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KR100902035B1 - 엘이디 형광등 점등제어장치 - Google Patents

엘이디 형광등 점등제어장치 Download PDF

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KR100902035B1 KR1020090019186A KR20090019186A KR100902035B1 KR 100902035 B1 KR100902035 B1 KR 100902035B1 KR 1020090019186 A KR1020090019186 A KR 1020090019186A KR 20090019186 A KR20090019186 A KR 20090019186A KR 100902035 B1 KR100902035 B1 KR 100902035B1
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Abstract

본 발명은 전기를 절전할 수 있고, 엘이디의 사용 수명을 연장할 수 있고, 구조가 간단하며, 열이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키지 않는 엘이디 형광등 점등장치를 제공한다. 본 발명에 따른 엘이디 형광등 점등장치는, 교류전원부(10)로부터 60Hz의 교류전원을 받아 직류전원으로 전파정류해서 출력하는 전파정류수단(20); 상기 전파정류수단(20)에서 출력되는 직류전원을 받아 300Vdc의 직류전압을 출력하는 LC필터(30); 상기 LC필터(30)에서 출력되는 300Vdc의 직류전압을 받아서 피이드백 입력단자(FD)에 입력되는 전압의 크기에 따라 스위칭하여 구형파 출력전압(0Vdc 또는 300Vdc)의 출력시간(△T)을 가변해서 출력하는 스위칭 IC(40); 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 구형파 출력전압을 받아서 30Vdc로 평활화하여 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)을 점등시키도록 출력하는 평활회로(50); 상기 평활회로(50)의 출력단에 병렬로 접속된 전류제한저항(R11)에 접속되어 발광다이오드(D2)의 발광시에 포토 트랜지스터(TR)의 도통에 따라 피이드백 전압을 상기 스위칭 IC(40)의 입력단자(FB)에 피이드백 전압을 입력하는 포토 커플러(60); 상기 평활회로(50)의 출력단에 각각 접속된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속되어 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단 전압을 검출하는 전압검출저항(Rs); 및 상기 전압검출저항(Rs)에 의해 검출된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단 전압을 받아서 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)의 발광강도에 따라 상기 포토 커플러(60)의 포토 트랜 지스터(TR)의 에미터단자에서 출력되는 피이드백 전압을 가변시키는 전압레귤레이터(90)로 구성된다.
엘이디, 조명등, 점등제어장치

