KR20140126101A - Led 램프 - Google Patents

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KR20140126101A
KR20140126101A KR20130044213A KR20130044213A KR20140126101A KR 20140126101 A KR20140126101 A KR 20140126101A KR 20130044213 A KR20130044213 A KR 20130044213A KR 20130044213 A KR20130044213 A KR 20130044213A KR 20140126101 A KR20140126101 A KR 20140126101A
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금호전기주식회사
박명구
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Abstract

본 발명의 일측면은 LED 어레이와, 상기 LED 어레이를 외부의 전원에 연결하기 위한 제1 내지 제4 커넥터 핀과, 상기 네 개의 커넥터 핀과 각각 연결되는 네 개의 접점을 갖도록 형성되며, 외부에서 입력되는 교류전류를 맥류로 변환하여 상기 LED 어레이에 공급하는 정류 회로부와, 상기 네 개의 커넥터핀과 상기 정류 회로부 사이에 형성되는 임피던스 변환부를 포함하며, 상기 임피던스 변환부는, 일단이 상기 제1 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제1 접점에연결되는 제1 소자와, 일단이 상기 제2 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제2 접점에 연결되는 제2 소자와, 일단이 상기 제3 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제3 접점에 연결되는 제3 소자, 및 일단이 상기 제4 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제4 접점에 연결되는 제4 소자를 포함하며, 상기 제1 내지 제4 소자 중 적어도 하나는 캐패시턴스가 약 0.1 ~ 0.5 ㎌ 인 캐패시터이며, 상기 적어도 하나의 캐패시터는 상기 제1 내지 제4 커넥터 핀 중에서 LED 어레이에 전원을 인가하는 두 개의 커넥터핀 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 램프를 제공할 수 있다.

Description

LED 램프{LED LAMP}
본 발명은 LED 램프에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래의 형광램프가 연결되는 안정기에 그대로 연결이 가능한 LED 램프에 관한 것이다.
기술의 발전에 따라, 과거 인디케이터 등의 소전력 지시등용으로 밖에 사용되지 못하던 LED(Light Emitting Diode)의 광효율이 실생활에 사용될 수 있을 만큼 향상되고 있다. 또한, LED는 다른 광원들과 달리 수은이 함유되지 않은 친환경 광원으로, 휴대 단말기용 백라이트, LCD TV용 백라이트, 차량용 램프, 및 일반 조명 등에 사용되는 차세대 광원으로 널리 각광을 받고 있다. 이에 따라, 지난 100여년 동안 조명의 주광원으로 사용되어 왔던 저전력 효율 특성을 갖는 백열등이나 수은 등의 환경 폐기물을 포함하고 있는 형광등이 LED 램프로 대체되기 시작하고 있다.
그러나, LED 램프의 경우, 백열등이나 할로겐 램프 등을 대체할 경우에는 그대로 교체가 가능하지만, 일반 조명의 주류를 이루고 있는 형광등을 대체할 경우에는 내부의 배선이나 등기구 자체를 바꾸거나 또는 전용 안정기를 별도로 설치하여야 되므로 시간적으로나 경제적으로 커다란 비용을 수반하게 한다. 이에 따라, 여러가지 측면에서 많은 장점을 가지고 있는 LED 형광램프가 아직까지 보급의 초기 단계에 머무르고 있다.
2013년 2월 한국 기술표준원은 "종래의 형광램프에 사용되는 안정기에 직접 연결이 가능한 호환형 LED 형광램프"의 기술기준에 대해 고시하였다. 기술표준원의 기술기준에서는 기존의 형광등 기구에 설치되어 있는 전자식 안정기에서 안정되게 동작을 하고, 재래식 쵸크방식의 안정기에서도 안정되게 동작하거나 아예 동작을 하지 않음으로써 LED 형광등이 비정상적으로 동작을 하지 않게 하는 것을 요구하고 있다.
