KR20160075432A - 무잔상 엘이디 조명 장치 및 엘이디 조명 장치 잔상 제거 방법 - Google Patents

무잔상 엘이디 조명 장치 및 엘이디 조명 장치 잔상 제거 방법 Download PDF

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KR20160075432A
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Abstract

본 발명은 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 사용하는 엘이디 조명 장치에서 교류 전원 스위치 차단 후 발생하는 잔상을 제거한 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 복수의 엘이디(LED) 광원을 포함하는 엘이디 조명 장치에 있어서, 적어도 10개 이상의 엘이디(LED) 광원을 직렬로 연결하여 직렬 엘이디 어레이(serial LED array)를 형성하고, 상기 직렬 엘이디 어레이에 포함된 엘이디(LED) 광원을 단일 또는 복수개씩 그룹 지어 각 그룹의 엘이디(LED) 광원에 잔상 제거 저항을 병렬로 연결함으로써 엘이디 소등시 엘이디 양단에 잔류하는 부유 전하를 저항열로 제거하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

무잔상 엘이디 조명 장치 및 엘이디 조명 장치 잔상 제거 방법{AFTER IMAGE ELIMINATED LED ILLUMINATION LAMP AND AFTER IMAGE ELIMINATING METHOD FOR LED ILLUMINATION LAMP}
본 발명은 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 사용하는 엘이디 조명 장치에서 교류 전원 스위치 차단 후 발생하는 잔상을 제거한 무잔상 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.
한국공개특허공보 공개번호 10-2014-0097284호 등에는 10개 이상의 엘이디를 직렬 연결하고, 30볼트 이상의 고전압 직류(DC)을 인가하여 순방향 전류가 매우 낮은 상태로 동작하는 엘이디 조명 장치가 소개되고 있다. 이렇게 할 경우 엘이디 조명 장치의 발열량을 줄이고 효율을 높일 수 있다. 상용 교류(AC)를 A-D컨버터에 의하여 고압의 직류로 변환한 전원장치를 이들 고전압 엘이디 조명 장치의 전원으로 사용한다. 이때, 엘이디와 A-D컨버터는 등기구에 조립되고 엘이디 조명 장치의 점등 및 소등을 위한 스위치는 상용 교류 공급선 중 한 선에 연결된다. 일반적으로 실내 배선은 단상 2선식의 배선을 하는데, 2선 가운데 1선은 전압선이고 다른 1선은 중성선이다. 중성선은 변압기 사고로 고압측이 저압측(실내 배선)으로 흘러들어갈 경우의 안전을 위하여 접지하고 있다.
엘이디 조명 장치의 점소등용 스위치가 전압선에 연결되지 않고 중성선에 연결될 경우, 점소등용 스위치가 열린 직후 또는 소등된 직후, A-D컨버터의 접지단자는 접지선에서 연결되지 않고 입력단자에는 상용 교류의 전압선이 연결되어, A-D컨버터로 부터 엘이디 어레이측으로 미세한 방전이 일어나고 이로 인해 소등된 상태에서도 엘이디가 미세한 점멸 상태를 유지하는 잔상 현상이 일어난다. 이러한 잔상 현상은 직렬로 연결한 엘이디 개수가 늘어나고 사용하는 직류 전압이 커질 수록 더 심해진다.
본 발명은 상술한 엘이디(LED)를 광원으로 사용 하는 조명 장치의 잔상 현상을 제거하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 엘이디 조명 장치 소등 후 엘이디 양단에 표류하는 부유 전하의 전기에너지를 열로 방출하여 소등후 잔상 현상을 제거한 무잔상 엘이디 조명 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 과제는, 복수의 엘이디(LED)를 광원으로 포함하는 엘이디 조명 장치에 있어서,
적어도 10개 이상의 엘이디(LED) 광원을 직렬로 연결하여 직렬 엘이디 어레이(serial LED array)를 형성하고, 상기 직렬 엘이디 어레이에 포함된 엘이디(LED) 광원을 단일 또는 복수개씩 그룹 지어 각 그룹의 엘이디(LED) 광원에 잔상 제거 저항을 직접 병렬로 연결함으로써 엘이디 소등시 엘이디 양단에 잔류하는 전하를 저항열로 제거하게 함으로써 해결할 수 있다.
상기 직렬 엘이디 어레이에는 12개, 또는 24개, 또는 36개의 엘이디가 포함되고, 이들 엘이디는 2개 또는 3개씩 그룹 지어 각 그룹의 엘이디(LED) 광원에 잔상 제거 저항을 직접 병렬로 연결하는 것이 바람직하다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 소등 후 직렬로 연결된 1개 내지 3개의 엘이디와 잔상 제거 저항간에 회로가 형성되어 부유 전하의 순환 경로가 형성되고, 부유 전하의 전기에너지는 잔상 제거 저항에서 열에너지로 바뀌게 되므로 엘이디 어레이에 부유하는 전하를 빠르게 제거하여 소등 후 잔상 현상을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 1개의 엘이디(LED) 광원을 그룹지어 잔상 제거 저항을 연결한 엘이디 조명 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 2개의 엘이디(LED) 광원을 그룹지어 잔상 제거 저항을 연결한 엘이디 조명 장치의 회로도이다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 3개의 엘이디(LED) 광원을 그룹지어 잔상 제거 저항을 연결한 엘이디 조명 장치의 회로도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무잔상 엘이디 조명 장치의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에는, 12개의 엘이디(D) 광원을 직렬로 연결하여 직렬 엘이디 어레이(a1 ~ a6)를 형성하고, 이렇게 형성된 직렬 엘이디 어레이(a1 ~ a6) 6개를 A-D컨버터(3)의 출력단에 병렬로 연결한 경우를 예시적으로 도시하였다. 