Description

엘이디 형광등 점등제어장치{LIGHTING CONTROL APPARATUS OF LINE TYPE LIGHT-EMITTING DIODE FLUORESCENT LAMP}
본 발명은 엘이디 형광등 점등제어장치에 관한 것으로서, 특히 엘이디를 이용한 형광등을 일정한 조도로 점등시킬 수 있고, 소모 전력을 절전할 수 있으며, 엘이디의 사용 수명을 연장할 수 있고, 구조가 간단하며, 열이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키지 않는 엘이디 형광등 점등제어장치에 관한 것이다.
종래로부터 널리 사용되고 있는 일반적인 종래의 형광등 점등장치는 안정기를 이용한 자기식 음극 예열 방전 점등장치이거나, 최근의 고주파 발진방식을 이용한 점등방식이 있으며, 상기 안정기를 이용한 점등방식은 소비되는 전력손실이 많을 뿐만 아니라 순간점등이 어렵고, 상기 고주파 발진방식은 전자파를 발생하여 주위의 다른 전자기기에 간섭을 끼쳐 오동작 및 잡음을 유발시킨다는 문제점이 있었다.
또한, 형광등은 수은을 사용하므로 환경오염을 발생시킬 뿐만 아니라, 안정 기를 사용하므로 형광등을 장시간 점등시킬 경우 안정기에서 열이 발생하여 화재를 발생시킬 수 있고, 전력 소모량을 줄일 수 없다는 등의 여러 가지 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 엘이디를 이용한 형광등(예를들면, 제1 및 제2 엘이디 모듈)을 일정한 조도로 점등시킬 수 있는 엘이디 형광등 점등제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 소모 전력을 절전할 수 있고, 엘이디의 사용 수명을 연장할 수 있는 엘이디 형광등 점등제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조가 간단하며, 열이 발생하지 않는 엘이디 형광등 점등제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 환경오염을 발생시키지 않는 엘이디 형광등 점등제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 엘이디 형광등 점등제어장치는, 교류전원부로부터 60Hz의 교류전원을 받아 직류전원 으로 전파정류해서 출력하는 전파정류수단과, 상기 전파정류수단에서 출력되는 직류전원을 받아 300Vdc의 직류전압을 출력하는 LC필터와, 상기 LC필터에서 출력되는 300Vdc의 직류전압을 받아서 피이드백 입력단자에 입력되는 전압의 크기에 따라 스위칭하여 구형파 출력전압의 출력시간을 가변해서 출력하는 스위칭 IC와, 상기 스위칭 IC의 접지단자에서 출력되는 구형파 출력전압을 받아서 30Vdc로 평활화하여 제1 및 제2 엘이디 모듈을 점등시키도록 출력하는 평활회로와, 상기 평활회로의 출력단에 병렬로 접속된 전류제한저항에 접속되어 발광다이오드의 발광시에 포토 트랜지스터의 도통에 따라 피이드백 전압을 상기 스위칭 IC의 입력단자에 피이드백 전압을 입력하는 포토 커플러와, 상기 평활회로의 출력단에 각각 접속된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈의 출력단에 접속되어 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈의 출력단 전압을 검출하는 전압검출저항과, 상기 전압검출저항에 의해 검출된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈의 출력단 전압을 받아서 상기 포토 커플러의 발광다이오드의 발광강도에 따라 상기 포토 커플러의 포토 트랜지스터의 에미터단자에서 출력되는 피이드백 전압을 가변시키는 전압레귤레이터로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엘이디 형광등 점등제어장치에 의하면, 엘이디를 이용한 형광등을 일정한 조도로 점등시킬 수 있고, 소모 전력을 절전할 수 있으며, 엘이디의 사용 수명을 연장할 수 있고, 구조가 간단하며, 열이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키지 않는다는 뛰어난 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 형광등 점등제어장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 형광등 점등제어장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 형광등 점등제어장치의 스위칭 IC의 접지단자에서 출력되는 직류전압을 일정주기로 출력하는 출력전압을 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 형광등 점등제어장치는 교류전원부(10)로부터 60Hz의 교류전원을 받아 직류전원으로 전파정류해서 출력하는 전파정류수단(20)과, 상기 전파정류수단(20)에서 출력되는 직류전원을 받아 300Vdc의 직류전압을 출력하는 LC필터(30)와, 상기 LC필터(30)에서 출력되는 300Vdc의 직류전압을 받아서 피이드백 입력단자(FD)에 입력되는 전압의 크기에 따라 스위칭하여 구형파 출력전압(0Vdc 또는 300Vdc)의 출력시간(△T)을 가변해서 출력하는 스위칭 IC(40)와, 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 구형파 출력전압을 받아서 30Vdc로 평활화하여 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)을 점등시키도록 출력하는 평활회로(50)와, 상기 평활회로(50)의 출력단에 병렬로 접속된 전류제한저항(R11)에 접속되어 발광다이오드(D2)의 발광시에 포토 트랜지스터(TR)의 도통에 따라 피이드백 전압을 상기 스위칭 IC(40)의 입력단자(FB)에 피이드백 전압을 입력하는 포토 커플러(60)와, 상기 평활회로(50)의 출력단에 각각 접 속된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속되어 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단 전압(예를 들면, 정상상태에서 2.5Vdc)을 검출하는 전압검출저항(Rs)과, 상기 전압검출저항(Rs)에 의해 검출된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단 전압을 받아서 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)의 발광강도에 따라 상기 포토 커플러(60)의 포토 트랜지스터(TR)의 에미터단자에서 출력되는 피이드백 전압을 가변시키는 전압레귤레이터(90)로 구성되어 있다.
상기 스위칭 IC(40)는 그 접지단자(GND)와 Vcc단자 사이에 맥류를 제거하여 동작을 안정화시키는 캐패시터(C2)가 추가로 접속되어 있다.
상기 LC필터(30)는 상기 전파정류수단(20)에서 출력되는 직류전원을 받아 300Vdc의 직류전압으로 승압하는 제1 인덕터(L1)와, 상기 제1 인덕터(L1)에서 승압된 300Vdc의 직류전압에 포함된 맥류를 필터링하는 캐패시터(C1)으로 구성되어 있다.
