KR20120110996A - 엘이디 구동 전원 제어 장치 - Google Patents

엘이디 구동 전원 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘이디 구동 전원 제어 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 변류기 센싱(Current Transformer:CT) 방식에 의해 엘이디 구동 장치의 전원을 제어하는 것이 가능한 엘이디 구동 전원 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명은 변류기 센싱에 의해 전원의 출력이 제어되는 엘이디 구동 전원 제어 장치에 있어서, 일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 서로 직렬 연결된 복수 개의 엘이디를 포함하는 제1 엘이디 어레이; 일측이 상기 변류기 1차측의 후단과 연결되며 상기 제1 엘이디 어레이와 병렬 연결되는 제1 커패시터; 및 상기 변류기 2차측과 연결되며 상기 변류기에 의해 센싱되는 전류를 이용하여 상기 전원의 출력을 제어하는 제1 제어부를 포함하며, 상기 변류기에서 센싱되는 전류는 상기 제1 커패시터에 흐르는 전류인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 변류기가 커패시터에 흐르는 전류를 센싱하는 것에 의해 변류기 1차측에 흐르는 전류의 크기가 감소되므로 변류기의 권선 수를 줄일 수 있어 변류기를 소형화할 수 있고, 변류기에 1차측에 흐르는 전류가 교류이므로 변류기 코어의 포화 특성을 개선할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

엘이디 구동 전원 제어 장치{Control apparaus for power supply used for driving LED}
본 발명은 엘이디 구동 전원 제어 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 변류기 센싱(Current Transformer:CT) 방식에 의해 엘이디 구동 장치의 전원을 제어하는 것이 가능한 엘이디 구동 전원 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엘이디(LED:Light Emitting Diode)의 구동을 위한 전원 장치의 제어 방식은 크게 정전압 출력 제어 방식과 정전류 출력 제어 방식으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전압 출력 제어 방식의 경우 전류 변동보다는 전압 변동에 민감한 엘이디의 특성상 작은 전압 변동에도 출력의 차이가 커지는 단점을 가지므로 주로 정전류 출력 제어 방식이 사용되고 있다.
또한, 정전류 출력 제어를 위한 전류 센싱 방식의 경우 크게 저항 센싱 방식과 변류기(Current Transformer:CT) 센싱 방식으로 구분할 수 있으며, 종래의 저항 센싱 방식과 변류기 센싱 방식을 이용한 엘이디 어레이 구동 장치의 구성 및 동작을 아래의 도면들을 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 저항 센싱 방식의 엘이디 어레이 구동 장치의 블록도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 저항 센싱 방식의 엘이디 어레이 구동 장치(1a)의 경우 전원(2a), 다이오드(3a), 커패시터(4a), 커패시터(4a)와 각각 병렬 연결되며 다채널 병렬 구조를 형성하는 복수 개의 엘이디 어레이(LA1, LA2, LA3, LA4), 및 복수 개의 엘이디 어레이(LA1, LA2, LA3, LA4)에 각각 직렬 연결되는 복수 개의 저항(R1, R2, R3, R4)를 포함한다.
또한, 복수 개의 엘이디 어레이(LA1, LA2, LA3, LA4)에 각각 복수 개의 저항(R1, R2, R3, R4)을 직렬 연결한 후 저항(R1)을 통하여 엘이디 어레이(LA1)에 흐르는 전류를 센싱하고, 저항(R2)을 통하여 엘이디 어레이(LA2)에 흐르는 전류를 센싱하며, 저항(R3)을 통하여 엘이디 어레이(LA3)에 흐르는 전류를 센싱하고, 저항(R4)을 통하여 엘이디 어레이(LA4)에 흐르는 전류를 센싱하는 방식으로 각 엘이디 어레이의 전류를 직접 측정한 후 이에 따라 전원(2a)의 출력을 정확하게 제어할 수 있고, 각 엘이디 어레이의 손상 여부를 손쉽게 확인할 수 있는 장점을 갖는다.
