KR100973135B1 - Led fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 형광등용 안정기에서 동작 가능한 LED 형광램프에 관한 것이다. 본 LED 형광램프는 직렬 또는 직병렬 접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이, 제1 내지 제4 연결핀, 일단이 제1 내지 제4 연결핀에 각각 연결되는 제1 내지 제4 커패시터, 캐소드가 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드, 애노드가 LED 어레이의 타단에 연결되는 제2 다이오드, 애노드는 제1 커패시터의 타단에 연결되고 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결되는 제3 다이오드, 애노드는 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고 캐소드는 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제4 다이오드, 애노드는 제3 커패시터의 타단에 연결되고 캐소드는 제1 다이오드의 애노드에 연결되는 제5 다이오드, 애노드는 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 제4 커패시터의 타단에 연결되는 제6 다이오드, 애노드는 LED 어레이의 타단에 연결되고, 캐소드는 제1 커패시터의 타단에 연결되는 제7 다이오드, 및 애노드는 제2 커패시터의 타단에 연결되고 캐소드는 LED 어레이의 일단에 연결되는 제8 다이오드를 포함한다. 본 발명에 따른 LED 형광램프는 부가적인 장치의 부착이나 배선의 변경이 전혀 없이 기존 형광등을 대체하여 그대로 사용할 수 있다.The present invention relates to an LED fluorescent lamp operable in a variety of ballasts for fluorescent lamps. The LED fluorescent lamp includes an LED array including a plurality of LEDs connected in series or in parallel, first to fourth connecting pins, and first to fourth capacitors and cathodes having one end connected to the first to fourth connecting pins, respectively. A first diode connected to one end of the LED array, a second diode whose anode is connected to the other end of the LED array, an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to the anode of the first diode, an anode Is a fourth diode connected to the cathode of the second diode and the cathode is connected to the other end of the second capacitor, the anode is connected to the other end of the third capacitor and the cathode is connected to the anode of the first diode, and the anode is the first diode. A sixth diode connected to the cathode of the second diode, a cathode connected to the other end of the fourth capacitor, an anode connected to the other end of the LED array, and a cathode connected to the first capacitor A seventh diode, and an anode connected to the other end of the emitter is connected to the other terminal of the second capacitor and the cathode comprises an eighth diode being connected to one end of the LED array. The LED fluorescent lamp according to the present invention can be used as it is to replace the existing fluorescent lamp without any additional device attachment or wiring changes.
Description
본 발명은 LED 형광램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 형광등용 기구내에 설치되어 있는 안정기를 교체하지 않고 형광램프만을 교환하여 사용할 수 있는 LED 형광램프에 관한 것이다.The present invention relates to an LED fluorescent lamp, and more particularly to an LED fluorescent lamp that can be used by replacing only the fluorescent lamp without replacing the ballasts installed in various fluorescent lamp mechanism.
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, LDC TV용 백라이트, 차량용 램프, 및 일반 조명 등에 사용되는 차세대 광원으로 널리 각광을 받고 있다. 이에 따라, 지난 100여년 동안 조명의 주광원으로 사용되어 왔던 백열등이나 형광등이 LED 램프로 대체되기 시작하고 있다.With the development of technology, the light efficiency of LEDs (Light Emitting Diodes), which have been used only for small power indicators such as indicators in the past, is being improved enough to be used in real life. In addition, unlike other light sources, LED is an environmentally friendly light source that does not contain mercury, and is widely used as a next-generation light source used for a backlight for a portable terminal, a backlight for an LDC TV, a vehicle lamp, and general lighting. Accordingly, incandescent and fluorescent lamps, which have been used as the main light source for lighting for the last 100 years, are beginning to be replaced by LED lamps.
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, 여 러가지 측면에서 많은 장점을 가지고 있는 LED 형광램프가 아직까지 보급의 초기 단계에 머무르고 있다.However, in the case of LED lamps, incandescent lamps or halogen lamps can be replaced as they are, but when replacing fluorescent lamps that are the mainstream of general lighting, the internal wiring, the luminaire itself, or the dedicated ballast separately Installation has to be costly, both timely and economically. As a result, LED fluorescent lamps, which have many advantages in many respects, are still in the early stages of diffusion.