상기 평활회로(50)는 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 100Vdc 내지 200Vdc의 직류전압을 받아 30Vdc의 직류전압으로 평활화시키는 제2 인덕터(L2)와, 상기 제2 인덕터(L2)에서 출력되는 30Vdc의 직류전압에 포함된 맥류성분을 필터링하도록 상기 제2 인덕터(L2)에 병렬로 접속된 한쌍의 캐패시터(C3,C4)와, 상기 한 쌍의 캐패시터(C3,C4)와 상기 제2 인덕터(L2)의 입력단에 접속되어 상기 제2 인덕터(L2)에 역기전력의 피이드백전압이 인가되는 것을 차단하는 다이오드(D1)로 구성되어 있다.
상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)은 8개의 발광다이오드를 각각 직렬로 접속한 것을 6줄로 각각 병렬 접속한 것을 예로 들어서 설명하였다.
다음에, 상기와 같이 이루어진 본 발명의 엘이디 형광등 점등제어장치에 관한 작용을 설명한다.
먼저, 스위치(SW1)를 스위칭 온하면 상기 교류전원부(10)로부터 교류전원을 전파정류수단(20)에 받아서 직류전압으로 전파정류하여 LC필터(30)의 제1 인덕터(L1)에 출력한다.
상기 LC필터(30)에서는 전파정류수단(20)에서 출력되는 300Vdc의 직류전압을 드레인단자(D)에서 받아서 30Vdc의 직류전압으로 평활화시켜서 상기 LC필터(30)의 출력단에 병렬로 접속된 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)에 인가하여 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)을 각각 점등시킴과 동시에, 상기 LC필터(30)의 출력단에 병렬로 접속된 전류제한저한(R11)을 통해서 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)에 전류가 흐르게 하여 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)를 점등시킨다.
그런데, 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 전압검출저항(Rs)이 접속되어 있어 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속된 전압검출저항(Rs)에 걸리는 전압을 검출하여 전압레귤레이터(90)에 출력한다.
상기 전압레귤레이터(90)에서는 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속된 전압검출저항(Rs)에 걸리는 전압을 받음에 따라 상기 전압레귤레이터(90)에서 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)의 발광의 강도를 조절함에 따라 상기 포토 커플러(60)의 광트랜지스터(TR)를 스위칭 온하여 상기 스위칭 IC(40)의 피이드백 입력단자(FB)에 피이드백 전압을 조절하여 입력한다.
다시 말하면, 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속된 전압검출저항(Rs)에 걸리는 전압이 클 경우에는 상기 전압레귤레이터(90)에 전압검출저항(Rs)에 의해 큰 전압이 인가되어 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)에 흐르는 전류가 작아져서 상기 포토 커플러(60)의 광트랜지스터(TR)의 콜렉터 단지에 작은 전압이 출력되어 상기 스위칭 IC(40)의 피이드백 입력단자(FD)에는 작은 전압이 입력되므로 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 100 내지 200Vdc의 구형파 출력전압의 출력시간(△T)을 짧게 조절하여 출력한다.
한편, 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속된 전압검출저항(Rs)에 걸리는 전압이 작을 경우에는 상기 전압레귤레이터(90)의 전압검출저항(Rs)에 의해 작은 전압이 인가되어 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)에 흐르는 전류가 커져서 상기 포토 커플러(60)의 광트랜지스터(TR)의 콜렉터 단지에 큰 전압이 출력되어 상기 스위칭 IC(40)의 피이드백 입력단자(FD)에는 큰 전압이 입력되므로 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 100 내지 200Vdc의 구형파출력전압의 출력시간(△T)을 길게 조절하여 출력한다.
이에 따라 상기 LC필터(50)에서 출력되는 30Vdc의 구형파 출력전압을 일정하게 유지하여 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)에 인가하므로, 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 조도를 일정하게 유지한다.
상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)와 Vcc단자 사이에는 캐패시터(C2)가 접속되어 있으므로, 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 구형파 출력 전압에 포함된 맥류성분, 예를 들면 노이즈 성분을 필터링하여 상기 스위칭 IC(40)의 동작을 안정화시킨다.
또한, 상기 평활회로(50)에는 상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)로부터 출력되는 100 내지 200Vdc의 직류전압을 받아서 펼활화된 30Vdc의 직류전압에 포함된 맥류, 예를 들면 노이즈 성분을 한 쌍의 캐패시터(C3,C4)에 의해 필터링하고, 다이오드(D1)에 의해 상기 평활회로(50)의 인덕터(L2)에 역기전력의 입력을 차단하므로, 상기 평활회로(50)의 출력을 안정화시킨다.
따라서, 본 발명은 엘이디 형광등을 일정한 조도로 점등시킬 수 있고, 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)을 일정한 조도로 점등시킬 수 있으며, 엘이디를 광원으로 점등시키므로 소모되는 소모 전력을 절전할 수 있고, 엘이디의 사용 수명을 연장할 수 있으며, 구조가 간단하며, 열이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 수은을 사용한 형광등을 광원으로 사용하지 않으므로 환경오염을 발생시키지 않는다.
상기 설명에 있어서, 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)은 8개의 발광다이오드를 각각 직렬로 접속한 것을 6줄로 각각 병렬 접속하여 예로 들어서 설명하였으나, 8개를 초과하는 발광다이오드를 각각 직렬로 접속한 것을 6줄을 초과하여 각각 병렬 접속한 것을 사용해도 되며, 이 경우에는 상기 스위칭 소자에서 출력되는 구형파의 직류 출력전압을 증가시켜야 하는 것은 물론이다.
상기 설명에 있어서, 특정 실시예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지로 설계 변경할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 형광등 점등제어장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 형광등 점등제어장치의 스위칭 IC의 접지단자에서 출력되는 직류전압을 일정주기로 출력하는 출력전압을 개략적으로 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10:교류전원부 20:전파정류수단
30:LC필터 40:스위칭 IC
50:평활회로 60:포토 커플러
70:제1 엘이디 모듈 80:제2 엘이디 모듈
90:전압레귤레이터

