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KR100922336B1 - Ｌｅｄ 조명 장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 조명 장치 Download PDF

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KR100922336B1
KR100922336B1 KR1020090013141A KR20090013141A KR100922336B1 KR 100922336 B1 KR100922336 B1 KR 100922336B1 KR 1020090013141 A KR1020090013141 A KR 1020090013141A KR 20090013141 A KR20090013141 A KR 20090013141A KR 100922336 B1 KR100922336 B1 KR 100922336B1
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서철식
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Abstract

직렬로 배열된 LED 또는 LED 모듈 양단의 전압 변화를 검출하여 각 LED 또는 LED 모듈의 고장 유무를 판단하고, 고장인 경우 바이패스 스위치를 동작시킴으로써 정상적인 LED의 동작을 유지할 수 있도록 하는 LED 조명장치를 제시한다. 본 발명의 LED 조명장치는, 전원부로부터 전류를 공급받으며 직렬로 배열된 다수 개의 LED와, 각 LED에 병렬로 접속된 바이패스 스위치, 및 LED 및 바이패스 스위치에 병렬로 접속되어, LED의 고장 유무를 검출하고, 고장이 검출되면 바이패스 스위치를 도통시켜 전원부로부터의 전류를 바이패스시키는 고장검출회로를 포함하며, 고장검출회로는 서로 직렬로 연결된 저항소자 및 캐패시터와, LED의 고장 유무를 판별하는 기준이 되는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로, 및 LED 양단의 전압과 기준전압을 비교하고, 기준전압보다 클 경우 트리거 신호를 발생시키는 연산증폭기(OP-AMP)를 포함한다.
LED, LED 모듈, 바이패스 스위치, 고장검출, 정전류 제어

Description

ＬＥＤ 조명 장치{LED illumination apparatus}
본 발명은 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드(LED)를 이용한 조명장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하 "LED"라 함)는 전류 인가에 의한 P-N 반도체 접합(P-N junction)에 의해 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자이다. LED 조명장치는 종래의 조명기기에 비해 훨씬 낮은 소비 전력을 나타내는데, 백열등의 10분의 1, 형광등의 2분의 1 정도의 전력으로 똑같은 밝기의 빛을 낼 수 있다. 또한, 백열등의 경우 사용 시간이 1,000 ∼ 4,000시간밖에 되지 않는데 비해, LED는 5만 ∼ 10만 시간을 사용할 수 있으므로 수명이 훨씬 길다. 또한, LED 조명장치는 교환 및 유지 보수에 비용이 적게 들어 건물 외벽이나 수영장 내의 등, 가로등처럼 교환 비용이 많이 드는 곳에 적합하며, 발열이 적어 백열등이나 형광등과 달리 손을 대도 전혀 뜨겁지 않다는 장점이 있다. 또한, 그 크기가 작아서 1mm 이하의 LED칩 32개만 있으면 형광등만큼 밝은 빛을 낼 수 있어 휴대용으로도 적합하며, 깨지지 않아 자동차나 비행기 등에 사용하기에 용이하다. 또한, 형광등처럼 수은 등의 중금속을 사용할 필요가 없어 환경친화적이기까지 하다. 특히, LED 조명장 치는 다수 배열된 LED의 점멸순서, 발광 색상, 밝기 등의 제어에 의해 다양한 연출을 할 수 있다.
이러한 장점을 가진 LED는 현재 거의 모든 분야에서 활용되고 있는 가장 각광받는 대체광원이라고 할 수 있으며, LED 칩을 인쇄회로기판(PCB) 상에 다수 개 일렬로 고정시켜 모듈화하여 단일방향으로 빛을 발산함으로써 광량을 극대화할 수 있다.
LED 모듈(module)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 두 종류가 있으며, 채널과 직렬로 연결되는 LED의 개수에 따라서 다양한 LED 모듈을 만들 수 있다.
도 1a는 애노드 공통 접지형(common anode type)으로, 다수 개의 LED(110)들이 채널과 직렬로 배열되어 있으며, 각 LED(110)의 애노드들이 공통으로 접지되어 있다.
도 1b는 캐소드 공통 접지형(common cathode type)으로, 다수 개의 LED(110)들이 채널과 직렬로 배열되어 있으며, LED(110)의 캐소드들이 공통으로 접지되어 있다.