그러나 종래의 저항 센싱 방식의 경우 부하가 접지와 바로 연결되어 있어야 하고 저항에 의해 손실이 발생할 수 있는 단점을 가지며, 저항에 의한 손실을 줄이기 위하여 센싱 전압을 승압하기 위한 별도의 부품을 구성하거나 또는 센싱 전압과 비교하기 위한 기준 전압의 값을 작게 설정하여야 하는데, 이와 같이 기준 전압의 값을 작게 설정하는 경우 약간의 노이즈에도 민감하게 반응할 수 있어 전원 공급 장치의 제어가 정확하게 이루어지지 못하는 단점을 갖는다.
도 2는 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 장치에 대한 블록도, 도 3은 도 2의 전원 제어부에 대한 상세 블록도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 장치(1b)는 전원(2b), 전원(2b)으로부터 공급되는 전기 에너지를 정류하여 출력하는 다이오드(3b), 다이오드(3b)로부터 출력되는 전류를 센싱하는 변류기(4b), 변류기(4b)에서 센싱된 전류에 따라 전원(2b)의 출력을 제어하는 전원 제어부(5b), 다이오드(3b)로부터 정류된 후 출력되는 전기 에너지를 평활하여 출력하는 커패시터(6b), 및 커패시터(6)와 병렬 연결되고 각각이 서로 병렬 연결되어 커패시터(6b)로부터 출력되는 전기 에너지에 의해 구동하는 복수 개의 엘이디 어레이(LA1, LA2, LA3, LA4)를 포함한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 전원 제어부(5b)의 경우 변류기(4b)에서 센싱되는 전류를 제너 다이오드(Zener diode)(D)에서 정류하고 저항과 콘덴서로 구성된 RC 필터(F)를 통해 직류 전압을 얻은 후 비교기(Comp)에서 직류 전압과 미리 결정된 기준 전압을 비교하여 전원(2b)의 출력을 제어하는 방식으로 동작이 이루어진다.
이와 같이, 변류기 센싱 방식의 경우 변류기(4b)에 흐르는 평균 전류와 다이오드(3b)에서 정류된 후 출력되는 출력 전류가 동일하므로 전원 제어부(5b)에 의해 전원(2b)의 출력 전류를 제어할 수 있으며, 전류 센싱을 위해 변류기(4b)를 사용하는 경우 변압기에 의한 절연이 이루어질 수 있고 도통 손실이 거의 없어 효율적이며 부하와 접지가 바로 연결될 필요가 없는 등의 장점을 가지므로 저항 센싱 방식과 비교시에 변류기 센싱 방식의 경우 보다 효율적으로 전원으로부터 공급되는 출력 전류를 제어할 수 있다.
그러나, 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 장치(1b)의 경우 다이오드(3b)를 흐르는 전류를 변류기(4b)에서 센싱하므로 변류기(4b)에 흐르는 최대 전류 값이 커져 변류기(4b)의 권선 수가 늘어나게 되어 변류기(4b)의 크기가 대형화되며, 변류기(4b) 코어의 포화 특성이 좋지못한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 장치(1b)의 경우 변류기(4b)의 동작 특성상 저항 센싱 방식과 달리 각각의 엘이디 어레이에 흐르는 전류를 직접 센싱할 수 없으므로 다이오드(3b)로부터 출력되는 출력 전류를 변류기(4b)를 이용하여 센싱하게 되는데, 이 경우 서로 병렬 연결된 복수의 엘이디 어레이(LA1, LA2, LA3, LA4)의 전체 전류만 측정 가능하므로 복수의 엘이디 어레이(LA1, LA2, LA3, LA4) 중 하나의 엘이디 어레이가 파손되는 경우 이를 파악할 수 없게 된다.