본 발명은, 종래의 형광등을 LED 램프로 교체시 형광등용 안정기의 타입에 따라 LED 램프가 비정상적으로 작동하는 문제점을 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 일측면은 LED 어레이와, 상기 LED 어레이를 외부의 전원에 연결하기 위한 제1 내지 제4 커넥터 핀과, 상기 네 개의 커넥터 핀과 각각 연결되는 네 개의 접점을 갖도록 형성되며, 외부에서 입력되는 교류전류를 맥류로 변환하여 상기 LED 어레이에 공급하는 정류 회로부와, 상기 네 개의 커넥터핀과 상기 정류 회로부 사이에 형성되는 임피던스 변환부를 포함하며, 상기 임피던스 변환부는, 일단이 상기 제1 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제1 접점에연결되는 제1 소자와, 일단이 상기 제2 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제2 접점에 연결되는 제2 소자와, 일단이 상기 제3 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제3 접점에 연결되는 제3 소자, 및 일단이 상기 제4 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제4 접점에 연결되는 제4 소자를 포함하며, 상기 제1 내지 제4 소자 중 적어도 하나는 캐패시턴스가 약 0.1 ~ 1.0 ㎌ 인 캐패시터이며, 상기 적어도 하나의 캐패시터는 상기 제1 내지 제4 커넥터 핀 중에서 LED 어레이에 전원을 인가하는 두 개의 커넥터핀 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 램프를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 형광램프용 전자식 안정기에 연결되는 경우에는 정상적으로 작동하나, 종래의 쵸크방식의 자기식 안정기에 연결될 때에는 LED 램프에 전류 흐름을 차단할 수 있는 LED 램프를 얻을 수 있다.
이러한 LED 램프는, 특히 오접속 등의 여러가지 요인에 의하여 램프를 가정용의 저주파 상용 전원에 직접 또는 쵸크식 안정기를 통하여 연결할 경우 LED 램프의 이상작동을 차단하여 LED 램프 및 안정기의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 LED 램프의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프가 하프브릿지형 인버터에 직렬공진회로를 연결한 것과 같이 구성된 전자식 형광등 안정기에 연결된 구조를 나타내는 회로도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 LED 램프가 쵸크식 안정기에 연결된 구조를 나타내는 회로도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 램프의 구성도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 램프의 구성도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 LED 램프(100)의 회로도이다.
본 실시형태에 따른 LED 램프(100)는, 네 개의 커넥터 핀(111,112,113,114), LED 어레이(120), 정류회로부(130) 및 임피던스 변환부(140)를 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 LED 램프(100)는 종래에 사용되던 형광등용 안정기에 연결되도록 종래의 형광램프용 등기구에 그대로 사용할 수 있는 LED 램프에 관한 것으로서, 그 외관은 종래의 형광등의 소켓인 2-pin 형태의 G13 베이스를 사용한 형광램프와 동일할 수 있다. 여기서 종래의 형광등 소켓이란, 커넥터 핀이 양측에 2 개씩 형성된 튜브타입 형광등용의 G13 베이스 및 커넥터가 일측에 모두 형성된 FPL 타입의 2G11베이스를 포함한다. 따라서, 상기 4개의 커넥터 핀(111, 112, 113, 114)은 종래 형광등용 등기구에 그대로 삽입되어 LED 램프를 전원 및 형광등용 안정기에 연결하는 역할을 할 수 있다.
LED 어레이(120)는, 복수개의 LED 가 직렬로 연결된 구조일 수 있다. 또한 상기 직렬로 연결된 LED의 조합이 복수개 병렬로 연결된 구조일 수도 있다.
상기 LED 어레이(120)의 일단에는 인덕터(LA)가 연결될 수 있다. 상기 인덕터(LA) 값을 조절하면 상기 LED 어레이에 흐르는 전류를 미세하게 제어할 수 있다.
정류회로부(130)는, 상기 LED 어레이(120) 및 상기 네 개의 커넥터 핀(111, 112, 113, 114) 사이에 형성되어 외부에서 입력되는 교류전류를 맥류로 변환하여 상기 LED 어레이에 공급할 수 있다.
