KR20140090748A - Led램프용 보호회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED램프에 사용되는 보호회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED램프에 사용되며 직렬로 연결되는 다수의 LED에 병렬로 다수의 부하를 연결시킴으로써 LED에 장애가 발생한 경우 병렬로 연결된 부하를 통해 전류가 흐르게 하여 오픈 회로가 발생하는 것을 방지하며, 특히 부하가 다수의 LED 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되도록 하여 다수의 LED 중 어느 하나의 LED에 장애가 발생한 경우에도 다른 LED들에는 계속적으로 전류가 공급되어 점등될 수 있도록 하고 장애가 발생한 LED의 확인 및 교체 작업도 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, LED와 병렬로 연결되는 부하의 임프던스를 LED의 임피던스와 비교해 같거나 크게 설정하고, LED와 병렬로 연결되는 부하로 별도의 LED, 제너다이오드, 저항기 중 어느 하나 또는 이들을 병합하여 사용하는 LED램프용 보호회로에 관한 것이다.

Description

LED램프용 보호회로{A Protection Circuit for LED Lamp Device}
본 발명은 LED램프에 사용되는 보호회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED램프에 사용되며 직렬로 연결되는 다수의 LED에 병렬로 다수의 부하를 연결시킴으로써 LED에 장애가 발생한 경우 병렬로 연결된 부하를 통해 전류가 흐르게 하여 오픈 회로가 발생하는 것을 방지하며, 특히 부하가 다수의 LED 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되도록 하여 다수의 LED 중 어느 하나의 LED에 장애가 발생한 경우에도 다른 LED들에는 계속적으로 전류가 공급되어 점등될 수 있도록 하고 장애가 발생한 LED의 확인 및 교체 작업도 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, LED와 병렬로 연결되는 부하의 임프던스를 LED의 임피던스와 비교해 같거나 크게 설정하고, LED와 병렬로 연결되는 부하로 별도의 LED, 제너다이오드, 저항기 중 어느 하나 또는 이들을 병합하여 사용하는 LED램프용 보호회로에 관한 것이다.
야간 또는 실내에서 광을 제공하거나 물체를 조사하기 위해 다양한 종류의 조명등(조명램프)이 이용되고 있다. 이 같은 조명램프는 전원을 공급받아 전기에너지를 광에너지로 변환하여 광을 제공하거나 물체를 조사하는 것으로서, 대체로 백열전구 또는 형광등을 사용하는 것이 일반적이다. 최근에는 고가임에도 불구하고 다양한 색연출을 행할 수 있으며 수명이 길고 전기 소모량이 적다는 장점으로 인해 엘이디(LED, Light Emitting Diode)를 이용한 조명램프들이 널리 개발되고 사용되고 있으며, 그 형상 및 모양도 다양화되고 있다.
도 1은 종래 LED램프의 회로도이다.
아래 (특허문헌)에서 볼 수 있는 종래기술의 경우(도 1 참조)에도, 각각의 LED(14)가 단순히 직렬로 연결되어 직렬회로를 구성하고 있을 뿐이므로, 이러한 직렬회로에서 어느 하나의 LED(14)에 고장이 발생하여 작동되지 않는 경우에는 직렬회로 전체에 전류가 흐르지 않게 되어(즉, 회로의 오픈이 발생하여), LED램프 전체가 작동하지 않게 되는 문제가 발생하게 된다.
