(LA)는, 문헌 1에 개시된 LED 램프와 비슷하게, 광원 블록, 직선형태의 유리관(미도시), 뚜껑들(미도시), 그리고 단자 핀들(미도시)을 포함한다. 광원 블록은 발광 다이오드 여러 개가 직렬로 연결된 회로이다. 유리관은 광원 블록을 수용하도록 구성된다. 뚜껑은 유리관의 마주하는 개방 끝단들을 잠그도록 구성된다. 단자 핀들은 뚜껑들의 측면에서 돌출하여 광원 블록에 전력을 공급하도록 구성된다. 광원 블록은 직류 전류(즉, 출력 전류 Io)를 램프 소켓(LS) 및 단자 핀을 통해 받는다.

각 램프 소켓(LS)은 LED 램프(LA)의 단자 핀에 연결되는 데 사용되도록 맞춰진 전극(미도시) 하나를 포함한다. 따라서, LED 램프(LA)는 소켓(LS) 두 개 사이에 연결된다. 또는 램프 소켓(LS)은 전극 두 개를 포함할 수 있다. 이 같은 배치로 인해, 조명 기구는 램프 소켓(LS) 하나를 포함하고, LED 램프(LA)는 이 램프 소켓(LS)에 연결된다.

다이오드 브리지(DB)는 교류 전원(AC)에 연결된다. 교류 전원(AC)은, 예를 들어, 상용전원이다. 다이오드 브리지(DB)는, 맥류 전압(pulsating current voltage)을 생성하기 위해 교류 전원에서 받은 교류 전압을 전파 정류하고, 맥류 전압을 출력하도록 구성된다. 또한, 다이오드 브리지(DB)는 다른 정류기로 대체될 수 있다.

평활 축전기(C1)는 다이오드 브리지(DB)의 출력단들 사이에 연결된다. 평활 축전기(C1)는 다이오드 브리지(DB)에서 출력되는 맥류 전압을 평활하게 하고 전력 변환기(1)에 평활된 전압을 제공하도록 구성된다.

따라서, 교류 전원(AC)에서 공급되는 교류 전압은 다이오드 브리지(DB)로 완전히 정류된다. 또한, 다이오드 브리지(DB)에서 출력되는 맥류 전압은 평활 축전기(C1)로 평활화되어 전력 변환기(1)에 공급된다.

전력 변환기(1)는 강압형 초퍼(STEP-DOWN CHOPPER)이며, 반도체 스위치 소자(이후부터 '스위치 소자')(SW), 인덕터(L), 다이오드(D), 그리고 축전기(C2)를 포함한다. 스위치 소자(SW)는 예를 들어 바이폴라 트랜지스터, 전계효과 트랜지스터일 수 있다. 전력 변환기(1)는 평활 축전기(C1)로 평활된 직류 입력 전압을 원하는 직류 전압으로 감소하도록 구성된다. 이 같은 강압형 초퍼는 잘 알려져 있으며, 상세한 구성 및 동작 설명은 필요치 않다. 또한, 조명 기구는 교류 전원(AC)이 아니라 직류 전원에 연결될 수도 있다. 이 경우, 전력 변환기(1)는 직류 전원에서 제공되는 직류 전압을 원하는 직류 전압으로 변환하도록 구성될 수 있다. 또한, 전력 변환기(1)는 강압형 초퍼 회로에 한정되지 않고 승압형 초퍼(STEP-UP CHOPPER) 회로일 수 있다.

전압 검출 유닛(3)은 전력 변환기(1)의 출력단들(축전기(C2)의 양 끝단) 사이에 연결된 분배 저항들(R1, R2)의 직렬 회로이다. 전압 검출 유닛(3)은 분배 저항들(R1, R2)이 정의하는 검출 전압(출력 전압 Vo 에 비례하는 전압)을 제어 유닛(4)에 제공한다.

전류 검출 유닛(2)은 전력 변환기(1)의 음-전위(negative-potential) 출력단 및 램프 소켓(LS)의 음 단자(negative terminal) 사이에 연결되는 검출 저항(R3)으로 정의된다. 전류 검출 유닛(2)은, 출력 전류(Io)가 흐를 때, 검출 저항(R3)에 나타나는 전압 강하와 동일한 검출 전압을 제어 유닛(4)에 제공한다.