이와 같이 LED 모듈은 많은 수의 LED 칩이 집적되어 광원으로 기능하는 것으로서, 각각의 LED들이 모두 정상적으로 동작하여야 전체 LED 모듈이 정상적으로 동작할 수 있다. 직렬로 연결된 LED 중에서 하나라도 고장이 날 경우 LED 모듈 전체가 정상적으로 동작하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 이러한 LED 모듈이 다수 개 배열되어 이루어진 LED 조명장치의 경우에도 하나의 LED에 고장이 발생하여 그 LED 모듈이 정상적으로 동작하지 않으면 전체 조명장치의 밝기가 달라지고 전체 조명장 치가 정상적으로 동작하지 못하게 될 수 있다. 이러한 이유로 인해 대부분의 LED 조명장치의 경우 도 1a 또는 도 1b에 도시된 것과 같이 LED 모듈을 병렬로 연결하고 있다. 그런데, 이렇게 LED 모듈을 병렬로 연결할 경우, 각각의 LED 모듈에 흐르는 전류를 균일하게 정전류 제어하기가 어렵고 각각의 모듈에 흐르는 전류의 크기가 다를 경우 모듈마다 광량에 차이가 발생하므로 밝기에 차이가 발생하게 된다. 따라서, LED 모듈 또는 다수 개의 LED를 직렬로 연결하여 각각의 LED 또는 LED 모듈에 균일한 전류가 흐르게 하면서도 일부의 LED 또는 LED 모듈에 고장이 발생하더라도 다른 정상적인 LED의 동작이 가능하게 하며, 전체 조명장치의 밝기를 균일하게 유지할 수 있는 LED 조명장치의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 직렬로 배열된 LED 또는 LED 모듈 양단의 전압을 검출하여 각 LED 또는 LED 모듈의 고장 유무를 판단하고, 고장인 경우에 바이패스 스위치를 동작시킴으로써 정상적인 LED의 동작을 유지할 수 있도록 하는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 일부의 LED 또는 LED 모듈에 고장이 발생하더라도 전체 조명장치의 밝기를 유지할 수 있도록 하는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 예에 따른 LED 조명장치는, 전원부로부터 전류를 공급받으며 직렬로 배열된 다수 개의 LED와, 각 LED에 병렬로 접속된 바이패스 스위치, 및 LED 및 바이패스 스위치에 병렬로 접속되어, LED의 고장 유무를 검출하고, 고장이 검출되면 바이패스 스위치를 도통시켜 전원부로부터의 전류를 바이패스시키는 고장검출회로를 포함하며, 고장검출회로는 서로 직렬로 연결된 저항소자 및 캐패시터와, LED의 고장 유무를 판별하는 기준이 되는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로, 및 LED 양단의 전압과 기준전압을 비교하고, 기준전압보다 클 경우 트리거 신호를 발생시키는 연산증폭기(OP-AMP)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 LED는 단일 LED 소자이거나, 다수 개의 LED 소자가 직렬 배열된 LED 모듈(module)일 수 있다.
상기 바이패스 스위치는 다이리스터(thyristor), 제너 다이오드 또는 다이오드 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
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삭제
상기 비교 및 제어신호 발생부는, 상기 LED의 고장 유무를 판별하는 기준이 되는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로와, 상기 LED 양단의 전압과 상기 기준전압을 비교하고, 기준전압보다 클 경우 트리거 신호를 발생시키는 연산증폭기(OP-AMP)를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 예에 따른 LED 조명장치는, 전원부로부터 전류를 공급받으며 직렬로 연결된 다수 개의 LED와, 각 LED에 병렬로 접속된 바이패스 스위치와, LED 및 바이패스 스위치에 병렬로 접속되어, LED의 고장 유무를 검출하고 고장이 검출되면 바이패스 스위치를 도통시켜 전원부로부터의 전류를 바이패스시키는 고장검출회로와, 고장검출회로에 병렬 접속되며, 바이패스 스위치가 도통된 후 고장검출회로 양단의 전압이 감소하여 도통되었던 바이패스 스위치가 다시 개방되지 않도록 제어신호를 발생시키는 신호전달회로, 및 신호전달회로로부터 입력된 제어신호에 따라 바이패스 스위치가 도통된 상태를 유지하도록 제어하는 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 LED는 단일 LED 소자이거나, 다수 개의 LED 소자가 직렬 배열된 LED 모듈(module)일 수 있다.
상기 바이패스 스위치는 신호가 제거되면 스위칭 오프되는 스위칭 소자일 수 있다.