따라서, 본 발명의 목적은, 별도의 전용 안정기나 배선의 변경없이 기존 형광등용 안정기를 그대로 사용하여 구동가능한 LED 형광램프를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an LED fluorescent lamp which can be driven using an existing ballast for a fluorescent lamp without changing a separate dedicated ballast or wiring.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 형광램프는, 직렬접속된 복수의 LED를 포함하는 LED 에레이, 제1 내지 제4 연결핀, 일단이 상기 제1 내지 제4 연결핀에 각각 연결되는 제1 내지 제4 커패시터, 캐소드가 상기 LED 어레이의 일단에 연결되는 제1 다이오드, 애노드가 상기 LED 어레이의 타단에 연결되는 제2 다이오드, 애노드는 상기 제1 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결되는 제3 다이오드, 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되는 제4 다이오드, 애노드는 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결되는 제5 다이오드, 애노드는 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되는 제6 다이오드, 애노드는 상기 LED 어레이의 상기 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 커패시터의 타단에 연결되는 제7 다이오드, 및 애노드는 상기 제2 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 상기 일단에 연결되는 제8 다이오드를 포함한다.LED fluorescent lamp according to the present invention for achieving the above object, the LED array including a plurality of LEDs connected in series, the first to fourth connecting pins, one end is connected to each of the first to fourth connecting pins First to fourth capacitors, a first diode having a cathode connected to one end of the LED array, a second diode having an anode connected to the other end of the LED array, an anode connected to the other end of the first capacitor, and a cathode A third diode connected to the anode of the first diode, an anode connected to a cathode of the second diode, a cathode connected to a fourth diode connected to the other end of the second capacitor, an anode connected to the other end of the third capacitor, The cathode is the fifth diode connected to the anode of the first diode, the anode is connected to the cathode of the second diode, the cathode is connected to the other end of the fourth capacitor A sixth diode, an anode connected to the other end of the LED array, a cathode connected to the other end of the first capacitor, and an anode connected to the other end of the second capacitor, and a cathode connected to the LED array And an eighth diode connected to the one end of the.
또한, LED 형광램프의 접속 대칭성을 보장하기 위해, 애노드는 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 LED 어레이의 상기 일단에 연결되는 제9 다이오드, 및 애노드는 상기 LED 어레이의 타단에 연결되고, 캐소드는 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되는 제10 다이오드를 더 포함할 수 있다. In addition, to ensure connection symmetry of the LED fluorescent lamp, an anode is connected to the other end of the fourth capacitor, a cathode is connected to the one end of the LED array, and an anode is connected to the other end of the LED array. The cathode may further include a tenth diode connected to the other end of the third capacitor.
본 발명에 따르면, 별도의 전용 안정기 설치나 등기구 내부의 배선 변경없이 기존 형광등용 안정기에 그대로 사용할 수 있는 LED 형광램프가 제공된다. 따라서, 특별한 배선이나 회로 등의 변경없이 기존 형광등을 대체하여 고효율 및 친환경의 조명을 이용할 수 있다. According to the present invention, there is provided an LED fluorescent lamp that can be used as it is in a conventional fluorescent ballast without installing a separate dedicated ballast or changing the wiring inside the luminaire. Therefore, it is possible to use the high efficiency and eco-friendly lighting by replacing the existing fluorescent lamp without changing special wiring or circuit.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