제어 유닛(4)은 마이크로 컴퓨터 및 메모리 등을 사용하여 구현될 수 있으며, 전류 검출 유닛(2)이 검출하는 출력 전류(Io)가 목표치와 동일하도록 출력 전압(Vo)을 증가 혹은 감소하는 방식으로 전력 변환기(1)를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 유닛(4)은 LED 램프(LA)의 정격 전류 값(rated current value) 관련 데이터를 저장하는 메모리를 구비한다. 제어 유닛(4)은 전류 검출 유닛(2)에서 받은 검출 전압을 출력 전류(Io)의 크기(전류 값)로 변환한다. 제어 유닛(4)은, 전류 값이 메모리에 저장된 정격 전류 값(목표치)과 동일하도록, 출력 전압(Vo)을 증가 혹은 감소하는 방식으로 스위치 소자(SW)의 듀티비(duty ratio)를 조절한다. 간략하면, 제어 유닛(4)은 LED 램프(LA)에 정전류(정격 전류)를 제공하는, 제어(정전류 제어)를 수행한다.

LED 램프(LA)의 정격 전압(rated voltage)은 LED 램프(LA)에 사용된 발광 다이오드(LD)의 순방향 전압(Vf)과 발광 다이오드(LD)의 개수(n)의 곱(Vf * n)으로 정의된다(광원 블록이 전류-제한 저항들을 포함할 때, 이 전류-제한 저항들이 야기하는 전압 강하가 위 곱셈 결과에 추가된다). 예를 들어, 순방향 전압 Vf가 3.5V이고, 발광 다이오드(LD)의 개수 n이 20일 때, 정격 전압은 70V(=3.5V * 20). 따라서, 이론적인 정격 전압이 70V로 설정된 LED 램프는 그 실제 정격 전압은 그 설정치 70V가 되지 않을 수 있다(70V보다 크거나 작을 수도 있다). 순방향 전압(Vf)이 변할 수 있는 점에서, 상한값(upper limit)(최대 부하 전압(maximum load voltage))이 LED 램프(LA)에 인가되는 전압에 주어진다. 간략하면, 제어 유닛(4)은, 전압 검출 유닛(3)의 검출 전압을 출력 전압(Vo)으로 변환하여 얻은 값이 최대-부하 전압보다 크지 않도록, 정전류 제어를 수행한다. 비록 LED 램프(LA)가 최대-부하 전압을 초과하는 전압을 받고 항상 곧바로 파괴되는 것은 아니지만, 정격 전류를 넘어서는 전류가 계속해서 흘러 발생하는 열 때문에 수명이 단축되거나 파손될 수 있다.

또한, 제어 유닛(4)은 소정의 하한값을, 전류 검출 유닛(2)에서 받은 검출 전압으로부터 변환된 출력 전류(Io)의 전류 값과 비교한다. 제어 유닛(4)은, 전류 값이 하한값보다 작지 않을 때, 상태(부하-존재 상태) - LED 램프(LA)가 램프 소켓들(LS)에 결합한 상태 - 를 판단하고, 정전류 제어를 수행한다. 반대로, 제어 유닛(4)은, 전류 값이 하한값보다 작을 때, 상태(부하-부존재 상태) - LED 램프(LA)가 램프 소켓들(LS)에 결합하지 않은 상태 - 를 판단하고, 정전류 제어를 중단하고, 무-부하 전압과 동일하도록 전력 변환기(1)의 출력 전압(Vo)을 유지한다.

상술한 제어 유닛(4)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 판단 유닛(41) 및 전압 조절 유닛(42)을 포함한다.

판단 유닛(41)은 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 역치(threshold)(하한값)보다 작지 않은지 또는 같거나 큰지 여부를 판단하도록 구성된다. 판단 유닛(41)은 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 역치(하한값)보다 작지 않을 때, 부하-존재 상태를 알아낸다. 판단 유닛(41)은 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 역치(하한값)보다 작을 때, 부하-부존재 상태를 알아낸다.

전압 조절 유닛(42)은 최대-부하 전압 및 최대-부하 전압보다 큰 무-부하 전압을 저장하도록 구성된다.