종래의 방전관 형태의 형광램프는 극성이 없이 상용 AC 전원 또는 고주파 AC 전원을 인가받아 작동하였으나, 본 실시형태에 따른 LED 램프에 사용되는 LED 어레이(120)는 극성을 가지고 있으며 직류전원에 의해 작동하므로, 종래의 형광램프용 안정기에 직접 연결하여 LED 램프를 작동시키기 위해서는 이러한 정류회로부가 필수적으로 요구된다. 또한, 상기 4 개의 커넥터 핀 각각이 별도의 극성 표시가 되어 있지 않고, 입력되는 교류전압의 위상변화와 무관하게 LED 램프를 안정적으로 동작되도록 하기 위해 4개의 커넥터핀 각각의 방향에서 대칭성을 갖도록 구현될 수 있다.
본 실시형태에서 정류회로부(130)는 복수개의 다이오드를 배열함으로서 형성될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 정류 회로부(130)는, 애노드가 상기 제1 커넥터핀(111)측에 연결되며 캐소드는 상기 LED 어레이(120)의 일측에 연결되는 제1 다이오드(D1),애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제2 커넥터핀(112)측에 연결되는 제2 다이오드(D2), 애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제3 커넥터핀(113)측에 연결되는 제3 다이오드(D3), 애노드가 상기 제4 커넥터핀(114)측에 연결되며 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되는 제4 다이오드(D4), 애노드가 상기 제3 다이오드의 애노드측에 연결되며 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드측에 연결되는 제5 다이오드(D5), 애노드는 상기 제3 다이오드의 캐소드 측에 연결되며 캐소드는 상기 제1 다이오드의 캐소드 측에 연결되는 제6 다이오드(D6), 애노드는 상기 제2 다이오드의 애노드측에 연결되며 캐소드는 상기 제4 다이오드의 애노드측에 연결되는 제7 다이오드(D7) 및 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드측에 연결되며 캐소드는 상기 제4 다이오드의 캐소드측에 연결되는 제8 다이오드(D8)를 포함할 수 있다.
이러한 제1 내지 제8다이오드의 배열을 이용하여 정류회로부를 형성함으로써 상기 제1 내지 제4 커넥터핀 사이에 대칭성을 갖도록 하여 상기 4 개의 커넥터 핀 각각이 별도의 극성 표시가 되어 있지 않더라도, 입력되는 교류전압의 위상변화와 무관하게 LED 램프를 안정적으로 동작되도록 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기 정류 회로부(130)는, 애노드가 상기 제1 다이오드의 캐소드측에 연결되고 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되는 제9 다이오드(D9), 애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제2 다이오드의 애노드측에 연결되는 제10 다이오드(D10), 애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제3 다이오드의 애노드측에 연결되는 제11 다이오드(D11), 애노드가 상기 제4 다이오드의 캐소드측에 연결되며 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되는 제12 다이오드(D12)를 더 포함할 수 있다.
임피던스 변환부(140)는, 상기 네 개의 커넥터핀과 상기 정류 회로부(120) 사이에 형성될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 스위칭 변환부(140)는 네 개의 커넥터핀 각각에 연결되는 커패시터(C1, C2, C3, C4)를 포함할 수 있다. 상기 네 개의 커패시터(C1 내지 C4) 중 적어도 하나는 약 0.1 ~ 1.0 ㎌ 의 커패시턴스를 가질 수 있다. 상기 커패시턴스값은, 현재 상용되고 있는 형광램프용 전자식 안정기 내부의 커패시턴스값(약 0.0047 ~ 0.0068 ㎌) 보다는 매우 큰 값으로서 전자식 안정기와 연결시 LED 램프 내부의 임피던스를 무시할 수 있을 정도가 된다. 또한, 상기 LED 램프가 저주파 사용 전원에 연결시에는 상기 커패시턴스 값은 상당한 크기의 임피던스값을 갖게 되므로 실질적으로 저항 역할을 하여 LED 램프에 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