일반적으로 널리 사용되고 있는 전자식 형광등용 안정기의 기본 회로에는 인스턴트 스타트 방식, 소프트 스타트 방식 등이 있고, 종래의 철심형 쵸크식 안정기로는 스타터 램프를 이용하는 방식, 레피드 스타트 방식 등이 사용되고 있다. 본 발명에 따른 LED 형광램프는 이러한 형광등용 안정기에 모두 적용이 가능하도록 구성된다. 먼저, 본 발명에 따른 LED 형광램프의 구성에 대하여 설명하고, 다음으로 본 발명에 따른 LED 형광램프가 다양한 형광등용 안정기에 사용된 경우 동작 과정을 설명하기로 한다.In general, a basic circuit of an electronic fluorescent ballast which is widely used includes an instant start method, a soft start method, and the like. A conventional iron core choke type ballast uses a starter lamp, a rapid start method, and the like. LED fluorescent lamp according to the present invention is configured to be applicable to all of these ballasts for fluorescent lamps. First, the configuration of the LED fluorescent lamp according to the present invention will be described, and next, the operation process when the LED fluorescent lamp according to the present invention is used for various fluorescent ballasts will be described.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 형광램프(110)는 LED 어레이(10)와 커패시터 C11, C12, C13 및 C14를 포함하며, 외부 연결핀인 제1 내지 제4 연결핀(111, 112, 113, 114)을 구비한다. 사용환경에 따라서는 제1 내지 제4 연결핀(111, 112, 113, 114) 중 두 개의 연결핀만을 사용할 수 있으며, LED 어레이(10)는 두 개 이상이 병렬연결된 구조로 사용될 수도 있다. 이와 같은 구성은 이하 설명하는 다른 실시예에 따른 LED 형광램프에서도 동일하게 적용될 수 있다. 1 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the LED
LED 어레이(10)는 직렬연결된 복수의 LED를 포함하며, 애노드측 단자(10a)와 캐소드측 단자(10b)를 구비한다. 커패시터 C11은 LED 어레이(10)의 애노드측 단자(10a)와 제1 연결핀(111)사이에 연결되고, 커패시터 C12는 LED 어레이(10)의 캐소드측 단자(10b)와 제2 연결핀(112) 사이에 연결된다. 커패시터 C13은 LED 어레이(10)의 애노드측 단자(10a)와 제3 연결핀(113) 사이에 연결되고, 커패시터 C14는 LED 어레이(10)의 캐소드측 단자(10b)와 제4 연결핀(114) 사이에 연결된다.The
커패시터 C11 내지 C14는 제1 내지 제4 연결핀(111, 112, 113, 114) 중 적어도 하나를 통해 후술하는 다양한 방식의 형광등용 안정기 회로 등과 접속되는 경우, 주파수 변화에 따른 형광등용 안정기 회로내의 임피던스를 변화시켜 LED 형광램프(110)로 흐르는 전류가 제어할 수 있게 되므로, 기존의 형광등용 안정기를 변경없이 사용할 수 있게 된다.When the capacitors C11 to C14 are connected to the ballast circuits for fluorescent lamps of various methods described below through at least one of the first to
도 2는 도 1에 도시한 LED 어레이의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, LED 어레이(10)는 복수의 LED가 직렬 연결되는 구성이 일반적이다. 그러나, 직렬 연결된 LED의 보호를 위해, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 제너 다이오드 Z1 내지 Zn이 각각의 LED에 역방향으로 병렬 연결될 수도 있다. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the LED array shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2A, the
이와 같이, 각 LED에 병렬로 제너 다이오드가 사용되고 있어, 교류 전압의 (+) 주기에는 D1 내지 Dn 다이오드를 통해 전류가 흐르나, (-) 주기에서는 제너 다이오드 Z1 내지 Zn을 통해 전류가 흐를 수 있다. 제너 다이오드 Z1 내지 Zn를 통한 전류의 흐름은 무효 손실이 될 수 있다. 따라서, 제너 다이오드 Z1 내지 Zn를 통한 전류의 흐름을 방지하여 효율을 높이기 위해 본 발명에 따른 LED 형광램프는 다음에 설명하는 실시예와 같이 구성이 변경될 수 있다. As described above, since a Zener diode is used in parallel with each LED, a current may flow through the D1 through Dn diodes in a positive period of the AC voltage, but a current may flow through the Zener diodes Z1 through Zn in a negative period. The flow of current through the zener diodes Z1 through Zn can be a reactive loss. Therefore, in order to prevent the flow of current through the Zener diodes Z1 to Zn to increase the efficiency, the LED fluorescent lamp according to the present invention can be changed as in the following embodiment.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 형광램프(120)는, 제1 실시예에 따른 LED 형광램프(110)에 비해 LED 어레이(12)의 양단자에 직렬 연결된 다이오드 D21, D22가 추가된다. 사용환경에 따라서는 다이오드 D21 및 D22 중 어느 하나만 추가될 수도 있다. 다이오드 D21 및 D22는 LED 어레이(12)에 순방향으로만 전류가 흐르도록 한다. 따라서, LED 어레이(12) 내부에 병렬로 제너 다이오드가 연결된 경우, (-) 주기에서 제너 다이오드를 통해 전류가 흘러 전력손실이 발생하는 것을 방지한다.3 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention. 3, in the LED