전압 조절 유닛(42)은, 판단 유닛(41)이 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 역치보다 작지 않다고 판단할 때 (판단 유닛(41)은 부하-존재 상태로 결정한다), 최대-부하 전압보다 크기 않도록 출력 전압(Vo)을 유지하면서 출력 전류(Io)가 목표치와 동일하도록 출력 전압(Vo)을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛(1)을 제거하는 정전류 제어를 수행하도록 구성된다. 본 실시 예에서, 전압 조절 유닛(42)은 출력 전류(Io)가 목표치와 동일하도록 조명 회로 유닛(1)의 출력 전압(Vo)을 조절하기 위해 스위치 소자(SW)의 듀티비를 조절한다. 또한, 전압 검출 유닛(3)이 검출한 출력 전압(Vo)이 최대-부하 전압에 도달할 때, 전압 조절 유닛(42)은, 출력 전류(Io)가 목표치에 도달하지 않았더라도, 최대-부하 전압과 동일한 출력 전압(Vo)을 유지한다.

본 실시 예에서, 바람직하게, 최대-부하 전압은 LED 램프(LA)의 정격 전압보다 크고, LED 램프(LA)의 내전압(withstand voltage)보다는 크지 않다. 내전압은 LED 램프(LA)를 통해 LED 램프(LA)의 허용 가능 전류(연속하는 정격 전류)를 초과하는 전류가 흐르지 않는 전압의 상한값으로 정의된다.

전압 조절 유닛(42)은, 판단 유닛(41)이 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 역치(하한값)보다 작다고 판단할 때 (판단 유닛(41)이 부하-부존재 상태로 판단), 무-부하 전압과 동일하도록 출력 전압(Vo)을 유지하는 방식으로 조명 회로 유닛(1)을 제어하는 무-부하 제어를 수행한다.

LED 램프(LA)가 조명 회로 유닛(1)에 연결되지 않은 상태에서 출력 전류(Io)가 흐를 수 없다. 그 결과, 전압 조절 유닛(42)은 무-부하 제어를 수행한다. 즉, 램프 소켓들(LS) 사이에 무-부하 전압이 인가된다. 따라서, LED 램프(LA)가 램프 소켓들(LS) 사이에 연결될 때, 무-부하 전압은 LED 램프(LA))의 단자 핀들 사이에 인가된다. 무-부하 전압은, LED 램프(LA)를 성공적으로 그리고 즉각적으로 켤 수 있도록 하기 위해서, 최대-부하 전압을 초과하도록 선택된다. 무-부하 제어는 출력 전류(Io)가 하한값보다 작은 동안 수행된다. 따라서, 무-부하 전압 때문에 LED 램프(LA)를 통해 LED 램프(LA)의 허용 가능 전류를 능가하는 전류가 흐르더라도, 제어 방식은 무-부하 제어에서 정전류 제어로 즉각적으로 바뀌며, 출력 전압(Vo)은 무-부하 전압에서 최대-부하 전압으로 감소한다. 따라서, LED 램프(LA)의 허용 전류(연속하는 정격 전류)를 초과하는 전류는 오랫동안 LED 램프(LA)를 통해 흐를 수 없다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무-부하 전압은 LED 램프(LA)의 내전압보다 높을 수 있다. 그러나 무-부하 전압은 LED 램프(LA)의 단락 회로 허용 전류를 초과하는 전류가 LED 램프(LA)를 통해 흐르지 않는 전압으로 정의되는 것이 선호된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다. LED 조명 장치의 동작 시작점에서 LED 램프를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않기 때문에, 출력 전류(Io)는 하한값보다 작다. 따라서, 판단 유닛(41)은 LED 조명 장치가 무-부하 상태에 있다고 결정하고, 전압 조절 유닛(42)은 무-부하 제어를 수행하기 시작한다(단계 S1). 무-부하 제어가 수행되는 동안, 램프 소켓들(LS) 사이에 최대-부하 전압보다 큰 무-부하 전압이 인가된다. 따라서, 램프 소켓들(LS) 사이에 연결된 LED 램프(LA)는 즉각적으로 그리고 성공적으로 조명한다.

전압 조절 유닛(42)은 출력 전류(Io)가 하한값 이상으로 될 때까지 무-부하 제어를 계속 수행한다(단계 S2에서 "아니오").

출력 전류(Io)가 증가하여 하한값을 넘어설 때(단계 S2에서 "예"), 판단 유닛(41)은 LED 조명 장치가 부하-존재 상태에 있는 것으로 결정하고, 전압 조절 유닛(42)은 무-부하 제어를 중단하고(단계 S3) 정전류 제어를 수행하기 시작한다(단계 S4).