도 1 내지 도 3에서와 같이, 직렬 엘이디 어레이를 구성하는 엘이디(D) 광원 개수가 12개일 때는 DC출력이 36V인 A-D컨버터(3)를 사용한다. 도면에 도시하지 않았지만, 본 발명에 따른 직렬 엘이디 어레이는 24개 또는 36개의 엘이디(LED) 광원을 포함할 수 있다. 24개의 엘이디(D) 광원으로 직렬 엘이디 어레이를 구성할 경우에는 DC출력이 72V인 A-D컨버터(3)를 사용하고, 36개의 엘이디(D) 광원으로 직렬 어레이를 구성할 경우 DC출력이 108V인 A-D컨버터(3)를 사용한다. 상기 A-D컨버터로 공지의 스윙치 모드 파워 서플라이디(SMPS)를 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 복수의 엘이디(LED) 광원을 포함하는 엘이디 조명 장치 가운데서, 특히, 적어도 10개 이상의 엘이디(D) 광원을 직렬로 연결하여 직렬 엘이디 어레이(serial LED array)를 형성한 엘이디 조명 장치에 적용될 수 있다. 12개, 24개 또는 36개의 엘이디(LED) 광원을 직렬로 연결하여 조명 장치를 구성할 경우, 각 엘이디(D) 광원에 인가되는 전압은 3V여야 하므로 조명 장치에 공급되는 전압은 30V 이상의 고압 직류전압이어야 한다. 따라서, 상용 교류의 중립선에 연결한 소등 스위치가 열려 조명 장치가 소등되면 엘이디(LED) 광원에 흐르는 정상 전류는 차단되지만 접지를 통해 방출되지 못한 부유 전하에 의하여 소등 직후 엘이디(D) 광원에 잔상이 발생하게 되는데, 본 발명은 이 부유 전하를 효과적으로 제거하여 소등 직후 엘이디(D)의 잔상을 직접적으로 즉시 없애 준다.
본 발명의 특징은 상기 직렬 엘이디 어레이(a1 ~ a6)에 포함된 엘이디(D) 광원을 단일 또는 복수개씩 그룹 지어 각 그룹의 엘이디(D) 광원에 잔상 제거 저항(R)을 병렬로 연결함으로써 엘이디 소등시 엘이디 양단에 잔류하는 부유 전하를 저항열로 제거함으로써 소등 직후 발생하는 잔상을 순간적으로 소멸시키는 데 있다. 도 1은 1개의 엘이디(LED) 광원을 하나의 그룹(g1 ~ g12)으로 그룹 지어 각 그룹(g1 ~ g12)의 엘이디(LED) 광원에 병렬로 잔상 제거 저항(R)을 병렬로 연결하여 회로를 구성한 경우를 보여주고, 도 2는 2개의 엘이디(LED) 광원을 하나의 그룹(g1 ~ g6)으로 그룹 지어 각 그룹(g1 ~ g6)의 엘이디(LED) 광원에 병렬로 잔상 제거 저항(R)을 병렬로 연결하여 회로를 구성한 경우를 보여주고, 도 3은 3개의 엘이디(LED) 광원을 하나의 그룹(g1 ~ g6)으로 그룹 지어 각 그룹(g1 ~ g6)의 엘이디(LED) 광원에 병렬로 잔상 제거 저항(R)을 병렬로 연결하여 회로를 구성한 경우를 보여준다. 4개 이상의 조명용 엘이디(LED) 광원을 그룹지어 잔상 제거 저항(R)을 연결할 경우에는 부유 전하량이 많아 잔상 제거가 지연된다.
상기 잔상 제거 저항(R)으로는 1KΩ ~ 100KΩ의 저항을 사용할 수 있지만, 실험적으로, 도 2에서와 같이 2개의 엘이디(D) 광원을 그룹 지어 잔상 제거 저항(R)을 병렬로 연결할 때는 3KΩ - 4KΩ의 저항을 사용하는 것이 바람직하고, 도 3에서와 같이 3개의 엘이디(D) 광원을 그룹 지어 잔상 제거 저항(R)을 병렬로 연결할 때는 4KΩ - 5KΩ의 저항을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 2개 또는 3개의 엘이디(LED) 광원을 복수로 그룹 지어 적절히 선택된 오옴(Ω)의 잔상 제거 저항(R)을 병렬 연결할 경우 저항 개수를 줄이면서도 효과적인 잔상 제거 효과를 얻을 수 있다. 1KΩ 미만의 저항을 연결할 경우, 점등시 엘이디(LED) 광원에 흐르는 전류량이 지나치게 줄어 밝기가 떨어지고 100KΩ을 초과하는 저항을 연결할 경우 잔상 제거 시간이 길어진다.
도 1 내지 도 3에서, 점소등 스위치가 닫히면(on 되면) A-D컨버터는 상용 교류 전원 입력을 DC 36V 전압으로 변환하여 서로 병렬로 연결된 직렬 엘이디 어레이(a1 ~ a6) 양단에 공급하고, 각 직렬 에이디 어레이(a1 ~ a6)에는 36V가 인가되므로, 모든 엘이디(D) 광원에 전류가 정상적으로 흘러 점등된다. 이 상태에서 점소등 스위치가 열리면(off 되면), A-D컨버터(3)의 (-)단은 접지에서 떨어지고, A-D컨버터(3)의 (+)단에는 여전히 상용 교류 전원(7)의 전압선이 연결되어, 직렬 엘이디 어레이(a1 ~ a6)를 구성하는 엘이디(D) 양단에 부유 전하가 전위차를 두고 불균일하게 방전되고 그 결과 미세 전류가 흘러 엘이디(D) 광원에서 잔상이 발생할 수 있지만, 이들 엘이디(D) 광원에 병렬 연결된 잔상 제거 저항(R)에 부유 전하가 흘러들면서 전하의 전기 에너지가 열로 방출되고, 부유 전하는 순식간에 소멸한다. 따라서, 엘이디 조명 장치 소등 후 나타날 수 있는 잔상 현상을 효과적으로 차단할 수 있는 것이다.
1 : 기판 3 : A-D컨버터
5 : 점소등 스위치 7 : 상용 교류 전원
a1 ~ a6 : 직렬 엘이디 어레이 D : 엘이디
g1 ~ g6 : 엘이디 그룹 R : 잔상 제거 저항