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 형광램프(130)는 제1 내지 제4 연결핀(131, 132, 133, 134)에 일단이 각각 연결되는 커패시터 C31 내지 C34에 다이오드 D33 내지 D36이 각각 직렬로 연결된다. 그리고, 애노드가 LED 어레이(13) 캐소드측 단자(13b)에 연결되고, 캐소드가 다이오드 D33의 애노드에 연결되는 다이오드 D37과, 애노드가 다이오드 D34의 캐소드에 연결되고 캐소드가 LED 어레이(13)의 애노드측 단자(13a)에 연결되는 다이오드 D38이 추가된다. 4 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the LED
다이오드 D33 내지 D36은 다이오드 D37 및 D38과 함께 다양한 형광등용 안정기에서 교류 전압의 위상과 무관하게 본 실시예에 따른 LED 형광램프(130)가 동작되도록 한다. The diodes D33 to D36 together with the diodes D37 and D38 allow the LED
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도이다. 본 실시예에 따른 LED 형광램프(140)는 제3 실시예에 따른 LED 형광램프(130)에 비해, 다이오드 D49 및 D50이 추가로 사용된다. 다이오드 D49는 애노드가 다이오드 D46의 캐소드에 연결되고, 캐소드는 LED 어레이(14)의 애노드측 단자(14a)에 연결되며, 다이오드 D50은 애노드가 LED 어레이(14)의 캐소드측 단자(14b)에 연결되고, 캐소드는 다이오드 D45의 애노드에 연결된다. 다이오드 D49 및 D50은 외부로부터 인가되는 전압에 대해 LED 형광램프(140)가 대칭 동작이 가능하도록 한다. 5 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a fourth embodiment of the present invention. In the LED
상기한 바와 같은 구성의 LED 형광램프는 별도의 회로변경 없이, 기존에 사용되는 모든 형광등용 안정기에 연결되어 사용될 수 있다. 이에 대해 설명의 편의상 도 4 또는 도 5에서 설명한 LED 형광램프를 예로 들어 다양한 형광등용 안정기에서 동작 과정을 설명하기로 한다. The LED fluorescent lamp of the above-described configuration can be used in connection with all conventional ballasts for fluorescent lamps without a separate circuit change. For convenience of description, an operation process of various fluorescent ballasts will be described using the LED fluorescent lamp described with reference to FIG. 4 or 5 as an example.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 스타트(Instant Start) 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우의 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 스타트(Instant Start) 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우의 회로 구성을 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a diagram showing the circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the third embodiment of the present invention is used for an electronic fluorescent ballast of an instant start method, and FIG. 7 is a fourth embodiment of the present invention. Fig. 1 shows a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the present invention is used for an electronic fluorescent ballast of an instant start method.
도 6을 참조하면, 인스턴트 스타트(Instant Start) 방식의 전자식 형광등용 안정기는, 트랜스포머 T1, T2와 커패시터 C 로 구성되는 회로의 자체 발진동작에 의하여, 스위칭 소자의 Q71, Q72가 스위칭 동작을 지속토록 하고, 스위칭점 (A)의 출력을 AC적으로는 쇼트 상태이며 DC적으로는 1/2 Vs 인 직렬로 연결된 커패시터 Co의 중점인 (B)점에, 트랜스포머 T2의 1차 권선 T2-1으로 연결하여, 트랜스포머 T2의 2차 권선 T2-2에 유기되는 고전압으로 형광램프를 초기 방전시키고, 일단 방전이 이루어진 후에는 램프부하와 직렬로 연결된 커패시터 C1에 의해 안정화 램프 전류를 제어하는 방식이다.Referring to FIG. 6, the instant start ballast for electronic fluorescent lamps has a self-oscillating operation of a circuit composed of transformers T1 and T2 and capacitor C, such that Q71 and Q72 of the switching elements continue the switching operation. The output of the switching point (A) to the primary winding T2-1 of the transformer T2 at the point (B), which is the midpoint of the series-connected capacitor Co, which is short in AC and 1/2 Vs in DC. In this connection, the fluorescent lamp is initially discharged with a high voltage induced in the secondary winding T2-2 of the transformer T2, and once discharged, the stabilizing lamp current is controlled by the capacitor C1 connected in series with the lamp load.