상기 임피던스 변환부(140)는 상기 네 개의 커넥터핀을 통해 전원이 인가되면 상기 LED 램프(100) 내부에 흐르는 전류를 제어하는 임피던스를 형성하며, 상기 LED 램프가 기존의 전자식 형광램프용 안정기에 접속되어 LED 램프에 입력되는 전원이 고주파인 경우에는 임피던스가 쇼트(short)로 보이고, 상기 LED 램프가 종래의 쵸크방식의 자기식 안정기에 연결되어 LED 램프에 입력되는 전원이 저주파인 경우에는 오픈(open)된 것처럼 보임으로써 인가되는 전원의 주파수에 따라 스위치와 같은 역할을 할 수 있다. 이처럼 상기 임피던스 변환부(140)가 스위치 역할을 하기 위해서는, 상기 LED 램프가 고주파 동작을 하는 전자식 안정기에 연결될 때는 도 2에서 보인 바와 같이 전자식 안정기의 내부에 들어있는 직렬공진용 캐패시터 C와 직렬로 연결되며, 상기 LED 램프가 저주파 동작을 하는 쵸크식 안정기에 연결될 때는 도 3에서 보인 바와 같이 LED 램프 내부의 임피던스를 결정할 수 있는 적어도 하나의 캐패시터를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는 네 개의 캐패시터를 갖는 구조로 도시하였으나, 전원 입출력단과 LED 램프 사이의 폐루프 상에 적어도 하나의 캐패시터가 형성되면 스위칭 역할을 할 수 있다. 입력 전원의 주파수 특성의 변동에 따른 임피던스 변환부의 작동은 도 2 및 도 3에서 구체적으로 설명하겠다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 램프(200)가 하프브릿지형 인버터에 직렬공진회로를 연결한 것과 같이 구성된 전자식 형광등 안정기에 연결된 구조를 나타내는 회로도이다.
본 실시형태에 따른 LED 램프(200)는 상기 도 1에 도시된 실시형태의 LED 램프(100)에 비해 임피던스 변환부에 제5 인덕터(L5) 및 제6 인덕터(L6)를 더 포함할 수 있으며, LED 램프 외부의 인덕터 L 및 캐패시터 C, C0는 전자 안정기 내부의 직렬 공진회로를 구성하는 소자들이다.
여기에서 제2 커넥터핀(212)과 제4 커넥터핀(214) 사이에 전자안정기로부터의 고주파 AC 전원이 인가된다고 가정하면 LED 램프를 통해 흐르는 전류의 경로는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
우선, 하프브릿지방식 인버터의 초기구동직렬공진은 L-C2-L5-C1-C-C3-L6-C4의 경로로 이루어지게 되며 이때의 직렬공진 캐패시터 C의 양단에 유기되는 공진전압에 있어서, L5 및 L6는 상대적으로 작은 인덕턴스이므로 이를 쇼트(short)로 보고 무시하면, 제1 커넥터핀(211)에 인가되는 전압이 제3 커넥터핀(213)에 대하여 (+) 전위가 되는 구간에는 C1-D1-D9-LED어레이(220)-D11-D3-C3, C1-D1-D9-LED 어레이(220)-D10-D7-C3, C1-D8-D12-LED 어레이(220)-D11-D3-C3 및 C1-D8-D12-LED어레이(220)-D10-D7-C3의 복합경로로 전류가 흐르게 되고, 반대로 제1 커넥터핀(211)에 인가되는 전압이 제3 커넥터핀(213)에 대하여 (-) 전위가 되는 구간에는 C3-D6-D9-LED어레이(220)-D11-D5-C1, C3-D6-D9-LED어레이(220)-D10-D2-C1, C3-D4-D12-LED어레이(220)-D10-D2-C1, 및 C3-D4-D12-LED어레이(220)-D11-D5-C1의 복합 경로로 전류가 흐르게 된다.
여기에서 LED 램프의 내부에 사용된 캐패시터(C1 내지 C4)의 값이 전자안정기 내부의 직렬공진 캐패시터 C 값에 비해 아주 크다고 가정하고, C1 내지 C4 의 값을 Ca라 하면 C와 C1 내지 C4로 이루어진 회로에서 복합 캐패시턴스 Cr은 아래와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기에서 Ca >> C 이므로,
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
가 된다.