즉, 파손된 하나의 엘이디 어레이를 제외한 나머지 엘이디 어레이가 전원(2b)으로부터 공급되는 전력을 소모하게 되므로 나머지 엘이디 어레이에서 과부하가 발생하게 되며, 이에 따라 나머지 엘이디 어레이 또한 파손될 수 있어 결국 복수의 엘이디 어레이 전부 구동이 불가능해 지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 변류기에 흐르는 최대 전류 값을 감소시키고 변류기 코어의 포화 특성을 개선하는 것이 가능한 엘이디 구동 전원 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 복수 개의 엘이디 어레이가 병렬 연결되는 다채널 구성에 있어서 일부 엘이디 어레이가 손상되는 경우에도 추가적인 엘이디 어레이의 손상 없이 손상되지 않는 복수의 엘이디 어레이를 구동하는 것이 가능한 엘이디 구동 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치는 변류기 센싱에 의해 전원의 출력이 제어되는 엘이디 구동 전원 제어 장치에 있어서, 일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 서로 직렬 연결된 복수 개의 엘이디를 포함하는 제1 엘이디 어레이; 일측이 상기 변류기 1차측의 후단과 연결되며 상기 제1 엘이디 어레이와 병렬 연결되는 제1 커패시터; 및 상기 변류기 2차측과 연결되며 상기 변류기에 의해 센싱되는 전류를 이용하여 상기 전원의 출력을 제어하는 제1 제어부를 포함하며, 상기 변류기에서 센싱되는 전류는 상기 제1 커패시터에 흐르는 전류인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 커패시터의 전측 또는 후측에 직렬 연결되는 제1 스위치, 및 상기 제1 엘이디 어레이에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 센싱 결과에 따라 상기 제1 스위치의 온오프를 제어하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 제어부는 상기 제1 엘이디 어레이에서 전류가 흐르는 경우 상기 제1 스위치를 온시키고 상기 제1 엘이디 어레이에서 전류가 흐르지 않는 경우 상기 제1 스위치를 오프시킬 수 있다.
또한, 일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 직렬 연결된 복수 개의 엘이디로 구성되는 제2 엘이디 어레이, 일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 상기 제2 엘이디 어레이와 병렬 연결되는 제2 커패시터, 및 상기 제2 커패시터의 전측 또는 후측에 직렬 연결되는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 제어부는 상기 제2 엘이디 어레이에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 제2 엘이디 어레이에서 전류가 흐르는 경우 상기 제2 스위치를 온시키고 상기 제2 엘이디 어레이에서 전류가 흐르지 않는 경우 상기 제2 스위치를 오프시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 BJT(Bipolar Junction Transistor), MOSFET(MOS Field Effect Transistor), 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다.
본 발명에 의하면 변류기가 커패시터에 흐르는 전류를 센싱하는 것에 의해 변류기 1차측에 흐르는 전류의 크기가 감소되므로 변류기의 권선 수를 줄일 수 있어 변류기를 소형화할 수 있고, 변류기에 1차측에 흐르는 전류가 교류이므로 변류기 코어의 포화 특성을 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 복수의 엘이디 어레이 각각에 흐르는 전류를 센싱한 후 센싱 결과에 따라 스위치를 온오프 제어하므로 복수 개의 엘이디 어레이 중 일부 엘이디 어레이가 손상되는 경우에도 추가적인 엘이디 어레이의 손상 없이 손상되지 않은 복수의 엘이디 어레이를 구동할 수 있어 엘이디 구동 장치의 구동 안전성을 담보 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 저항 센싱 방식의 엘이디 구동 장치에 대한 블록도,
도 2는 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 장치에 대한 블록도,
도 3은 도 2의 전원 제어부에 대한 상세 블록도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치에 대한 블록도,
도 5와 도 6은 도 4의 제2 제어부에 대한 동작 참고도,
도 7은 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치의 블록도, 및
도 8은 변류기 센싱 전류와 출력 전류 파형에 대한 비교 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 나타나더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치의 블록도 이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치(10)는 전원(20), 다이오드(30), 변류기(40), 제1 제어부(50), 제1 엘이디 어레이(60), 제1 커패시터(70), 제1 스위치(80), 제2 엘이디 어레이(90), 제2 커패시터(100), 제2 스위치(110), 및 제2 제어부(120)를 포함한다.