이 방식의 형광등 안정기를 사용했을 경우, 전자식 안정기의 출력선이 제1 연결핀(131) 과 제2 연결핀(132)에 연결되었을 때의 기본 동작을 살펴보면, 트랜스포머 T2는 자체 발진에 의하여 2차 권선 T2-2에 고주파의 AC 전압을 유기시키며 (D)점을 기준으로 (C)점이 (+) 전위인 경우, 커패시터 C31내지 C34의 커패시턴스 성분에 의해, 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, (C)점 - C1 - C31 - D33 - D31 - LED 어레이(13) - D32 - D34 - C32 - (D)점의 경로로 주전류가 흐르고, (C)점이 (-) 구간이 되는 구간에서는 역시 커패시터 C31내지 C34의 커패시턴스 성분에 의해, 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, (D)점 - C32 - D38 - LED 어레이(13) - D37 - C31- C1 - (C)점의 경로로 주전류가 흐르게 된다.When the fluorescent ballast of this type is used, the basic operation when the output line of the electronic ballast is connected to the first connecting
따라서, LED 어레이(13)에 흐르는 전류값은, 전자 안정기의 내부에 들어 있는전류제어 커패시터 C1과 C31 및 C32의 직렬 복합 임피던스에 의해 제어되게 되며 LED 형광램프 내부의 커패시터 C51 과 C52의 값을 변화 시킴으로써 LED 어레이 부하에 흐르는 전류를 제어 할 수 있게 된다.Therefore, the current value flowing in the
이때, 커패시터 C31과 C32의 값을 C2로 놓으면 복합 임피던스 Z는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.In this case, if the values of the capacitors C31 and C32 are set to C2, the complex impedance Z may be expressed as follows.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프(140)를 인스턴트 스타트(Instant Start) 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우, 제3 연결핀(143)과 제4 연결핀(144)은 대칭성을 위한 단자이며, 기본동작은 전술한 바와 동일하다.As shown in FIG. 7, when the
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 소프트 스타트 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.8 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth exemplary embodiment of the present invention is used in a soft start ballast for electronic fluorescent lamps.
이 방식의 전자식 형광등용 안정기는 스위칭 소자 Q81, Q82의 스위칭점인 (A)점에 인덕터 T3와 커패시터 C1으로 구성된 직렬 공진 회로를 접속하고, 공진 커패시터 C1의 양단에 1개 또는 복수의 램프를 연결하는 구성으로 되어 있다. 이 방식에 있어서, 형광램프 수명의 극대화를 위하여, 공진용 트랜스에 T3 2차 예열권선 T3-a, T3-b를 감아 램프 초기 점등시에 이 예열권선에서 발생하는 2차 전압으로 형광램프의 필라멘트를 충분히 예열 시킨 후, 고전압을 램프에 인가하는 방식으로, 점등시 형광램프 필라멘트의 옥사이드 비산을 최소화함으로써 형광램프의 수명을 극대화 시키고자 하는 것이다.The ballast for electronic fluorescent lamps of this type connects a series resonant circuit composed of an inductor T3 and a capacitor C1 to the switching point (A) of switching elements Q81 and Q82, and connects one or more lamps to both ends of the resonant capacitor C1. It becomes the structure to say. In this method, in order to maximize the life of the fluorescent lamp, the T3 secondary preheating windings T3-a and T3-b are wound around the resonant transformer, and the filament of the fluorescent lamp is produced by the secondary voltage generated in the preheating winding when the lamp is initially turned on. After sufficiently preheating, by applying a high voltage to the lamp, it is intended to maximize the lifetime of the fluorescent lamp by minimizing the oxide scattering of the fluorescent lamp filament at the time of lighting.
이 방식을 사용한 경우, 스위칭 소자 Q81, Q82의 스위칭 주파수를 인덕터 T3 의 인덕턴스값 L1과 커패시터 C1의 직렬공진 주파수에 일치 시키면, 동작 주파수 f는 Co≫ C1 일 경우 Co를 무시하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.In this case, if the switching frequency of the switching elements Q81 and Q82 is matched with the inductance value L1 of the inductor T3 and the series resonant frequency of the capacitor C1, the operating frequency f can be expressed as have.
따라서 커패시터 C1의 양단에는 주파수 f의 AC 전압이 유기되게 된다. 동작 중에서는 인덕터 T3에 커플링되어 있는 필라멘트 가열용 권선 T3-a에 흐르는 전류는, 실제의 전자안정기에 있어 T3-a 에 유기되는 전압은 10V 미만의 낮은 전압이므로 다이오드 D53과 D55에 의해 블로킹되어 전류가 흐르지 못하므로 전력손실을 가져오지 않으며 반대편 필라멘트 예열권선 T3-b도 다이오드 D54와 D56에 의해 블로킹되므로 전류가 흐르지 못하여 이에 의한 전력손실은 거의 무시 할 수 있다. Therefore, the AC voltage of frequency f is induced across the capacitor C1. In operation, the current flowing through the filament heating winding T3-a coupled to the inductor T3 is blocked by diodes D53 and D55 because the voltage induced by T3-a in the actual ballast is less than 10V. Since no current flows, there is no power loss, and the opposite filament preheating winding T3-b is also blocked by diodes D54 and D56.
