KR20130011820A - 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디 조명 시스템에서, 구동전원에 혼입되는 서지(surge)를 보다 신속하고 안정되게 방전시키는 기술에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 상기 브릿지다이오드 정류부의 출력전압에 의해 구동되는 엘이디 조명장치 및, 엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 방전소자를 통해 방전시키는 서지 방전장치;를 포함한다.

Description

엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치{SURGE DISCHARGE APPARATUS FOR LED ILLUMINATION SYSTEM}
본 발명은 엘이디 조명 시스템에서 외란에 대응하는 기술에 관한 것으로, 특히 서지(surge)가 입력되는 경우 안정된 동작을 유지하고 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치에 관한 것이다.
근래 들어, 반도체 기술의 발전에 힘입어 엘이디(LED: Light Emitting Diode)의 효율성이 많이 향상되었다. 또한, 엘이디는 백열 전구나 형광등과 같은 기존의 조명 장치에 비하여 수명이 월등히 길고 에너지 소모가 적어 경제적일 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점을 갖게 되었다. 이와 같은 장점들로 인하여 엘이디는 현재 신호등이나 평판표시장치(예: LCD)의 백라이트 등으로 널리 사용되고 있다.
서지(surge)란 라인 또는 회로를 따라 전달되며, 급속히 증가하고 서서히 감소하는 특성을 지닌 전기적 전류, 전압 또는 전력의 과도파형을 일컫는다. 서지를 유발시키는 원인에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 예를 들어 정전기, 전원 노이즈 및 낙뢰 등이 있다.
종래의 엘이디 조명 시스템에서는 서지를 차단하기 위해 주로 바리스터를 사용하였다. 그러나, 바리스터는 특성상 반응속도가 느려 서지가 순간적으로 유입될 우려가 있고, 이로 인하여 조명시스템이 순간적으로 불안정한 상태에 놓이거나, 부품(반도체 집적소자)이 손상되는 문제점이 발생되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 레벨의 서지를 신속하게 방전처리하는데 있다.
본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교류전원을 전파정류하는 브릿지다이오드 정류부; 상기 브릿지다이오드 정류부의 출력전압에 의해 구동되는 엘이디 조명장치 및, 엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 방전소자를 통해 방전시키는 서지 방전장치;를 포함한다.
본 발명은 엘이디 조명시스템에 서지가 입력되는 것을 검출하여 방전소자를 통해 방전시킴으로써, 엘이디 조명시스템을 서지로부터 보다 확실하고 안정되게 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 조명 시스템의 서지 방전 장치의 블록도이다.
도 2는 구동전원에 서지가 혼입된 예를 나타낸 파형도이다.
도 3은 서지 방전부의 상세 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 조명 시스템의 서지 방전 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 브릿지다이오드 정류부(110), 엘이디 조명장치(120) 및 서지 방전장치(130)를 포함한다.
브릿지다이오드 정류부(110)는 외부로부터 공급되는 교류전원(AC)을 전파정류하여 엘이디 조명장치(120)의 구동전원으로 공급한다.
상기 엘이디 조명장치(120)는 전원공급부(121), 엘이디 배열부(122), 엘이디 구동제어부(123) 및 엘이디용 정전류장치(124)를 포함한다.
전원공급부(121)는 상기 브릿지다이오드 정류부(110)에서 출력되는 전파정류된 맥류 형태의 전압을 평활하고, 엘이디 조명장치(120) 내의 각부에서 필요로 하는 레벨의 전압으로 변환하여 출력한다.
엘이디 배열부(122)는 채널별로 엘이디(LED) 스트링을 구비하는데, 상기 각 엘이디 스트링의 일측 종단은 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 출력단에 접속되고, 타측 종단은 엘이디용 정전류장치(124)의 해당 채널에 접속된다.
엘이디 구동제어부(123)는 상기 엘이디용 정전류장치(124)의 구동을 제어하고, 이에 의해 상기 엘이디 배열부(122)에 상기와 같이 배열된 엘이디 스트링들이 해당 패턴으로 점등된다.