따라서, C1 내지 C4 가 직렬공진 회로에 직렬로 삽입되어도 전체 회로의 공진 주파수 f 는 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00006
수학식 1에서 보인 바와 같이
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
로써 값은 거의 바뀌지 않아 전자 안정기의 공진주파수는 거의 변하지 않으며 따라서 전자안정기의 정상동작에는 별다른 영향을 미치지 않는다.
본 실시예에 사용된 전자식 안정기는 현재 형광램프용 안정기로 주로 사용되고 있는 제품을 사용할 수 있으며, 그 동작 주파수는 주로 40~60KHz의 고주파 영역이며, 전자식 안정기 내부의 캐패시턴스(C)는 0.0047 ~ 0.0068 ㎌ 일 수 있다. 이때, 상기 LED 램프 내부의 캐패시터(C1 내지 C4)의 캐패시턴스는 약 0.1~1.0 ㎌ 일 수 있다. 즉, LED 램프 내부의 캐패시턴스가 전자식 안정기 내부의 캐패시턴스보다 상대적으로 매우 크므로, 상기 LED 램프 내부 캐패시터(C1 내지 C4)의 임피던스는 무시될 정도로 작게 보이게 되며, 따라서 전체 회로에서 상기 LED 램프 내부의 캐패시터(C1 내지 C4)는 쇼트(short)된 것으로 간주하여도 LED 램프의 동작에는 거의 영향을 미치지 않는다. 상기 캐패시터(C1 내지 C4)의 캐패시턴스가 약 0.1 ㎌ 보다 현저히 작은 경우에는 전자식 안정기 내부의 캐패시턴스와의 상호 작용에 의해 전체 공진주파수에 영향을 줄 수 있다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 LED 램프가 쵸크식 안정기에 연결된 구조를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 입력전압의 (+) 주기에서는 스타터램프(S)는 오픈된 상태와 같으므로, 전류는 C2-D8-D12-LED어레이(320)-D10-D7-C4, C2-D8-D12-LED어레이(320)-D11-D3-C4, C2-D1-D9-LED어레이(320)-D10-D7-C4, 및 C2-D1-D9-LED어레이(320)-D11-D3-C4 의 복합 경로로 흐르게 된다. 이 경우에, 인가되는 전원이 일반의 상용전원과 같이 50/60Hz 의 저주파 전원이라면 임피던스 변환부의 캐패시터 C1 내지 C4의 캐패시턴스를 Ca 라 놓으면 이들 캐패시터의 복합 임피던스 값 Z1은 아래와 같다.
Figure pat00010
여기서 ω는 입력 전원의 각속도를 나타내며
Figure pat00011
로 쓸 수 있으므로 ω는 입력 주파수 f 의 함수가 된다.
LED 램프에 흐르는 전체 전류를 제어하는 복합 임피던스 Z2는 2개의 Ca가 직렬로 연결된 것과 같이 나타낼 수 있으므로 아래와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00012
C1 내지 C4로 이루어진 임피던스 변환부에 0.1 ㎌ 정도의 캐패시터를 사용할 경우 그 임피던스의 절대값은 약 53 KΩ 정도의 값을 가지므로, 220V/60Hz 의 상용 전원을 인가시 LED램프에 흐르는 전류는 LED어레이(320)에서의 전압강하를 무시하더라도 최대 0.4 mA 정도의 미세 전류밖에 흐르지 못한다. 결과적으로 실제에 있어서는 인가주파수의 특성에 따라 본 임피던스 변환부가 인가 주파수에 따라 온-오프 동작을 하는 스위치로써의 역할을 할 수 있다. 상기 캐패시터(C1 내지 C4)의 캐패시턴스를 1.0 ㎌ 보다 현저히 크게 형성하는 경우에는 소자의 크기 및 비용이 증가하고, 저주파의 상용전원이 인가시 임피던스 증가에 따라 LED 램프 전체회로에서의 누설전류값이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 캐패시터(C1 내지 C4)의 캐패시턴스는 약 0.1 ~ 1.0 ㎌ 정도에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 상기 임피던스 변환부(C1, C2, C3, C4)를 제거하고 정류회로부 및 LED 어레이만으로 형성된 LED 램프를 상기 쵸크 트랜스를 사용한 스타터 방식의 안정기에 연결한 경우, 상기 LED 어레이의 직렬접속된 LED 갯수가 입력전압의 피크치를 견딜 수 있을 만큼 아주 많지 않으면 전류제어 소자가 없음으로 인해 LED 어레이로 과다 전류가 흐르게 되어 LED 어레이가 파괴될 위험이 있다. 본 실시예에서 상기 임피던스 변환부를 구성하는 캐패시터(C1 내지 C4)는 저주파 입력전원에 대해 큰 임피던스를 갖게 되므로 50/60Hz의 상용전원을 직접 LED 램프에 연결시에도 과다전류에 의한 LED 램프의 소손을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 램프의 회로도이다.