출력 전류(Io)가 하한값보다 작지 않은 한, 전압 조절 유닛(42)은 정전류 제어를 계속 수행한다(단계 S5에서 "예").

출력 전류(Io)가 감소하여 하한값 밑으로 떨어질 때(단계 S5에서 "아니오"), 판단 유닛(41)은 LED 조명 장치가 부하-부존재 상태라고 결정하고, 전압 조절 유닛(42)은 정전류 제어를 중단하고(단계 S6), 무-부하 제어를 수행하기 시작한다(단계 S1).

LED 램프(LA)가 제어 유닛(4)이 정전류 제어를 수행하는 상태에서 램프 소켓들(LS)에서 제거될 때, 정상적으로 전류 검출 유닛(2)의 검출 전압에서 얻은 전류 값은 하한값보다 작게 되고, 따라서 제어 유닛(4)은 정전류 제어를 중단한다. 하지만, 아크 방전이 LED 램프(LA)의 뚜껑 및 램프 소켓(LS)의 홀더(holder) 사이에 발생할 때, 전류 값은 하한값 아래로 떨어지지 않을 수 있고, 따라서 제어 유닛(4)은 정전류 제어를 계속 수행할 수 있다. 제어 유닛(4)의 정전류 제어에서, 전력 변환기(1)의 출력 전압(Vo)은 최대-부하 전압을 벗어나지 않도록 제한된다. 따라서, 아크는 램프 소켓(LS)으로부터 제거된 LED 램프(LA)의 뚜껑과 램프 소켓(LS)의 홀더 사이의 거리가 증가할수록, 확장되며, 따라서 아크는 소멸한다. 따라서, 종래 기술에 비해서 계속된 아크 방전의 시간을 단축할 수 있다.

제어 유닛(4)은, LED 램프(LA)가 램프 소켓(LS)에 부착되어 있을 때, 출력 전압이 무-부하 전압보다 크지 않게 유지하는 방식으로 전력 변환기(1)를 제어한다. 따라서, 제어 유닛(4)은, LED 램프(LA)가 램프 소켓(LS)에 부착된 후에 LED 램프(LA)를 통해 하한값보다 작지 않은 전류가 흐를 때까지, 최대-부하 전압을 초과하지 않도록 전력 변환기(1)의 출력 전압(Vo)을 제한하지 않는다. 따라서, LED 램프(LA)는 즉각적으로 그리고 성공적으로 켜질 수 있다. 전류 검출 유닛(2)의 검출 전압에서 얻은 전류 값이 하한값에 도달할 때, 제어 유닛(4)은 전력 변환기(1)의 정전류 제어를 수행하기 시작하고, 따라서 전력 변환기(1)의 출력 전압은 최대-부하 전압을 초과하지 않도록 제한된다. 이에 따라, LED 램프(LA)(발광 다이오드(LD))의 수명을 연장할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치는 전력 변환기(1), 전류 검출 유닛(2), 전압 검출 유닛(3), 그리고 제어 유닛(4)을 포함한다. 전력 변환기(1)는 변하는 출력 전압(Vo)을 갖는다. 전류 검출 유닛(2)은 전력 변환기(1)로부터 램프 소켓들(LS)을 통해 LED 램프(LA)에 제공되는 출력 전류(Io)를 검출하도록 구성된다. 전압 검출 유닛(3)은 램프 소켓들(LS)을 경유하여 LED 램프(LA)에 인가되는 출력 전압(Vo)을 검출하도록 구성된다. 제어 유닛(4)은, 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 목표치와 동일하도록 출력 전압(Vo)을 증가 혹은 감소하는 방식으로 전력 변환기(1)를 제어하도록 구성된다. 제어 유닛(2)은, 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 하한값보다 작지 않을 때, 출력 전압(Vo)이 최대-부하 전압을 초과하지 않도록 전력 변환기(1)를 제어한다. 제어 유닛(2)은, 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 하한값보다 작을 때, 출력 전압(Vo)이 최대-부하 전압보다 큰 무-부하 전압을 초과하지 않도록 전력 변환기(1)를 제어한다.