도 8을 참조하면, LED 형광램프(130)에 흐르는 주전류는, 예열권선 T3-a와 T3-b의 권선에 의해 LED 어레이(15)에 흐르는 전류는 아주 미세하므로 T3-a 와 T3-b 의 권선을 무시하면, (B)점의 전위가 (C)점 대비 (+) 주기에서는 커패시터 C41내지 C44의 커패시턴스 성분에 의해, 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, (B)점 - C43 - D45 - D41 - LED 어레이(14) - D42 - D46 - C44 - (C)점의 경로로 주전류가 흐르게 되며, (B)점의 전위가 (C)점 대비 (-) 주기에는 역시 커패시터 C41내지 C44의 커패시턴스 성분에 의해, 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, 그 반대로 (C)점 - C44 - D49 - LED 어레이(14) - D50 - C43 - (B) 점의 경로로 주전류가 흐르게 된다. 따라서 이때 LED 어레이(14)에 흐르는 전류는, 커패시터 C41 내지 C44의 값을 C2라 놓으면 커패시터의 복합 임피던스는 2/jwC2 가 되며 이 C2값을 변화 시킴에 의해 LED 어레이(14)에 흐르는 전류를 제어 할 수 있게 된다.Referring to FIG. 8, since the main current flowing through the
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 스타터 램프 방식의 쵸크식 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다.9 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth embodiment of the present invention is used in the choke type ballast of the starter lamp type.
도 9를 참조하면, 입력전압이 인가되게 되면, 일반형광등과 달리 LED 형광램프(150)의 임피던스는 무한대로 보이지 않으므로 스타터 램프(200)는 오픈 된 상태로 간주 할 수 있으며 따라서 이를 무시하면 주전류 경로는 제3 연결핀(143)에 인가되는 전압이 (+) 주기에서는 앞에서와 같이 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, C43 - D45 - D41 - LED 어레이(14) - D42 - D46 - C44가 되며, (-) 주기에서는 역시 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, C44 - D49 - LED 어레이(14) - D50 - C43 이 되고 이때의 전류를 제어하는 복합 임피던스를 Z는, 인덕턴스 L의 값을 L 그리고 커패시터 C41 내지 C44의 값을 C2로 놓으면,9, when the input voltage is applied, unlike the general fluorescent lamp, since the impedance of the LED fluorescent lamp 150 does not appear to be infinite, the
가 된다.Becomes
이때, 흐르는 전류는 상용 입력전원 주파수 50/60 Hz의 2배인 100/120 Hz의 주파수를 가진 맥류의 형태를 나타내게 된다. 따라서 저주파로 LED 형광램프(140)을 구동할 때 발생할 수 있는 플리커링(flickering) 현상을 현저히 감소 시킬 수 있다.At this time, the flowing current is in the form of a pulse with a frequency of 100/120 Hz, which is twice the frequency of
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프를 철심형 레피드 스타트(Rapid start) 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 철심형 레피드 스타트(Rapid start) 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다. FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when an LED fluorescent lamp according to a third exemplary embodiment of the present invention is used in a fluorescent ballast of an iron core type rapid start method, and FIG. 11 is a fourth exemplary embodiment of the present invention. Is a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the present invention is used in a fluorescent ballast of the iron core type rapid start method.
도 10을 참조하면, (B)점을 기준으로 하여 트랜스 권선의 (A)쪽에 (+) 전압이 걸릴 경우, 형광등의 필라멘트를 예열시키기 위한 예열권선 n1과 n2에 걸리는 전압을 각각 Vn1과 Vn2 라고 하면, 이 경우도 도 8의 소프트 스타트 방식의 전자식안정기와 마찬가지로 다이오드 D33과 D35 및 다이오드 D34와 D36이 서로 역방향으로 접속되어 부하가 오픈된 상태로 보이게 되므로 예열권선에 의한 전력 손실을 제로화 할 수 있다.Referring to FIG. 10, when a positive voltage is applied to the (A) side of the transformer winding based on the point (B), the voltages applied to the preheating windings n1 and n2 for preheating the filament of the fluorescent lamp are referred to as Vn1 and Vn2, respectively. In this case, as in the soft start electronic ballast of FIG. 8, diodes D33 and D35 and diodes D34 and D36 are connected to each other in a reverse direction, so that the load appears to be in an open state, thereby reducing power loss due to preheating windings. .