상기 신호전달회로는, 상기 바이패스 스위치가 개방됨에 따라 전류가 입력되면 빛을 방출하는 발광부와, 상기 발광부로부터 방출된 빛을 전기적 신호로 입력받아 스위칭 온(on)되는 수광부로 이루어진 포토커플러를 포함할 수 있다.
상기 LED에 전류 및 전압을 공급하기 위한 전원부와, 상기 LED로부터 출력되는 전류를 검출하기 위하여, 상기 직렬로 배열된 LED 어레이의 출력단에 배치된 전류검출회로와, 및 상기 전류검출회로와 상기 전원부 사이에 직렬 연결되며, 상기 전류검출로부터 인가되는 전류를 펄스폭변조(PWM) 제어하여 상기 전원부에 인가하는 펄스폭변조(PWM) 신호 발생회로를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되 어서는 안된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 나타내 보인 도면이다.
본 발명의 LED 조명장치는, 직렬로 배열된 복수 개의 LED(210a, 210b)와, 상기 LED에 병렬 접속된 바이패스 스위치(220a, 220b)와, 상기 각 LED의 고장을 검출하여 이상이 검출되면 바이패스 스위치를 도통시켜 나머지 정상적인 LED의 동작을 가능하게 하는 고장검출회로(230a, 230b)와, 상기 LED(210a, 210b)가 동작하도록 LED에 전류를 공급하기 위한 전원부(240), 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM) 회로(250) 및 전류검출회로(260)를 포함한다.
LED(210a, 210b)는 일정 색상의 빛을 출사하며, 복수 개의 LED가 직렬로 배열된다. 도면에는 두 개의 LED만 예시되어 있지만, 직렬 배열되는 LED의 개수는 조명장치에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 LED(210a, 210b)는 단일 LED 소자일 수도 있고, 다수 개의 LED들이 인쇄회로기판(PCB) 기판 상에 배열되어 이루어진 LED 모듈일 수 있다. LED 모듈의 경우에도 조명장치에 따라 배열되는 LED 모듈의 개수가 달라질 수 있다.
전원부(240)는 외부에서 인가받은 전원을 상기 LED(210a, 210b)에 적합한 전압, 전류로 변환하여 공급하는 것으로, 예를 들면 스위치드 모드 전원(Switched Mode Power Supply; SMPS)일 수 있다.
PWM 발생회로(250)는 소정의 온타임(on-time) 및 오프타임(off-time)을 갖는 주기적 펄스신호를 생성하여 전원부(240)로 공급함으로써, 원하는 색상을 발생시키 기 위한 적절한 광량이 LED(210a, 210b)로 공급되도록 한다.
전류검출회로(260)는 LED(210a, 210b)로부터 피드백된 전류를 검출하여, LED(210a, 210b)로 일정한 크기의 전류가 공급되도록 하는 것으로, 예를 들면 정전류원(Constant Current Source; CCS)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, LED가 청색 발광 LED일 경우 통상적으로 700㎃ 정도의 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
상기 LED(210a, 210b)에 병렬로 접속된 바이패스 스위치(220a, 220b)는 LED에 고장이 발생할 경우 도통되어 전류가 바이패스되도록 한다. 바이패스 스위치(220a, 220b)는 도시된 것과 같이 다이리스터(thyristor)로 구성될 수 있으며, 그 외에도 다이오드, 제너 다이오드, 모스펫(MOSFET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같이 전기회로에서 일반적으로 사용되는 여러 가지 스위칭소자로 구성될 수 있다.
LED(210a, 210b) 및 바이패스 스위치(220a, 220b)에 병렬 접속된 고장검출회로(230a, 230b)는 LED(210a, 210b) 양단의 전압을 검출하여 LED(210a, 210b)의 고장 유무를 판단하고, 고장인 경우 바이패스 스위치(220a, 220b)를 도통시킴으로써 직렬로 연결되어 있는 다른 정상적인 LED의 동작이 유지되도록 한다. 이를 도면을 통해 보다 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 도 3은 각각의 LED가 정상적인 동작을 하는 경우의 전류의 흐름을 나타내고, 도 4는 LED에 고장이 발생한 경우의 전류의 흐름을 나타낸다. 도면에는 두 개의 LED가 직렬로 배열된 경우의 예를 나타내었다.
도 3을 참조하면, 직렬로 배열되어 있는 모든 LED(210a, 210b)가 정상적으로 동작하는 경우에는, 점등된 LED(210a, 210b) 양단의 전압이 낮기 때문에 고장검출회로(230a, 230b)가 동작하지 않는다. 따라서, 전원부(240)로부터 공급되는 전류(I)는 도시된 것과 같이 각각의 LED(210a, 210b)를 통해 흐르게 되고, LED의 점등은 정상적으로 유지된다.