(특허문헌)
등록특허공보 제10-0869257호(2008. 11. 18. 공고) "고효율 2중 LED등기구"
즉, 종래의 LED램프의 회로는 양단에 정류기(12)가 연결된 전원(11)과, 상기 정류기(12)의 양단에 저항기(13)와 복수의 LED(14)가 직렬로 연결되어 직렬회로를 구성하게 되고, 이때 전원(11)을 통해 공급된 교류전류는 상기 정류기(12)를 거치면서 직류로 정류되어 상기 저항기(13)를 거쳐 복수의 LED(14)를 점등시키는데 적합한 전력으로 공급되어 복수의 LED(14)를 점등시키게 되나, 이러한 종래의 회로구조하에서는 직렬회로를 이루는 LED(14)들 중 어느 하나의 LED(14)에 고장이 발생하여 작동되지 않는 경우에도 직렬회로 전체에 전류가 흐르지 않게 되어(즉, 회로의 오픈이 발생하여), LED램프 전체가 작동하지 않게 되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 이 경우 고장이 발생한 LED(14)를 확인하는 과정에서도 측정기구를 사용하여 일일이 직렬회로 전체의 LED(14)들의 상태를 측정하여야 하므로, 고장이 발생한 LED(14)의 확인 및 교체 작업에도 많은 시간이 소요되는 비효율적인 문제를 안게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 LED램프에 사용되며 직렬로 연결되는 다수의 LED에 병렬로 다수의 부하를 연결시킴으로써, LED에 장애가 발생한 경우 병렬로 연결된 부하를 통해 전류가 흐르게 하여 오픈 회로가 발생하는 것을 방지하는 LED램프용 보호회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 부하가 다수의 LED 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되도록 하여 다수의 LED 중 어느 하나의 LED에 장애가 발생한 경우에도 다른 LED들에는 계속적으로 전류가 공급되어 점등될 수 있도록 하고, 장애가 발생한 LED의 확인 및 교체 작업도 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 LED램프용 보호회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 LED와 병렬로 연결되는 부하의 임프던스를 LED의 임피던스와 비교해 같거나 크게 설정하는 LED램프용 보호회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 LED와 병렬로 연결되는 부하로 별도의 LED, 제너다이오드, 저항기 중 어느 하나 또는 이들을 병합하여 사용하는 LED램프용 보호회로를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 LED램프용 보호회로는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 보호회로는 전원과; 상기 전원의 양단에 연결되는 정류기와; 상기 정류기의 양단에 직렬로 연결되는 저항기 및 다수의 LED와; 상기 다수의 LED에 병렬로 연결되는 다수의 부하;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 다수의 부하는 각각 다수의 LED 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하의 임피던스는 그와 병렬 연결된 상기 LED의 임피던스보다 같거나 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제2LED인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제너다이오드인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제2저항기인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제2LED 및 제너다이오드가 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제2LED 및 제2저항기가 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제너다이오드 및 제2저항기가 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에 있어서 상기 부하는 제2LED 및 제너다이오드 및 제2저항기가 모두 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 LED램프에 사용되며 직렬로 연결되는 다수의 LED에 병렬로 다수의 부하를 연결시킴으로써, LED에 장애가 발생한 경우 병렬로 연결된 부하를 통해 전류가 흐르게 하여 오픈 회로가 발생하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.
본 발명은 부하가 다수의 LED 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되도록 하여 다수의 LED 중 어느 하나의 LED에 장애가 발생한 경우에도 다른 LED들에는 계속적으로 전류가 공급되어 점등될 수 있도록 하고, 장애가 발생한 LED의 확인 및 교체 작업도 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 LED와 병렬로 연결되는 부하의 임프던스를 LED의 임피던스와 비교해 같거나 크게 설정하여 효과를 극대화한다.
본 발명은 LED와 병렬로 연결되는 부하로 별도의 LED, 제너다이오드, 저항기 중 어느 하나 또는 이들을 병합하여 사용하여 효과를 극대화한다.
도 1은 종래 LED램프의 회로도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED램프용 보호회로의 회로도
이하에서는 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2 내지 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED램프용 보호회로는 전원(31)과; 상기 전원(31)의 양단에 연결되는 정류기(32)와; 상기 정류기(32)의 양단에 직렬로 연결되는 저항기(33) 및 다수의 LED(34)와; 상기 다수의 LED(34)에 병렬로 연결되는 다수의 부하(35);를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전원(31)은 본 발명에 따른 LED램프에 사용되는 각 LED(34)들이 점등될 수 있도록 전원을 공급해주는 구성으로, 상기 전원(31)은 통상적으로 교류 전류를 제공하는 교류 전원이므로 상기 전원(31)의 양단에는 후술할 정류기(32)가 연결될 수 있다.
상기 정류기(32)는 도 2 등에 도시된 바와 같이, 상기 전원(31)의 양단에 연결되어 상기 전원(31)으로부터 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 전환하는 구성이다. 상기 전원(31)으로부터 공급되는 교류 전원은 상기 전원(31)의 양단에 연결된 한 방향으로만 전류를 흐르게 하는 상기 정류기(32)를 거치면서 직류 전원으로 전환되게 된다.
상기 저항기(33)는 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로에서 저항을 얻기 위해 사용되는 전기소자로, 특히 본 발명의 상기 보호회로에서는 후술할 LED(34)에 공급되는 전원이 미리 설정된 전류값으로 안정적으로 공급될 수 있도록 상기 저항기(33)로 미리 설정한 값으로 전류값을 한정하는 한류저항기(Current Limiting Resistor)가 활용될 수 있다.
