KR20130007863A

KR20130007863A - 엘이디램프의 정전압 전원공급장치

Info

Publication number: KR20130007863A
Application number: KR1020110068472A
Authority: KR
Inventors: 최순군
Original assignee: 최순군
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-01-21

Abstract

본 발명은 교류전원과 직류전원의 전원공급상태에 따라 자동으로 전원을 선택하여 동작하는 LED램프의 정전압 전원공급장치에 관한 것으로, 이 장치는 3상교류를 3상 교류성직류로 변환하여 출력하는 AC/DC변환부; 제어신호를 수신하면 상기 AC/DC변환부로부터 전달된 3상 교류성직류를 LED램프로 공급하는 고전압제어부; 상기 AC/DC변환부의 전압레벨을 출력하는 AC/DC 전원감시부; DC 전압레벨을 출력하는 센서; AC/DC전압레벨과 배터리전압레벨을 비교하여 AC/DC전원과 배터리전원중 선택하여 공급함과 동시에 배터리를 충전시키는 DC전원공급제어부; DC전압을 충방전하는 배터리; 빛을 발하는 LED램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디램프의 정전압 전원공급장치{constant voltage power supply for LED lamp}

본 발명은 LED램프의 정전압 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 교류전원과 직류전원의 전원공급상태에 따라 자동으로 전원을 선택하여 동작하는 LED램프의 정전압 전원공급장치에 관한 것이다.

LED를 이용한 조명 장치는 기존의 백열램프 및 형광등 같은 조명장치를 대체할 광원으로서 저전력이며 고효율과 긴 수명으로 많은 관심을 받고 있어 이에 대한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 실제 LED 조명등에 사용되는 전원은 AC/DC 전원을 사용해야 하므로 LED 소자에 공급되는 전원구동장치는 별도의 컨버터를 구성하여 전원부로 사용되고 있다. 이는 일반적으로 LED 램프에 구동전원을 공급하기 위하여 사용되어지는 방법으로는 SMPS로 알려져 있는 스위칭모드 전원 변환 공급 장치를 사용하고 있으며 이러한 장치는 플라이백-방식, 벅-변환 방식, 브릿지 변환 방식 등등을 사용하여 단일 및 복수의 형태로 사용이 되고 있다.

그러나, 종래의 전원공급장치는 교류와 직류가 사용되고 있기는 하지만, 교류나 직류 어느 한쪽에서 문제가 발생하면 LED램프가 구동되지 않는 문제점을 가지고 있다. 더욱이, 교류가 직류가 동시에 사용되고 있으면서도 배터리충전이 수행되지 않아서 전원공급에 문제가 생기면 즉시 LED램프가 소등되는 치명적인 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 교류나 직류전원중 어느 한쪽으로부터 전원공급이 중단되더라도 LED램프를 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전원공급과 동시에 배터리에 충전을 수행하여 교류전원공급이 중단되더라도 일정시간 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있도록 설계된 LED램프의 정전압 전원공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 3상교류를 3상 교류성직류로 변환하여 출력하는 AC/DC변환부; 제어신호를 수신하면 상기 AC/DC변환부로부터 전달된 3상 교류성직류를 LED램프로 공급하는 고전압제어부; 상기 AC/DC변환부의 전압레벨을 출력하는 AC/DC 전원감시부; DC 전압레벨을 출력하는 센서; AC/DC전압레벨과 배터리전압레벨을 비교하여 AC/DC전원과 배터리전원중 선택하여 공급함과 동시에 배터리를 충전시키는 DC전원공급제어부; DC전압을 충방전하는 배터리; 빛을 발하는 LED램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전원공급장치에 따르면, SMPS를 구비하지 않으므로 좀더 슬림사이즈로 설계할 수 있고, AC에서 변환없이 저전압 배터리에 충전시킬 수 있으므로 UPS 기능을 제공해주는 장점이 있다. 또한, LED램프를 온오프제어하는 스위칭속도가 종래보다 빨라지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED램프의 전원공급장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 고전압제어부를 세부적으로 나타낸 블록도.
도 3은 도 1의 DC전원공급제어부를 세부적으로 나타낸 블록도.
도 4는 도 1의 AC/DC 변환부와 AC/DC 전원감시를 세부적으로 나타낸 블록도.
도 5는 도 1의 배터리 및 센서를 세부적으로 나타낸 블록도.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 3상교류를 3상 교류성직류로 변환하여 출력하는 AC/DC변환부(10), 제어신호를 수신하면 상기 AC/DC변환부(10)로부터 전달된 3상 교류성직류를 LED램프(17)로 공급하는 고전압제어부(11)가 구비된다.

상기 AC/DC변환부(10)의 전압레벨을 출력하는 AC/DC 전원감시부(12)와, DC 전압레벨을 출력하는 센서(13)와, AC/DC전압레벨과 배터리전압레벨을 비교하여 AC/DC전원과 배터리전원중 선택하여 공급함과 동시에 배터리를 충전시키는 DC전원공급제어부(14)가 구비된다.