그러나, 하나 또는 일부의 LED에 고장이 발생할 경우에는 고장검출회로가 이를 검출하고 바이패스 스위치를 통해 전류가 바이패스되도록 함으로써 전체 조명장치가 정상적으로 동작할 수 있도록 한다.
즉, 도 4를 참조하면, 예를 들어 제1 LED(210a)에 고장이 발생할 경우, 제1 LED(210a)를 포함하는 회로가 개방된다. 제1 LED(210a)를 포함하는 회로가 개방되면 제1 LED(210a)로 흐르던 전류(I)는 고장검출회로(230a) 쪽으로 흐르게 되고, 전원부(SMPS; 240)에서 공급되는 전압의 대부분이 고장검출회로(230a)에 인가된다. 고장검출회로(230a)에 인가되는 전압의 크기가 소정 수준을 넘어서면, 제1 LED(210a)의 고장으로 인식하여 제1 LED(210a)와 병렬로 연결되어 있는 제1 바이패스 스위치(220a)를 도통시킨다. 따라서, 전류(I)는 제1 바이패스 스위치(220a)를 통해 제1 LED(210a)를 바이패스함으로써 제1 LED(210a)와 직렬로 연결되어 있는 제2 LED(210b)에 정상적으로 공급되어 전체 직렬회로는 정상적인 동작이 가능하게 된다.
한편, 일부 LED가 고장 날 경우 바이패스 스위치를 통해 전체 조명장치의 동작이 정상적으로 유지되더라도 전체 LED 조명장치의 밝기는 감소하게 된다. 이 경 우, 회로 전류를 증가시켜 나머지 정상적으로 동작하는 LED의 밝기를 증가시킴으로써 전체 LED 조명장치의 밝기를 일정하게 유지할 수 있다. 이는 전류검출회로(260)를 통해 LED(210b)로부터 피드백된 회로 전류의 크기를 검출하고, LED의 고장으로 인해 피드백된 회로 전류의 크기가 감소한 경우 PWM 발생회로(250)를 통해 전원부(240)의 스위칭 소자를 PWM 제어하여 전원부(240)의 출력전압을 제어함으로써 가능하게 할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 LED 조명장치의 고장검출회로의 실시예들을 보여주는 도면들이다.
도 5를 참조하면, 고장검출회로(230)는 직렬로 연결된 두 개의 저항소자(R1, R2)로 구성되고, LED(210) 및 바이패스 스위치(220)와 병렬로 고장검출회로(230)가 연결된다. 두 저항소자(R1, R2)에 인가되는 전압을 검출함으로써 LED(210)의 고장발생 유무를 검출하고, 고장이 발생할 경우 바이패스 스위치(220)가 도통되어 전류가 바이패스 스위치(220)를 통해 흐르게 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 고장검출회로(230)는 두 개의 저항소자(R1, R2)와 제너 다이오드(ZD)가 직렬로 연결되어 구성되거나, 캐패시터(C)와 저항소자(R1) 그리고 제너 다이오드(ZD)가 직렬로 연결되어 구성되고, LED(210) 및 바이패스 스위치(220)와 병렬로 고장검출회로(230)가 연결된다. LED(210)가 정상적으로 동작할 경우에는 제너 다이오드(ZD)에 의해 바이패스 스위치(220)가 동작하지 않는다. 그러나, LED(210)에 고장이 발생하여 개방될 경우, LED(210) 양단에 과전압이 발생하고 이때 트리거를 발생시켜 바이패스 스위치(220)를 동작시킨다.
도 8을 참조하면, 고장검출회로(230)는 직렬로 연결된 저항소자(R1) 및 캐패시터(C), 상기 저항소자 및 캐패시터의 각 일단과 병렬 접속된 기준전압 발생회로(231) 및 OP-AMP(232)를 포함하여 구성된다.
저항소자(R1)와 캐패시터(C)를 통해 LED(210) 양단의 전압을 검출하고, 검출된 전압이 기준전압(Vref)과 비교하여 기준전압(Vref)과 클 경우 LED(210)의 고장 상태로 판단하여 OP-AMP(232)가 트리거 신호를 발생시켜 바이패스 스위치(220)를 동작시킨다. 기준전압 발생회로(231)는 LED(210)의 고장 발생 유무를 판단하는 기준 전압을 OP-AMP(232)에 인가한다.