환언하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치는 전력 변환기(조명 회로 유닛)(1), 전류 검출 유닛(2), 전압 검출 유닛(3) 그리고 제어 유닛(4)을 포함한다. 조명 회로 유닛(1)은 LED 램프(LA)에 연결되는 램프 소켓들(LS)에 연결되기 위해 사용되도록 맞춰진다. 조명 회로 유닛(1)은 LED 램프(LA)를 켜는 방식으로 직류 전압 형태의 출력 전압(Vo)을 램프 소켓(LS)에 제공하도록 구성된다. 전류 검출 유닛(2)은 출력 전압(Vo)으로 야기되며 조명 회로 유닛(1)에서 램프 소켓(LS)에 제공되는 출력 전류(Io)를 검출하도록 구성된다. 전압 검출 유닛(3)은 조명 회로 유닛(1)의 출력 전압(Vo)을 검출하도록 구성된다. 제어 유닛(4)은 조명 회로 유닛(1)을 제어하도록 구성된다. 제어 유닛(4)은 판단 유닛(41) 및 전압 조절 유닛(42)을 포함한다. 판단 유닛(41)은, 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류(Io)가 목표치보다 작은 역치보다 작지 않은지 또는 같거나 큰지를 판단하도록 구성된다. 전압 조절 유닛(42)은 최대-부하 전압 및 최대-부하전압보다 큰 무-부하 전압을 저장하도록 구성된다. 전압 조절 유닛(42)은 판단 유닛(41)이 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류가 역치보다 작지 않은지를 판단할 때, 최대-부하 전압보다 크기 않도록 출력 전압(Vo)을 유지하면서 출력 전류(Io)가 목표치와 동일하도록 출력 전압(Vo)을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛(1)을 제어하는 정전류 제어를 수행하도록 구성된다. 전압 조절 유닛(42)은, 판단 유닛(41)이 전류 검출 유닛(2)이 검출한 출력 전류가 역치보다 작은지를 판단할 때, 출력 전압(Vo)이 무-부하 전압과 동일하게 유지되도록 출력 전압(Vo)을 조절하는 방식으로 조명 회로 유닛(1)을 제어하는 무-부하 제어를 수행하도록 구성된다.

상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 조명 장치에 따르면, 연속된 아크 방전 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, LED 램프를 성공적으로 켤 수 있다.

1: 전력 변환기(조명 회로 유닛) 2: 전류 검출 유닛
3: 전압 검출 유닛 4: 제어 유닛
41: 판단 유닛 42: 전압 조절 유닛

Claims

LED 램프에 연결되도록 램프 소켓에 연결되는 데 사용되도록 맞춰지고, 상기 LED 램프를 켜도록 직류 전압 형태로 출력 전압을 상기 램프 소켓에 제공하도록 구성된 조명 회로 유닛;
출력 전압으로 야기되며 상기 조명 회로 유닛에서 상기 램프 소켓으로 제공되는 출력 전류를 검출하도록 구성된 전류 검출 유닛;
상기 조명 회로 유닛의 출력 전압을 검출하도록 구성된 전압 검출 유닛; 그리고,
상기 조명 회로 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은 판단 유닛과 전압 조절 유닛을 포함하고,
상기 판단 유닛은 상기 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 목표치보다 작은 역치보다 작지 않은지 여부를 판단하도록 구성되고,
상기 전압 조절 유닛은 최대-부하 전압 및 상기 최대-부하 전압보다 큰 무-부하 전압을 저장하도록 구성되며,
상기 전압 조절 유닛은, 상기 판단 유닛이 상기 전류 검출 유닛이 검출한 출력 전류가 상기 역치보다 작지 않은지를 판단할 때, 상기 최대-부하 전압보다 크기 않도록 상기 출력 전압을 유지하면서 상기 출력 전류가 상기 목표치와 동일하도록 상기 출력 전압을 조절하는 방식으로 상기 조명 회로 유닛을 제어하는 정전류 제어를 수행하도록 구성되고,
상기 전압 조절 유닛은, 상기 판단 유닛이 상기 전류 검출 유닛이 검출한 상기 출력 전류가 상기 역치보다 작은지를 판단할 때, 상기 출력 전압이 상기 무-부하 전압과 동일하게 유지되도록 상기 출력 전압을 조절하는 방식으로 상기 조명 회로 유닛을 제어하는 무-부하 제어를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제1 항에 있어서,
상기 최대-부하 전압은 상기 LED 램프의 정격 전압보다 크고, 상기 LED 램프의 내전압보다 크기 않은 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 무-부하 전압은 상기 LED 램프의 단락 회로 허용 전류를 초과하는 전류가 상기 LED 램프를 통해 흐르지 않게 하는 전압으로 정의되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.