KR100999854B1

KR100999854B1 - 교류 엘이디 조명의 트랜스포머 리스 110/220볼트 겸용 전원장치

Info

Publication number: KR100999854B1
Application number: KR1020090010032A
Authority: KR
Inventors: 진 석 장; 동 희 이; 재 성 이; 웅 희 이
Original assignee: 동영전기 주식회사
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-12-09
Also published as: KR20100090840A

Abstract

본 발명은 교류 엘이디 조명의 트랜스포머 리스 110/220볼트 겸용 전원 장치에 관한 것으로, 상세하게는 트랜스포머 없이 교류 커패시터로 교류 전압을 분배하는 전원부와 110V와 220V로 자동으로 절환(切換)하게 하는 제어부, 입력 전압의 크기에 따라 수동으로 전압을 절환하는 스위치가 있는 전압 절환부, 교류 LED부와 LED의 열을 냉각해주는 HEATSINK부를 포함하는 교류 LED 조명기구의 전원장치로서, 본 발명은 상용 트랜스포머를 사용할 때 제작 단가와 제품의 크기와 무게가 증가하여 이를 줄이기 위해 트랜스포머를 사용하지 아니하고 교류 커패시터를 사용하여 220V의 전압을 전압 분배하여 110V용 교류 LED를 사용하고 입력전압에 따라 자동으로 절환되거나 사용자가 직접 절환하는 수동식 절환방법으로 부하에 전원을 공급하는 것으로 상용 트랜스포머를 사용할 때보다 제작 단가를 줄이고 제품의 크기와 무게를 줄이는 효과가 있도록 한 것이다.

교류 LED, 트랜스포머, 전원장치, 전압분배

Description

교류 엘이디 조명의 트랜스포머 리스 110/220볼트 겸용 전원장치{TRANSFORMER LESS MULTIPLE 110V/220V POWER SUPPLY FOR AC LED LAMP}

본 발명은 교류 엘이디(LED) 조명의 트랜스포머 리스 110/220볼트 겸용 전원 장치에 관한 것으로, 트랜스포머를 사용하지 않고 입력 전압을 전압 분배방식을 이용하여 전압에 따라 110V용의 교류 LED 부하에 220V의 전압을 110V의 전압으로 공급하는 전원 장치에 관한 것이다.

일반적으로 110/220V 겸용회로는 부하의 크기에 적합한 상용 트랜스포머를 사용하여 220V 을 110V로, 110V를 220V로 변환시켜 부하에 공급하게 된다. 이때 상용 트랜스포머의 경우에 그 크기가 매우 크고 가격이 높아 저렴한 회로를 구성하기 어려우며, 절환스위치를 사용하여 직접 수동으로 전압에 따라 변경해야 하는 불편한 단점이 있다.

첨부한 도 1 내지 2에 따른 종래의 전원장치의 문제점을 상세하게 살펴보면,

도 1과 같이 일반적인 AC LED 구동 회로로써 스위치를 연결하면 AC LED에 전 원전압 V ₃ 가 부하전류 I _L 이 흐르고 이 전류에 의해 AC LED에 점등이 되어 조명이 켜지게 된다.

이때, AC LED 양단의 저항 R ₁ 은 AC LED에 흐르는 전류를 제한함으로써 AC LED에 흐르는 과전류를 보호하고 LED를 안정적으로 구동하도록 한다.

상기의 경우, 전원전압에 따라 사용할 수 있는 AC LED는 다르게 사용하여야하며, 110V용 AC LED를 220V에 인가하면 저항 및 AC LED가 소손된다. 또한, 220V용 AC LED는 110V의 전원전압에서 점등이 되지 않는 문제점이 발생한다.