Claims (4)

  1. 교류전원부(10)로부터 60Hz의 교류전원을 받아 직류전원으로 전파정류해서 출력하는 전파정류수단(20)과,
    상기 전파정류수단(20)에서 출력되는 직류전원을 받아 300Vdc의 직류전압을 출력하는 LC필터(30)와,
    상기 LC필터(30)에서 출력되는 300Vdc의 직류전압을 받아서 피이드백 입력단자(FD)에 입력되는 전압의 크기에 따라 스위칭하여 구형파 출력전압(0Vdc 또는 300Vdc)의 출력시간(△T)을 가변해서 출력하는 스위칭 IC(40)와,
    상기 스위칭 IC(40)의 접지단자(GND)에서 출력되는 구형파 출력전압을 받아서 30Vdc로 평활화하여 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)을 점등시키도록 출력하는 평활회로(50)와,
    상기 평활회로(50)의 출력단에 병렬로 접속된 전류제한저항(R11)에 접속되어 발광다이오드(D2)의 발광시에 포토 트랜지스터(TR)의 도통에 따라 피이드백 전압을 상기 스위칭 IC(40)의 입력단자(FB)에 피이드백 전압을 입력하는 포토 커플러(60)와,
    상기 평활회로(50)의 출력단에 각각 접속된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단에 접속되어 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80)의 출력단 전압을 검출하는 전압검출저항(Rs)과,
    상기 전압검출저항(Rs)에 의해 검출된 상기 제1 및 제2 엘이디 모듈(70,80) 의 출력단 전압을 받아서 상기 포토 커플러(60)의 발광다이오드(D2)의 발광강도에 따라 상기 포토 커플러(60)의 포토 트랜지스터(TR)의 에미터단자에서 출력되는 피이드백 전압을 가변시키는 전압레귤레이터(90)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 형광등 점등제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 IC(40)에는 그 접지단자(GND)와 Vcc단자 사이에 맥류를 제거하여 동작을 안정화시키는 캐패시터(C2)가 추가로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 형광등 점등제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 LC필터(30)는 상기 전파정류수단(20)에서 출력되는 직류전원을 받아 300Vdc의 직류전압으로 승압하는 제1 인덕터(L1)와, 상기 제1 인덕터(L1)에서 승압된 300Vdc의 직류전압에 포함된 맥류를 필터링하는 캐패시터(C1)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 형광등 점등제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 평활회로(50)는 상기 스위칭 IC(40)의 GND단자에서 출력되는 100Vdc 내지 200Vdc의 직류전압을 받아 30Vdc의 직류전압으로 평활화시키는 제2 인덕터(L2)와, 상기 제2 인덕터(L2)에서 출력되는 30Vdc의 직류전압에 포함된 맥류성분을 필터링하도록 상기 제2 인덕터(L2)에 병렬로 접속된 한 쌍의 캐패시터(C3,C4)와, 상기 한 쌍의 캐패시터(C3,C4)와 상기 제2 인덕터(L2)의 입력단에 접속되어 상기 제2 인덕터(L2)에 역기전력의 피이드백전압이 인가되는 것을 차단하는 다이오드(D1)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 형광등 점등제어장치.
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