상기 LED(34)는 발광다이오드(Light Emitting Diode) 보다 구체적으로는, 그 자체로 전원을 공급받아 빛을 발산할 수 있는 LED모듈을 의미한다. 따라서, 상기 보호회로를 구성하는 다수의 LED(34)들은 그 하나하나가 전원을 공급받아 점등될 수 있는 모듈화되어 있는 LED를 의미한다. 이때, 상기 LED(34)들은 도 2 등에 도시된 바와 같이 다수의 LED(34)가 직렬로 연결되어 있는데, 앞서 종래기술의 문제점으로 언급한 바와 같이, 종래의 LED램프의 회로는 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 LED(14)가 단순히 직렬로 연결되어 직렬회로를 구성하고 있는 경우에는, 이러한 직렬회로에서 어느 하나의 LED(14)에 고장이 발생하여 작동되지 않는 경우에 직렬회로 전체에 전류가 흐르지 않게 되어(즉, 회로의 오픈이 발생하여), LED램프 전체가 작동하지 않게 되는 문제가 발생하게 된다. 즉, 종래와 같이 단순히 정류기(12)의 양단에 저항기(13)와 복수의 LED(14)가 직렬로 연결되어 직렬회로를 구성하게 되는 것에 그치는 회로구조하에서는 직렬회로를 이루는 LED(14)들 중 어느 하나의 LED(14)에 고장이 발생하여 작동되지 않는 경우에도 직렬회로 전체에 전류가 흐르지 않게 되어(즉, 회로의 오픈이 발생하여), LED램프 전체가 작동하지 않게 되며, 이 경우 고장이 발생한 LED(14)를 확인하는 과정에서도 측정기구를 사용하여 일일이 직렬회로 전체의 LED(14)들의 상태를 측정하여야 하므로, 고장이 발생한 LED(14)의 확인 및 교체 작업에도 많은 시간이 소요되는 비효율적인 문제를 안게 된다. 따라서, 본 발명의 보호회로에서는 상기 다수의 LED(34)들만을 단순히 직렬로 연결하는 회로를 구성하는 것에 그치지 않고, 후술할 바와 같이 다수의 부하(35)들을 각각의 LED(34)에 각각 병렬로 연결시켜 회로를 구성함으로써 직렬로 연결된 다수의 LED(34)들 중 어느 하나에 장애가 발생한 경우에도 해당 LED(34)에 병렬로 연결된 부하를 통해서 전류가 흐르게 하여 오픈 회로가 발생하는 것을 방지하도록 한다.
상기 부하(35)는 상기 다수의 LED(34)에 병렬로 연결되어 상기 LED(34)를 흐르던 전류가 LED(34)에 장애가 발생하는 경우에는 LED(34)에 병렬로 연결되어 있는 부하(35)를 통해 우회하여 흐를 수 있도록 하는 구성이다. 즉, 상기 다수의 LED(34)들과 상기 다수의 부하(35)들이 각각 병렬로 연결되어 있는 상태에서, 상기 다수의 LED(34)들 전부가 정상적으로 작동하고 있는 상태에서는 상기 전원(31)을 통해 공급되는 전원은 직렬로 연결된 다수의 LED(34)들 전부를 순차로 통하면서 회로를 순환하게 되는데, 만약 상기 다수의 LED(34)들 중 어느 하나의 LED(34)에 장애가 발생하여 해당 LED(34)를 통해서는 전류가 흐를 수 없게 되는 경우에는 장애가 발생한 해당 LED(34)에 병렬로 연결되어 있는 부하(35)를 통해 전원이 우회하여 흐를 수 있게 되므로(즉, 전원이 단선되어 흐르지 않는 오픈 회로가 발생하지 않게 되므로) 직렬로 연결되어 있는 다수의 LED(34)들 중 장애가 발생한 해당 LED(34)를 제외한 나머지 LED(34)들은 특정 LED(34)의 장애 발생 유무에도 불구하고 항상 점등되게 된다.