전원(20)은 제1 엘이디 어레이(60)와 제2 엘이디 어레이(90)의 구동을 위한 전기 에너지를 공급하며 다이오드(30)는 전원(20)으로부터 공급되는 전기 에너지를 정류한 후 출력한다.
이때, 전원(20)은 SMPS(Switching Mode Power Supply)일 수 있으며 도면상에는 도시되지 않았지만 전원(20)과 다이오드(30) 사이에 비절연형 역률 보상 부스트 컨버터(boost converter), 벅-부스트 컨버터(Buck-boost converter), 또는 절연형 플라이벡 컨버터(flyback converter) 등의 역률 보상 회로(Power Factor Corrector, PFC), 절연형 또는 비절연형 DC-DC 컨버터, 및 하프 브리지 컨버터(Half-Bridge Converter), 풀 브리지 컨버터(Full-Bridge Converter), 또는 공진형 컨버터 등의 절연형 변환기가 연결될 수 있다.
변류기(40)는 제1 커패시터(70)에 흐르는 전류를 센싱하고, 제1 제어부(50)는 변류기(40)와 연결되어 변류기(40)에서 센싱되는 전류 센싱 값을 이용하여 전원(20)의 출력 전류를 제어한다.
이때, 제1 제어부(50)의 상세 구성은 도 3에 도시된 전원 제어부(5b)의 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 제1 커패시터(70)에 흐르는 전류는 교류 성분만을 포함하므로 변류기(40)에 센싱되는 전류의 크기가 도 2에 도시된 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 제어 장치에서 다이오드(3b)를 통과한 후 변류기(4b)가 센싱되는 전류의 크기와 비교시에 1/2이 될 수 있다.
따라서, 변류기(40)에 흐르는 최대 전류 값이 작아져 변류기(40)의 권선 수를 줄일 수 있으므로 변류기(40)의 크기를 소형화하는 것이 가능해지며, 변류기 1차측(42)에 흐르는 전류가 교류이므로 자동으로 변류기(40) 코어(철심)가 리셋되어 변류기(40) 코어(철심)의 포화 특성을 개선할 수 있다.
제1 엘이디 어레이(60)는 일측이 변류기 1차측(42)의 전단과 연결되며 도 4에 도시된 바와 같이 직렬 연결된 복수 개의 엘이디로 구성된다.
제1 커패시터(70)는 일측이 변류기 1차측(42) 후단과 연결되고 제1 엘이디 어레이(60)와 병렬 연결되어 다이오드(30)로부터 정류된 후 출력되는 전기 에너지를 평활한 후 제1 엘이디 어레이(60) 측으로 출력하여 상기 전기 에너지에 의해 제1 엘이디 어레이(60)가 구동되도록 한다.
제1 스위치(80)는 제1 커패시터(70)와 직렬 연결되며 제2 제어부(120)의 제어에 의해 온오프 동작하여 제1 커패시터(70)에서 평활된 전기 에너지가 제1 엘이디 어레이(60) 측으로 출력 또는 차단 되도록 한다.
이때, 제2 제어부(120)의 제어에 따른 제1 스위치(80)의 온오프 동작에 대한 상세 과정은 이하 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
또한, 제1 스위치(80)는 BJT(Bipolar Junction Transistor), MOSFET(MOS Field Effect Transistor), 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있으며, BJT의 경우 NPN 타입과 PNP 타입, MOSFET의 경우 N-Channel 타입과 P-Channel 타입을 모두 적용할 수 있다.
예를 들어, 제1 스위치(80)가 N-Channel 타입의 MOSFET인 경우 제1 스위치(80)는 도 4를 기준으로 제1 커패시터(70) 후측(하부)에 위치할 수 있으며, 제1 스위치(90)가 P-Channel 타입의 MOSFET인 경우 제1 스위치(80)는 도 4에 도시되지는 않았지만 도 4를 기준으로 제1 커패시터(70) 전측(상부)에 위치할 수 있다.