LED 형광램프에 흐르는 주전류의 경로를 보게 되면, 입력전원 전압을 Vo라 놓으면, If you see the path of the main current flowing in the LED fluorescent lamp, if you set the input power voltage to Vo,
와 같이 되며, Vo는 형광램프의 초기 방전을 유도할 만큼 충분한 수백 볼트 정도의 초기 방전 개시 전압 이상이 된다. LED 어레이(13)에 흐르는 주전류를 보게 되면, (B)점을 기준으로 하여 (A)점이 (+) 주기의 구간에서는 커패시터 C31내지 C34의 커패시턴스 성분에 의해, 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, (C)점 - C31- D33 - D31 - LED 어레이(13) - D32 - D34 - C32- (D) 점의 경로로 주전류가 흐르게 되며, (B)점을 기준으로 하여 (A)점이 (-) 주기에서는 역시 커패시터 C31내지 C34의 커패시턴스 성분에 의해, 전압에 대해 π/2 만큼 변위되어, (D)점 - C32 - D38 - LED 어레이(13) - D57 - C31 - (C)점의 경로로 주전류가 흐르게 된다.Vo is higher than the initial discharge start voltage of several hundred volts sufficient to induce the initial discharge of the fluorescent lamp. When the main current flowing through the
이 경우에도, 도 9의 스타터 방식의 쵸크 안정기와 마찬가지로, LED 형광램프(130)를 통해 흐르는 전류는 입력 전원주파수 f의 2배인 2f의 주파수를 가진 맥류 형태를 지닌다. 따라서, 50/60 Hz의 상용 주파수로 f로 LED 형광램프를 구동할 때 생기는 플리커링 현상을 현격히 줄일 수 있는 장점이 있다.Also in this case, similar to the choke ballast of the starter method of FIG. 9, the current flowing through the
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프(140)를 철심형 레피드 스타트(Rapid start) 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우에도 기본 동작 과정도 전술한 바와 동일하다.In addition, as shown in FIG. 11, even when the
이와 같이 본 발명에 따른 LED 형광램프는 일반적으로 사용되고 있는 전자식 안정기에 회로 변경없이 바로 장착하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 LED 형광램프는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the LED fluorescent lamp according to the present invention can be directly mounted and used without changing a circuit in an electronic ballast which is generally used. In addition, the LED fluorescent lamp according to the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each embodiment so that various modifications can be made It may alternatively be configured in combination.
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.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도, 1 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 LED 어레이의 구조를 나타낸 도면, 2 is a view showing the structure of the LED array of FIG.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,3 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,4 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a third embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프의 회로도,5 is a circuit diagram of an LED fluorescent lamp according to a fourth embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 스타트 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면,6 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when an LED fluorescent lamp according to a third exemplary embodiment of the present invention is used in an instant start type electronic fluorescent ballast.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 인스턴트 스타트 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면,7 is a view showing a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth embodiment of the present invention is used in the electronic fluorescent lamp ballast of the instant start method,
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 소프트 스타트 방식의 전자식 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면,8 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth embodiment of the present invention is used in a soft start ballast for an electronic fluorescent lamp.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 스타터 램프를 사용한 쵸크식 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면, 9 is a view showing a circuit configuration when an LED fluorescent lamp according to a fourth embodiment of the present invention is used in a choke type ballast using a starter lamp;
도 10는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 형광램프를 철심형 레피드 스타트 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면, 그리고 10 is a view showing a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the third embodiment of the present invention is used in the fluorescent ballast of the iron core type rapid start method; and
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 형광램프를 철심형 레피드 스타트 방식의 형광등용 안정기에 사용한 경우 회로 구성을 나타낸 도면이다. 11 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration when the LED fluorescent lamp according to the fourth embodiment of the present invention is used in a fluorescent ballast of the iron core type rapid start method.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
14: LED 어레이 140: LED 형광램프 14: LED array 140: LED fluorescent lamp
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