본 실시형태는 도 1의 실시형태와 비교하여 임피던스 변환부가 다르게 구성되어 있다. 즉, 두 개의 커넥터핀(411, 412)에는 캐패시터(C1, C2)가 연결되고, 다른 쪽의 두 개의 커넥터핀(413, 414)에는 인덕터(L3, L4)가 연결되고, 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2) 사이에는 제5 인덕터(L5), 제3 인덕터(L3)와 제4 인덕터(L4) 사이에는 제6 캐패시터(C6)가 연결될 수 있다.
본 실시형태의 LED 램프가 도 2와 같이 전자식 안정기에 연결되는 경우에는 상기 캐패시터(C1, C2, C6)는 전자식 안정기 내부의 캐패시터와 직렬로 연결되는 구조로 되며, 상기 인덕터(L3, L4, L5)는 전자안정기 내부의 인덕터 L과 직렬로 연결되는 구조로 되어 이 때의 공진회로의 기본 구성은 상기 캐패시터 및 인덕터들이 직렬로 연결된 회로를 구성하게 된다. 여기서 상기 캐패시터(C1, C2, C6)의 캐패시턴스를 Cb라 놓고 상기 인덕터(L3, L4, L5)의 인덕턴스를 Lb라 놓으면 Cb 의 값이 전자식 안정기 내부의 캐패시턴스 C 보다 매우 크다면 상기 캐패시터(C1, C2, C6)는 쇼트로 간주될 수 있다. 따라서 전자 안정기와 LED램프 의해 이루어지는 공진 회로의 복합 인덕턴스 값을 Lrr, 복합 캐패시턴스를 Crr이라 놓으면 아래와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
따라서, 수학식 6에 나타낸 바와 같이 공진 복합 캐패시턴스 값 Crr은 거의 변하지 않으면서, L3 내지 L5의 인덕턴스 값 Lb를 변화시킴에 따라 Lrr 값을 변화시킬 수 있고 따라서 LED 램프에 흐르는 전류를 임의로 제어할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 LED 램프가 도 3과 같이 저주파 특성의 상용전원을 사용하는 쵸크식 안정기에 연결되는 경우에는 상기 캐패시터(C2, C6)가 LED 램프 전류의 폐루프 상에 위치하고, 상기 캐패시터의 용량에 의해 LED 램프 내부의 임피던스가 매우 커지게 되므로 상기 LED 램프에 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 램프의 회로도이다.
본 실시형태는 도 1의 실시형태와 비교하여 임피던스 변환부가 다르게 구성되어 있다. 즉, 두 개의 커넥터핀(511, 512)에는 각각 인덕터(L1, L2)가 연결되고, 다른 쪽의 두 개의 커넥터핀(513, 514)에는 각각에 캐패시터(C3, C4)가 연결될 수 있다. 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2) 사이에는 제5 캐패시터(C5)가 연결되고, 제3 캐패시터(C3)와 제4 캐패시터(C4) 사이에는 제6 인덕터(L6)가 연결될 수 있다.