제2 엘이디 어레이(90)는 일측이 변류기 1차측(42) 전단과 연결되고 도 4에 도시된 바와 같이 직렬 연결된 복수 개의 엘이디로 구성되며, 제1 엘이디 어레이(60)와 제2 엘이디 어레이(90)는 병렬 연결될 수 있다.
제2 커패시터(100)는 일측이 변류기 1차측(42) 전단과 연결되고 제2 엘이디 어레이(90)와 병렬 연결되어 다이오드(30)로부터 정류된 후 출력되는 전기 에너지를 평활한 후 제2 엘이디 어레이(90) 측으로 출력하여 상기 전기 에너지에 의해 제2 엘이디 어레이(60)가 구동되도록 한다.
제2 스위치(110)는 제2 커패시터(100)와 직렬 연결되며 제2 제어부(120)의 제어에 의해 온오프 동작하여 제2 커패시터(100)에서 평활된 전기 에너지가 제2 엘이디 어레이(90) 측으로 출력 또는 차단 되도록 한다.
이때, 제2 제어부(120)의 제어에 따른 제2 스위치(110)의 온오프 동작에 대한 상세 과정은 이하 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
또한, 제2 스위치(110)는 BJT(Bipolar Junction Transistor), MOSFET(MOS Field Effect Transistor), 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있으며, BJT의 경우 NPN 타입과 PNP 타입, MOSFET의 경우 N-Channel 타입과 P-Channel 타입을 모두 적용할 수 있다.
예를 들어, 제2 스위치(110)가 N-Channel 타입의 MOSFET인 경우 제2 스위치(110)는 도 4를 기준으로 제1 커패시터(100) 후측(하부)에 위치할 수 있으며, 제2 스위치(110)가 P-Channel 타입의 MOSFET인 경우 제2 스위치(110)는 도 4에 도시되지는 않았지만 도 4를 기준으로 제1 커패시터(100) 전측(상부)에 위치할 수 있다.
제2 제어부(120)는 제1 엘이디 어레이(60)와 제2 엘이디 어레이(90)에 흐르는 전류를 각각 센싱하여 상기 센싱 결과에 따라 제1 스위치(80) 및 제2 스위치(110)를 온오프 제어한다.
또한, 제2 제어부(120)의 제1 스위치(80) 및 제2 스위치(110)에 대한 온오프 제어 상세 과정은 이하 도 5와 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 5와 도 6은 도 4의 제2 제어부에 대한 동작 참고도이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 제어부(120)는 제1 엘이디 어레이(60)에 흐르는 전류를 센싱하여 제1 엘이디 어레이(60)로부터 전류가 센싱되는 경우 제1 스위치(80)를 온시키고 제1 엘이디 어레이(60)를 구성하며 서로 직렬 연결된 복수의 엘이디 중 파손된 엘이디(L1)에 의해 제1 엘이디 어레이(60)로부터 전류가 센싱되지 않는 경우 제1 스위치(80)를 오프시킨다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 제어부(120)는 제2 엘이디 어레이(60)에 흐르는 전류를 센싱하여 제2 엘이디 어레이(90)에서 전류가 센싱되는 경우 제2 스위치(110)를 온시키고 제2 엘이디 어레이(60)를 구성하며 서로 직렬 연결된 복수의 엘이디 중 파손된 엘이디(L2)에 의해 제2 엘이디 어레이(90)에서 전류가 센싱되지 않는 경우 제2 스위치(110)를 오프시킨다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 엘이디 구동 전원 제어 장치(10)는 제2 제어부(120)가 제1 엘이디 어레이(60)와 제2 엘이디 어레이(90)에 흐르는 전류를 센싱하여 제1 엘이디 어레이(60)와 제2 엘이디 어레이(90) 모두로부터 전류가 센싱되는 경우 제1 스위치(80)와 제2 스위치(110)을 모두 온시키고, 제1 엘이디 어레이(60)를 구성하는 복수의 엘이디 