이를 위해 상기 부하(35)의 임피던스(impedance)는 그와 병렬로 연결되어 있는 상기 LED(34)의 임피던스(impedance)에 비해 같거나 크게 설정될 수 있다. 즉, 상기 부하(35)의 임피던스가 그와 병렬로 연결되는 LED(34)의 임피던스보다 높게 설정되는 경우에는, 평상시 흐르는 전원은 부하(35)에 비해 임피던스가 낮은 LED(34)를 통해 흐르게 되고, 상기 LED(34)에 장애가 발생하여 전원(전류)이 흐를 수 없게 되는 경우에는 그와 병렬로 연결되어 있는 상기 부하(35)를 통해 전원이 흐르게 된다. 또한, 상기 부하(35)의 임피던스가 상기 LED(34)의 임피던스와 같게 형성되는 경우에 있어서도, 상기 LED(34)와 부하(35)로 나뉘어 전원이 흐르더라도 상기 LED(34)가 점등되는 밝기에는 영향을 주지 않도록 설정되어야 한다.
상기 다수의 LED(34)들과 각각 병렬로 연결되는 상기 부하(35)로는 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 LED모듈인 제2LED(351)가 활용되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 제너다이오드(352)(Zener Diode)가 활용되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 제2저항기(353)가 활용될 수 있다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 부하(35)로 별도의 LED모듈인 제2LED(351)가 활용되는 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 LED(34)에 장애가 발생하여 전원(전류)이 흐를 수 없게 되는 경우에 그와 병렬로 연결되어 있는 상기 부하(35) 즉, 제2LED(351)를 통해 전원이 흐르게 되는 경우에도, 상기 제2LED(351)에 전원이 흐름에 따라 상기 제2LED(351)가 점등되게 되므로 특정 LED(34)의 장애 발생으로 인한 전체 LED램프의 밝기 저하 우려를 없앨 수 있게 된다. 상기 제너다이오드(352)는 주로 직류전원의 전압안정화를 위해 사용되는 정전압 소자이며, 상기 제2저항기(353)는 앞서 설명한 상기 저항기(33)와 동일한 구성이다.
또한, 상기 부하(35)가 회로를 구성하는 구조에 있어서는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2LED(351)와 제너다이오드(352)가 병렬로 연결되어 상기 LED(34)와 병렬회로를 구성하거나, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제2LED(351)와 제2저항기(353)가 병렬로 연결되어 상기 LED(34)와 병렬회로를 구성하거나, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제너다이오드(352)와 제2저항기(353)가 병렬로 연결되어 상기 LED(34)와 병렬회로를 구성하거나, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2LED(351), 제너다이오드(352) 및 제2저항기(353)가 병렬로 연결되어 상기 LED(34)와 병렬회로를 구성하는 구조로 형성될 수도 있다. 이러한 경우 상기 2 이상의 부하(35)들은 어느 하나의 부하(35)의 장애 발생에도 여분의 부하(35)가 기능을 발휘할 수 있게 되며, 임피던스의 설정에도 가변성을 갖게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 LED램프용 보호회로는 LED램프에 사용되며 직렬로 연결되는 다수의 LED(34)에 병렬로 다수의 부하(35)를 연결시킴으로써, LED(34)에 장애가 발생한 경우 병렬로 연결된 부하(35)를 통해 전류가 흐르게 하여 오픈 회로가 발생하는 것을 방지하며 특히, 상기 다수의 부하(35)가 상기 다수의 LED(34) 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되도록 하여 다수의 LED(34) 중 어느 하나의 LED(34)에 장애가 발생한 경우에도 다른 LED(34)들에는 계속적으로 전류가 공급되어 점등될 수 있도록 하고, 직렬로 연결된 LED(34)들 중 장애가 발생한 LED(34)의 확인 및 교체 작업도 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 특징을 갖게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
31: 전원 32: 정류기
33: 저항기 34: LED
35: 부하 351: 제2LED
352: 제너다이오드 353: 제2저항기
*종래 기술에 관련된 부호
11: 전원 12: 정류기
13: 저항기 14: LED

Claims (10)

  1. 전원과;
    상기 전원의 양단에 연결되는 정류기와;
    상기 정류기의 양단에 직렬로 연결되는 저항기 및 다수의 LED와;
    상기 다수의 LED에 병렬로 연결되는 다수의 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 부하는 각각 다수의 LED 각각에 대해 개별적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부하의 임피던스는 그와 병렬 연결된 상기 LED의 임피던스보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제2LED인 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제너다이오드인 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제2저항기인 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제2LED 및 제너다이오드가 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제2LED 및 제2저항기가 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제너다이오드 및 제2저항기가 상호 간에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 부하는 제2LED 및 제너다이오드 및 제2저항기가 모두 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED램프용 보호회로.
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