본 실시형태의 LED 램프가 도 2와 같이 전자식 안정기에 연결되는 경우에는 상기 캐패시터(C5, C3, C4)는 전자식 안정기 내부의 캐패시터와 직렬로 연결되는 구조로 되며 이때, 상기 인덕터(L1, L2, L6)는 전자안정기 내부의 인덕터 L과 직렬로 연결되는 구조로 되고, 이 때의 공진회로의 기본 구성은 상기 도 4의 실시형태에서와 동일하며 실제 동작에 있어서도 도 4의 회로와 동일하게 동작할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
111, 112, 113, 114 : 커넥터 핀
120 : LED 어레이 130 : 정류회로부
140 : 임피던스 변환부

Claims (7)

  1. LED 어레이;
    상기 LED 어레이를 외부의 전원에 연결하기 위한 제1 내지 제4 커넥터 핀;
    상기 네 개의 커넥터 핀과 각각 연결되는 네 개의 접점을 갖도록 형성되며, 외부에서 입력되는 교류전류를 맥류로 변환하여 상기 LED 어레이에 공급하는 정류 회로부;
    상기 네 개의 커넥터핀과 상기 정류 회로부 사이에 형성되는 임피던스 변환부
    를 포함하며,
    상기 임피던스 변환부는,
    일단이 상기 제1 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제1 접점에연결되는 제1 소자;
    일단이 상기 제2 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제2 접점에 연결되는 제2 소자;
    일단이 상기 제3 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제3 접점에 연결되는 제3 소자; 및
    일단이 상기 제4 커넥터핀에 연결되고 타단은 상기 정류회로부의 제4 접점에 연결되는 제4 소자;
    를 포함하며,
    상기 제1 내지 제4 소자 중 적어도 하나는 캐패시턴스가 약 0.1 ~ 1.0 ㎌ 인 캐패시터이며,
    상기 적어도 하나의 캐패시터는 상기 제1 내지 제4 커넥터 핀 중에서 LED 어레이에 전원을 인가하는 두 개의 커넥터핀 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정류 회로부는,
    애노드가 상기 제1 접점에 연결되며 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되는 제1 다이오드;
    애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제2 접점에 연결되는 제2 다이오드;
    애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제3 접점에 연결되는 제3 다이오드;
    애노드가 상기 제4 접점에 연결되며 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되는 제4 다이오드;
    애노드가 상기 제3 다이오드의 애노드측에 연결되며 캐소드는 상기 제1 접점에 연결되는 제5 다이오드;
    애노드는 상기 제3 접점에 연결되며 캐소드는 상기 제1 다이오드의 캐소드 측에 연결되는 제6 다이오드;
    애노드는 상기 제2 다이오드의 애노드측에 연결되며 캐소드는 상기 제4 접점에 연결되는 제7 다이오드; 및
    애노드는 상기 제2 접점에 연결되며 캐소드는 상기 제4 다이오드의 캐소드측에 연결되는 제8 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정류 회로부는,
    상기 제1 내지 제4 다이오드와 LED 어레이 사이에 각각 형성되는 제9 내지 제12 다이오드를 더 포함하며,
    상기 제9 다이오드는 애노드가 상기 제1 다이오드의 캐소드측에 연결되고 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되고,
    상기 제10 다이오드는 애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제2 다이오드의 애노드측에 연결되고,
    상기 제11 다이오드는 애노드가 상기 LED 어레이의 타측에 연결되며 캐소드는 상기 제3 다이오드의 애노드측에 연결되고,
    상기 제12 다이오드는 애노드가 상기 제4 다이오드의 캐소드측에 연결되며 캐소드는 상기 LED 어레이의 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 소자가 모두 캐패시턴스가 약 0.1 ~ 1.0 ㎌ 인 캐패시터인 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접점과 제2 접점 사이에 연결되는 제5 소자; 및
    상기 제3 접점과 제4 접점 사이에 연결되는 제6 소자
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제6 소자가 캐패시터이고,
    상기 제3, 제4 및 제5 소자가 인덕터인 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제6 소자가 인덕터이고,
    상기 제3, 제4 및 제5 소자가 캐패시터인 것을 특징으로 하는 LED 램프.
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