Claims (5)

  1. 복수의 엘이디(LED)를 전기적으로 연결하여 광원(光源)으로 사용하는 엘이디 조명 장치에 있어서,
    상기 엘이디 조명 장치를 구성하는 각 엘이디(LED) 광원에의 전원 차단시에 엘이디(LED) 광원에 잔류하는 잔상을 없앨 수 있는 저항값을 가진 잔상 제거 저항을, 상기 엘이디 조명 장치를 구성하는 모든 엘이디(LED) 광원에 직접 병렬로 연결한 것을 특징으로 하는 무잔상 엘이디 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘이디 조명 장치를 구성하는 모든 엘이디(LED) 광원을 복수개씩 그룹 지어, 각 엘이디 그룹에 속하는 엘이디(LED) 광원은 모두 직렬로 연결하고, 상기 잔상 제거 저항은 상기 엘이디 그룹의 양단에 연결된 엘이디(LED)광원에 1개씩 전기적으로 연결하고, 잔상 제거 저항의 저항값은 각 그룹에 속하는 모든 엘이디(LED) 광원의 잔상을 없앨 수 있는 저항값으로 조정한 것을 특징으로 하는 무잔상 엘이디 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    2개의 엘이디(LED) 광원을 1개의 엘이디 그룹에 포함시킬 때는 상기 잔상 제거 저항으로 3KΩ - 4KΩ의 저항을 사용하고, 3개의 엘이디(LED) 광원을 1개의 엘이디 그룹에 포함시킬 때는 상기 잔상 제거 저항으로 4KΩ - 5KΩ의 저항을 사용하는 것을 특징으로 하는 무잔상 엘이디 조명 장치.
  4. 적어도 10개 이상의 엘이디(LED)를 광원으로 사용하는 엘이디 조명 장치의 잔상 제거 방법으로서,
    상기 엘이디 조명 장치를 구성하는 모든 엘이디(LED) 광원에 직접 병렬로, 상기 엘이디 조명 장치를 구성하는 각 엘이디(LED) 광원에의 전원 차단시에 엘이디(LED) 광원에 잔류하는 잔상을 없앨 수 있는 저항값을 가진 잔상 제거 저항을 전기적으로 연결한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 장치 잔상 제거 방법.
  5. 적어도 10개 이상의 엘이디(LED) 광원을 직렬로 연결하여 엘이디 어레이를 구성하는 단계;
    엘이디 어레이에 포함된 모든 엘이디(LED) 광원을 복수개씩 그룹 짖는 엘이디 그룹 형성 단계;
    전원 차단 후 각 엘이디 그룹을 구성하는 모든 엘이디(LED) 광원에 잔류하는 잔상을 없앨 수 있는 저항값을 가진 잔상 제거 저항을 모든 엘이디 그룹의 양단에 직접 병렬로 연결하는 단계;를 포한하는 엘이디 조명 장치 잔상 제거 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220086218A (ko) * 2020-12-16 2022-06-23 주식회사 리치룩스 수명을 향상시킨 센서등

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