한편, 임의의 시점에서 정전기나 전원 노이즈 또는 낙뢰 등에 의해 상기 엘이디 조명장치(120)에 서지가 인가되는 경우, 서지 방전장치(130)에서 그 인가되는 서지를 검출하여 방전처리한다. 상기 서지 방전장치(130)는 서지 검출부(131) 및 서지 방전부(132)를 포함한다.
도 2는 상기 교류전원(AC)에 서지가 유입된 후 상기 브릿지다이오드 정류부(110)에 의해 전파정류된 파형을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 정격 출력전압은 310V이나 500V, 810V의 서지전압이 유입된 것을 알 수 있다.
이때, 상기 서지 검출부(131)는 상기 500V 및 810V의 서지전압을 검출하여 그 때마다 상기 서지 방전부(132)에 서지방전제어신호(CTL)를 출력한다. 이에 따라, 상기 서지 방전부(132) 내부의 방전소자는 상기 브릿지다이오드 정류부(110)에서 상기 500V 및 810V의 서지전압이 출력되는 시점에서 턴온되어 그 서지전압을 접지단자 측으로 방전시킨다. 따라서, 상기 엘이디 조명장치(120)는 상기와 같은 서지전압에 아무런 영향을 받지 않게 된다.
상기에서는 상기 서지 방전장치(130)가 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 출력단과 상기 엘이디 조명장치(120)의 입력단 사이에 연결된 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 입력단이나 그 밖의 임의의 지점에 연결될 수 있다.
도 3은 상기 서지 방전부(132)의 구현예를 나타낸 것으로, 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 출력노드(N1)와 접지단자의 사이에 저항(R1), 모스트랜지스터(M1) 및 저항(R2)이 직렬연결되고, 상기 모스트랜지스터(M1)의 게이트에 상기 서지방전제어신호(CTL)가 공급된다. 이와 같은 경우, 상기 저항(R1),(R2) 값을 적절하게 설정함으로써, 상기 브릿지다이오드 정류부(110)의 정격 출력전압(310V) 이상의 서지전압을 접지단자측으로 방전시킬 수 있게 된다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 교류전원(AC)의 양단에 병렬연결된 서지 방전장치(130A) 및 바리스터(140)를 포함한다. 상기 서지 방전장치(130A)는 상기 도 1의 서지 방전장치(130)와 같이 서지 검출부 및 서지 방전부를 구비하고 이들의 동작원리가 상기 도 1에서의 서지 검출부(131) 및 서지 방전부(132)와 동일하지만, 브릿지다이오드 정류부(110)의 입력단에 연결된 것이 다른 점이다. 따라서, 상기 서지 방전장치(130A)는 정류되지 않은 교류전원(AC)에 혼입된 서지를 검출하여 방전시킨다.
이와 같이 서지 방전장치(130A)와 바리스터(140)를 복합 운용함으로써, 서지에 대해 보다 안정적으로 대응할 수 있고, 보다 작은 용량의 바리스터를 사용하는 경우에도 서지로부터 엘이디 조명 시스템(집적소자)을 확실하게 보호할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110 : 브릿지다이오드 정류부 120 : 엘이디 조명장치
121 : 전원공급부 122 : 엘이디 배열부
123 : 엘이디 구동제어부 124 : 엘이디용 정전류장치
130 : 서지 방전장치 131 : 서지 검출부
132 : 서지 방전부

Claims (4)

  1. 교류전원을 전파정류하는 브릿지다이오드 정류부;
    상기 브릿지다이오드 정류부의 출력전압에 의해 구동되는 엘이디 조명장치 및,
    엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 방전소자를 통해 방전시키는 서지 방전장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서지 방전장치는
    엘이디 조명 시스템의 구동전원에 혼입되는 서지전압을 검출하여 서지방전제어신호를 출력하는 서지 검출부;
    상기 서지방전제어신호에 의해 구동되어 상기 서지전압을 방전시키는 서지 방전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 서지 방전부는
    상기 브릿지다이오드 정류부의 출력단과 접지단자의 사이에 직렬접속된 저항(R1), 모스트랜지스터(M1) 및 저항(R2)을 포함하고, 상기 모스트랜지스터(M1)는 상기 서지방전제어신호에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서지 방전장치에 병렬접속된 바리스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 시스템의 서지 방전 장치.
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