도 5 내지 도 8에 도시된 고장검출회로 외에도 다양한 구성의 고장검출회로가 사용될 수 있다.
한편, 바이패스 스위치를 다이리스터(thyristor)와 같은 유지형 스위치를 사용하지 않고 MOSFET 또는 IGBT와 같이 입력신호가 제거되면 턴-오프(turn-off)되는 스위칭 소자를 사용할 경우, 고장신호 검출 후 바이패스 스위치가 도통되면 고장검출회로 양단의 전압이 감소하게 된다. 이 경우 바이패스 스위치가 다시 개방되어 LED 조명장치의 정상동작이 유지되지 못하는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위한 LED 조명장치를 제시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명장치의 회로도이다.
도 9를 참조하면, 직렬로 배열된 복수 개의 LED(310a, 310b)와, 상기 LED에 병렬 접속된 바이패스 스위치(320a, 320b)와, 상기 각 LED의 고장을 검출하여 이상 이 검출되면 바이패스 스위치를 도통시켜 나머지 정상적인 LED의 구동을 가능하게 하는 고장검출회로(330a, 330b)와, 상기 LED(310a, 310b)가 동작하도록 LED에 전류를 공급하기 위한 전원부(340), 펄스폭변조(PWM) 회로(350), 전류검출회로(360), 고장검출회로(330a, 330b)에 병렬 접속된 신호전달회로(370a, 370b), 그리고 제어회로(380)를 포함하여 구성된다.
LED에 고장이 발생할 경우 전류를 바이패스함으로써 정상적인 LED의 동작이 가능하게 하는 바이패스 스위치(320a, 320b)가 다이리스터와 같은 유지형 스위칭소자가 아니라, 트랜지스터와 같이 신호가 제거되면 오프되는 스위칭소자로 구성된다. 신호전달회로(370a, 370b)의 출력단은 제어회로(380)와 연결된다. 신호전달회로는 예를 들면, 발광 다이오드(371)로 이루어진 발광부와 포토 트랜지스터(또는 포토 다이오드)(372)로 이루어진 수광부를 포함하는 포토 커플러(photo coupler)로 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 LED(310a)에 고장이 발생한 경우 고장검출회로(330a)에 의해 제1 바이패스 스위치(320a)가 도통된다. 바이패스 스위치가 도통됨으로써 제1 고장검출회로(330a) 양단의 전압이 감소하게 되는데, 이때 바이패스 스위치가 유지형 스위치가 아니라 모스펫(MOSFET)과 같이 입력 신호가 제거되면 오프(off)되는 스위칭 소자인 경우 바이패스 스위치(320a)가 개방될 수 있다. 따라서, 바이패스 스위치의 도통 상태를 유지시킬 필요가 있다. 제1 LED(310a)에 고장이 발생하여 회로가 개방되면 전류는
전원부(340)로부터 공급된 전류는 신호전달회로(370a)로 입력된다. 전류가 신호전달회로(370a)로 입력되면, 발광다이오드(371)로부터 빛이 방출되고, 이 빛은 포토 트랜지스터(372)에 전기적 신호로 전달되어 포토 트랜지스터(372)가 스위칭 온(on)된다. 포토 트랜지스터(372)의 스위칭 신호는 제어회로(380)에 전달되고, 제어회로(380)는 바이패스 스위치(320a)로 제어신호를 인가하여 바이패스 스위치(320a)가 계속해서 도통될 수 있도록 한다.
한편, 일부 LED에 고장이 발생한 경우에 회로 전류를 증가시켜 나머지 정상적으로 동작하는 LED의 밝기를 증가시킴으로써 전체 LED 조명장치의 밝기를 일정하게 유지하는 것은 첫 번째 실시예의 경우와 동일하다. 즉, 전류검출회로(360)를 통해 LED(310b)로부터 피드백된 회로 전류의 크기를 검출하고, PWM 발생회로(350)를 통해 전원부(340)의 스위칭 소자를 PWM 제어하여 전원부(340)의 출력전압을 제어함으로써 가능하게 할 수 있다.