중 파손된 엘이디(L1) 또는 제2 엘이디 어레이(90)를 구성하는 복수의 엘이디 중 파손된 엘이디(L2)에 의해 제1 엘이디 어레이(60) 또는 제2 엘이디 어레이(90)로부터 전류가 센싱되지 않는 경우 제1 스위치(80) 또는 제2 스위치(110)를 오프시킴으로써 제1 커패시터(70) 또는 제2 커패시터(100)에서 평활된 전기 에너지가 제1 엘이디 어레이(60) 또는 제2 엘이디 어레이(90)로 출력되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치(10)의 경우 제1 커패시터(70)에 흐르는 전류가 변류기(40)에서 센싱된 후 상기 센싱된 전류 값에 의해 전원(20)의 출력을 제어하는 제1 제어부(50)가 일측이 변류기 1차측(42) 전단에 연결되는 제1 엘이디 어레이(60)를 제어하는 구성으로써, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 일측이 변류기 1차측(42) 전단과 연결되는 제2 엘이디 어레이(90)가 추가되는 경우 제1 제어부(50)는 자동으로 전원(20)의 출력을 증가시킬 수 있으며, 제2 엘이디 어레이(90)가 손상되어 제2 스위치(110)가 오프되는 경우 제1 제어부(50)는 출력을 자동으로 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 제어부(50)의 제어에 의해 전원(20)으로부터 제1 엘이디 어레이(60) 측으로 10W의 전력이 공급되고 있는 상태에서 제2 엘이디 어레이(90)가 추가로 연결되면 제1 제어부(50)에 의해 전원(20)의 출력이 자동 증가하여 전원(20)으로부터 제2 엘이디 어레이(90) 측으로 10W의 전력이 추가 공급되어 총 20W의 전력이 전원(20)으로부터 공급될 수 있으며, 제2 엘이디 어레이(90)가 손상되어 제2 스위치(110)가 오프되는 경우 전원 제어부(50)에 의해 전원(20)의 출력이 10W 자동 감소하여 전원(20)으로부터 제1 엘이디 어레이(60)측으로만 10W의 전력이 공급될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 종래의 변류기 센싱 방식의 엘이디 구동 제어 장치(1b)의 경우와 달리 파손된 엘이디 어레이를 제외한 나머지 엘이디 어레이에 과부하가 발생하여 결국 나머지 엘이디 어레이도 모두 파손되어 구동 불가 상태가 되는 것을 방지할 수 있으므로, 변류기 센싱 방식에서 복수의 엘이디 어레이를 병렬 구성하는 경우에도 구동의 안정성을 담보하는 것이 가능해진다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치의 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엘이디 구동 전원 제어 장치(10)는 도 4에 도시된 제1 커패시터(70), 제1 엘이디 어레이(60), 제2 커패시터(100), 및 제2 엘이디 어레이(90)가 병렬 연결된 2채널 형태의 구성과 비교 시에 일측이 변류기 1차측(40)의 전단에 연결되고 서로 병렬 열결되는 제3 커패시터(130), 제3 엘이디 어레이(120), 제4 커패시터(160), 및 제4 엘이디 어레이(150)를 더 포함하는 4채널 형태의 구성을 갖는다.
따라서, 제2 제어부(180)가 제3 엘이디 어레이(120)에 흐르는 전류를 센싱하여 센싱 결과에 따라 제3 커패시터(130)와 직렬 연결되는 제3 스위치(140)를 온오프하고, 제4 엘이디 어레이(150)에 흐르는 전류를 센싱하여 센싱 결과에 따라 제4 커패시터(160)와 직렬 연결되는 제4 스위치(170)를 온오프하며 제3 엘이디 어레이(120) 또는 제4 엘이디 어레이(150)가 파손된 경우 제1 엘이디 어레이(60)와 제2 엘이디 어레이(90)에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 변류기 센싱 전류와 출력 전류 파형에 대한 비교 그래프이다.