DC전압을 충방전하는 배터리(15)와, 빛을 발하는 LED램프(17)를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하면, 상기 고전압제어부(11)는 입력전압을 분배하는 저항(R1)(R2)(R3), 고압용으로 직렬 연결된 3개의 제너다이오드(D3)(D4)(D5), 리플제거를 위한 콘덴서(C1), 빠른 스위칭을 위한 1개의 다이오드(D1), 외부로부터 제어신호를 수신하면 온오프 스위칭을 위한 3개의 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 상기 DC전원공급제어부(14)는 AC/DC전압레벨과 배터리전압레벨을 입력받아서 비교하여 AC/DC전원과 배터리전원중 선택하기 위한 제어신호를 출력하는 비교기(141), 비교기(141)의 제어신호에 따라 교류전원과 직류전원을 선택하여 스위칭하는 스위칭부(142), DC전원을 공급하기 위한 DC전원공급기(143), 상기 배터리(15)로 DC전원을 전달하여 충전하고, 상기 배터리(15)의 DC전원을 방전하기 위한 JFET(Q2)(Q3), 전압분배를 위한 저항(R2)(R3), 역류방지를 위한 다이오드(D1)(D2)를 포함한다.

도 4를 참조하면, AC/DC변환부와 AC/DC 전원감시부로 핫라인과 뉴트럴라인이 입력되고, 써지 업소버 저항(Rs)이 병렬 연결되며, 브리지회로(101) 및 제 1 콘덴서(C1)를 거치면서 AC/DC 변환이 이루어진다. 직렬연결된 두개의 저항(Ra)(Rb)를 이용하여 전압을 분배시키고, 분배된 전압을 저항 Ra 양단을 통하여 AC/DC 전원감시신호로 출력한다.

도 5를 참조하면, 배터리 및 DC센서는 배터리(또는 태양열전지) 양단에는 직렬연결된 두개의 저항(R1)(R2)를 이용하여 전압을 분배시키고, 분배된 전압을 저항 R1 양단을 통하여 DC센싱 신호로 출력한다.

상술한 바와 같이, 도 4 및 도 5에서 출력된 신호들은 도 3의 비교기로 입력되어 AC/DC전원과 배터리전원의 현재 상태를 파악하는 감지신호로서 활용되고, 이를 토대로 비교기는 양호한 상태를 가진 전원을 선택하게 된다.

상술한 구성을 토대로 전원공급장치의 동작흐름을 살펴본다.

AC/DC변환부(10)로부터 3상 교류가 직류로 변환되고, 외부로부터 제어신호가 고전압제어부(20)의 트랜지스터(Q3)로 인가되면 LED램프(17)로 AC/DC전원을 공급하게 된다. 또한, DC전원공급제어부(14)는 상기 LED램프(17)로 직류전원을 공급하게 된다.

AC/DC전원과 배터리전원은 DC전원공급제어부(14)에 의해 지속적으로 전원레벨이 모니터링되어 양질의 전원이 LED램프(17)로 공급되도록 설계되어 있고, 전원공급과 동시에, 배터리(15)로는 충전되도록 설계된다.

즉, 센서(13)로서 기능하는 소자는 도 4의 저항(Ra)(Rb)과 도 5의 저항(R1)(R2)인데, 도 4의 저항들은 AC/DC전원레벨을 상기 비교기(141)로 전달하고, 도 5의 저항들은 배터리전원레벨을 상기 비교기(141)로 전달하게 된다.

따라서, 배터리(15)는 방전시가 아니면 충전하게 되므로, 교류전원공급이 차단되어도 일시적으로 전원공급이 가능하므로 UPS기능을 가지게 된다.

10 ; AC/DC변환부 11 ; 고전압제어부
12 ; AC/DC 전원감시부 13 ; 센서
14 ; DC전원공급제어부 15 ; 배터리
17 ; LED램프

Claims

3상교류를 3상 교류성직류로 변환하여 출력하는 AC/DC변환부(10);
제어신호를 수신하면 상기 AC/DC변환부(10)로부터 전달된 3상 교류성직류를 LED램프(17)로 공급하는 고전압제어부(11);
상기 AC/DC변환부(10)의 전압레벨을 출력하는 AC/DC 전원감시부(12);
DC 전압레벨을 출력하는 센서(13);
AC/DC전압레벨과 배터리전압레벨을 비교하여 AC/DC전원과 배터리전원중 선택하여 공급함과 동시에 배터리를 충전시키는 DC전원공급제어부(14);
DC전압을 충방전하는 배터리(15);
빛을 발하는 LED램프(17)를 포함하는 엘이디램프의 정전압 전원공급장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고전압제어부(11)는 상기 AC/DC변환부(10)로부터 입력된 교류성직류의 전압을 분배하는 2개의 저항(R1)(R2), 고압용으로 직렬 연결된 3개의 제너다이오드(D3)(D4)(D5), 리플제거를 위한 콘덴서(C1), 빠른 스위칭을 위한 1개의 다이오드(D1), 외부로부터 제어신호를 수신하면 상기 교류성직류의 스위칭을 위한 3개의 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)를 포함하는 엘이디램프의 정전압 전원공급장치.
제 1 항에 있어서,
상기 DC전원공급제어부(14)는 AC/DC전압레벨과 배터리전압레벨을 입력받아서 비교하여 AC/DC전원과 배터리전원중 선택하기 위한 제어신호를 출력하는 비교기(141), 비교기(141)의 제어신호에 따라 교류전원과 직류전원을 선택하여 스위칭하는 스위칭부(142), DC전원을 공급하기 위한 DC전원공급기(143), 상기 배터리(15)로 DC전원을 전달하여 충전하고, 상기 배터리(15)의 DC전원을 방전하기 위한 JFET(Q2)(Q3), 전압분배를 위한 저항(R2)(R3), 역류방지를 위한 다이오드(D1)(D2)를 포함하는 엘이디램프의 정전압 전원공급장치.