도 9에 도시된 고장검출회로(330a, 330b)는 일 예로서 나타낸 것으로, 도 5 내지 도 8에 도시된 회로 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 LED 조명장치에 따르면, 직렬로 다수 개 배열된 LED 또는 LED 모듈에 바이패스 스위치와 고장검출회로를 병렬 연결하고, LED 또는 LED 모듈의 고장이 검출될 경우 바이패스 스위치를 도통시켜 전류를 바이패스시킴으로써, 직렬로 연결된 LED 또는 LED 모듈 중 하나 또는 일부에 고장이 발생하여 동작하지 않더라도 나머지 정상적인 LED 또는 LED 모듈의 정상동작을 보장할 수 있다. 따라서, 일부의 LED 또는 LED 모듈에 고장이 발생하더라도 전체 조명장치를 교체하거나 폐기하지 않아도 되므로 경제적으로 큰 이점이 있다. 또한, 전 류검출회로를 통해 LED 어레이를 통과해 피드백되는 회로 전류를 검출하고 PWM 제어를 통해 전원부의 출력전압을 조절함으로써 일정한 전류가 LED에 공급되도록 하여 전체 LED 조명장치의 밝기를 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.
도 1a는 애노드 공통 접지형(common anode type) LED 모듈의 구성도이다.
도 1b는 캐소드 공통 접지형(common cathode type) LED 모듈의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치의 구성을 나타내 보인 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 LED 조명장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 LED 조명장치의 고장검출회로의 실시예들을 보여주는 회로도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명장치의 회로도이다.

Claims (11)

  1. 전원부로부터 전류를 공급받으며 직렬로 배열된 다수 개의 LED;
    상기 각 LED에 병렬로 접속된 바이패스 스위치; 및
    상기 LED 및 바이패스 스위치에 병렬로 접속되어, 상기 LED의 고장 유무를 검출하고, 고장이 검출되면 상기 바이패스 스위치를 도통시켜 상기 전원부로부터의 전류를 바이패스시키는 고장검출회로를 포함하며, 상기 고장검출회로는,
    서로 직렬로 연결된 저항소자 및 캐패시터;
    상기 LED의 고장 유무를 판별하는 기준이 되는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로; 및
    상기 LED 양단의 전압과 상기 기준전압을 비교하고, 기준전압보다 클 경우 트리거 신호를 발생시키는 연산증폭기(OP-AMP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED는 단일 LED 소자이거나, 다수 개의 LED 소자가 직렬 배열된 LED 모듈(module)인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 스위치는 다이리스터(thyristor), 제너 다이오드 또는 다이오드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 LED에 전류 및 전압을 공급하기 위한 전원부와,
    상기 LED로부터 출력되는 전류를 검출하기 위하여, 직렬로 배열된 LED 어레이의 출력단에 배치된 전류검출회로; 및
    상기 전류검출회로와 상기 전원부 사이에 직렬 연결되며, 상기 전류검출로부터 인가되는 전류를 펄스폭변조(PWM) 제어하여 상기 전원부에 인가하는 펄스폭변조(PWM) 신호 발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  7. 전원부로부터 전류를 공급받으며 직렬로 연결된 다수 개의 LED들;
    상기 각 LED에 병렬로 접속된 바이패스 스위치;
    상기 LED 및 바이패스 스위치에 병렬로 접속되어, 상기 LED의 고장 유무를 검출하고, 고장이 검출되면 상기 바이패스 스위치를 도통시켜 상기 전원부로부터의 전류를 바이패스시키는 고장검출회로;
    상기 고장검출회로에 병렬 접속되며, 상기 바이패스 스위치가 도통된 후 도통 상태를 유지하도록 제어신호를 발생시키는 신호전달회로; 및
    상기 신호전달회로로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 바이패스 스위치가 도통된 상태를 유지하도록 제어하는 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 LED는 단일 LED 소자이거나, 다수 개의 LED 소자가 직렬 배열된 LED 모듈(module)인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 바이패스 스위치는 입력신호가 제거되면 스위칭 오프(off)되는 스위칭 소자인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 신호전달회로는,
    상기 바이패스 스위치가 개방됨에 따라 전류가 입력되면 빛을 방출하는 발광부와, 상기 발광부로부터 방출된 빛을 전기적 신호로 입력받아 스위칭 온(on)되는 수광부로 이루어진 포토커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 LED에 전류 및 전압을 공급하기 위한 전원부와,
    상기 LED로부터 출력되는 전류를 검출하기 위하여, 상기 직렬로 배열된 LED 어레이의 출력단에 배치된 전류검출회로; 및
    상기 전류검출회로와 상기 전원부 사이에 직렬 연결되며, 상기 전류검출로부터 인가되는 전류를 펄스폭변조(PWM) 제어하여 상기 전원부에 인가하는 펄스폭변조(PWM) 신호 발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
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