종래의 변류기 센싱 방식의 경우 변류기(4b)가 다이오드(3b)에 흐르는 전류를 센싱하므로 도 8의 (a)에 도시된 바와 같은 변류기 전류(iCT) 파형과 출력 전류 파형(iO)를 갖게 된다.
그러나, 본 발명의 변류기 센싱 방식의 경우 변류기(40)가 커패시터(70)에 흐르는 전류를 센싱하며, 커패시터(70)에는 다이오드(30)에 흐르는 전류의 교류 성분만이 흐르므로 다이오드(30)에 흐르는 전류의 1/2 만큼의 전류가 흐르게 되어 도 8의 (b)에 도시된 바와 같은 변류기 전류(iCT) 파형과 출력 전류 파형(iO)를 갖게 된다.
따라서, 종래의 변류기 센싱 방식에 비해 변류기(40)의 최대 전류 값이 작아지므로 변류기의 권선 수를 줄일 수 있어 변류기(40)의 크기가 작아지는 효과를 갖는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(10) : 엘이디 구동 전원 제어 장치 (20) : 전원
(30) : 다이오드 (40) : 변류기
(50) : 제1 제어부 (60) : 제1 엘이디 어레이
(70) : 제1 커패시터 (80) : 제1 스위치
(90) : 제2 엘이디 어레이 (100) : 제2 커패시터
(110) : 제2 스위치 (120,180) : 제2 제어부
(120) : 제3 엘이디 어레이 (130) : 제3 커패시터
(140) : 제3 스위치 (150) : 제4 엘이디 어레이
(160) : 제4 커패시터 (170) : 제4 스위치

Claims (6)

  1. 변류기 센싱에 의해 전원의 출력이 제어되는 엘이디 구동 전원 제어 장치에 있어서,
    일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 서로 직렬 연결된 복수 개의 엘이디를 포함하는 제1 엘이디 어레이;
    일측이 상기 변류기 1차측의 후단과 연결되며 상기 제1 엘이디 어레이와 병렬 연결되는 제1 커패시터; 및
    상기 변류기 2차측과 연결되며 상기 변류기에 의해 센싱되는 전류를 이용하여 상기 전원의 출력을 제어하는 제1 제어부를 포함하며,
    상기 변류기에서 센싱되는 전류는 상기 제1 커패시터에 흐르는 전류인 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 전원 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 커패시터의 전측 또는 후측에 직렬 연결되는 제1 스위치, 및 상기 제1 엘이디 어레이에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 센싱 결과에 따라 상기 제1 스위치의 온오프를 제어하는 제2 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 전원 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 제어부는 상기 제1 엘이디 어레이에서 전류가 흐르는 경우 상기 제1 스위치를 온시키고 상기 제1 엘이디 어레이에서 전류가 흐르지 않는 경우 상기 제1 스위치를 오프시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 전원 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 직렬 연결된 복수 개의 엘이디로 구성되는 제2 엘이디 어레이, 일측이 상기 변류기 1차측의 전단과 연결되며 상기 제2 엘이디 어레이와 병렬 연결되는 제2 커패시터, 및 상기 제2 커패시터의 전측 또는 후측에 직렬 연결되는 제2 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 전원 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 제어부는 상기 제2 엘이디 어레이에 흐르는 전류를 센싱하여 상기 제2 엘이디 어레이에서 전류가 흐르는 경우 상기 제2 스위치를 온시키고 상기 제2 엘이디 어레이에서 전류가 흐르지 않는 경우 상기 제2 스위치를 오프시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 전원 제어 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 BJT(Bipolar Junction Transistor), MOSFET(MOS Field Effect Transistor), 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)인 것을 특징으로 하는 엘이디 구동 전원 제어 장치.
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