도 2와 같이 트랜스포머를 이용한 종래의 220/110V 절환 회로로써, AC LED를 110V 및 220V 겸용으로 사용하기 위해서는, 입력에 관계없이 AC LED에는 일정한 전압이 인가되어야 하므로, 양 전압이 사용가능한 트랜스포머와 절환 스위치를 사용하여, 110V 또는 220V에 대해서 절환 스위치로 AC LED에 일정한 전압이 인가되도록 결선을 조절하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 겸용회로는 부하의 크기에 적합한 상용 트랜스포머를 사용해야 하는 단점이 있으며, 상용 트랜스포머의 경우에는 그 크기가 매우 크고 가격이 높아 저렴한 회로를 구성하기 어려우며, 절환 스위치를 사용하여 직접 수동으로 전압에 따라 변경해야 하는 번거로움이 발생하는 것이다.

본 발명은 트랜스포머를 사용하지 않고 입력전압에 따라 자동으로 절환하여 200V이상의 전압이 인가되면 교류 커패시터 2개로 전압 분배하여 110V용 교류 LED 부하에 전원을 공급하고 또한 기존의 절환스위치를 사용하여 수동적으로 사용자가 입력에 따라 절환하여 교류 LED 부하에 전원을 공급하고자 하는 것으로 기존의 트랜스포머를 사용하는 것보다 제작단가가 크게 줄이고 또한 제품의 크기와 무게를 줄이는 데 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하는 수단으로, 트랜스포머를 사용하지 아니하기 위해 교류 커패시터를 사용하여, 전압 분배의 회로를 구성하여 부하에 전원을 공급하는 것으로, 이때 입력전압에 따라 자동으로 회로를 절환하는 방법과 기존의 절환 스위치를 사용하는 수동으로 절환하는 방법을 제공한다.

본 발명은 교류 커패시터를 이용한 회로의 절환방법을 통하여 기존의 트랜스포머를 사용하는 것보다 제작단가가 크게 줄이고 또한 제품의 크기와 무게를 줄이는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 구성은 다음과 같다.

트랜스포머 없이 교류 커패시터로 교류 전압을 분배하는 전원부와,

110V와 220V로 자동으로 절환(切換)하는 제어부와,

입력 전압의 크기에 따라 수동으로 전압을 절환(切換)하는 스위치가 있는 전압 절환부와,

교류 LED부와,

LED의 열을 냉각해주는 HEATSINK 부로 구성된다.

본 발명을 좀 더 상세하게 설명하면, 상기에 기재한 트랜스포머 없이 전원을 분배하는 전원부는 입력 전원이 220V일 때 릴레이가 동작하여 두 개의 교류 커패시터 중간 단자에서 전원이 출력되어 입력 전압을 분배하여 110V 용의 교류 LED에 전원을 공급하는 부분이다.

본 발명에서 제어부는 입력 전원이 110V일 때는 릴레이를 동작하지 않고 220V일 때 릴레이를 동작시켜 전압분배를 하는 회로에 전압을 인가되게 하는 부분이며, 이에 분배된 전압이나 110V 전압을 받아서 빛으로 출력을 내보내는 교류 LED부, 이때 교류 LED에서 빛을 낼 때 열이 발생하는데 이때 열을 냉각시켜주는 HEATSINK 부로 구성된다.

이와 같이 구성한 본 발명을 첨부한 도 3 내지 4에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 릴레이를 이용한 자동 110/220V 절환형 AC LED 구동회로로써 교류 상용 전압이 인가되었을 때, 교류 커패시터 C ₁ 과 C ₂ 에 의해 교류 전압의 크기 V _S 를 커패시터 양단의 전압 V ₁ 과 V ₂ 로 분압할 수 있다.

상기와 같이 분압된 전압 V ₂ 는 커패시터 값과 부하의 크기에 따라 달라지는데 부하의 크기가 고정되었을 때, 커패시터의 용량을 조절하여 V ₂ 를 일정하게 고정할 수 있다.

입력전압 V ₂ 가 220V 일 경우는 전원 전압을 릴레이의 220V 단과 연결하면 AC LED 양단에는 100V 또는 110V 출력을 구할 수 있다.

또한 입력 전압 V _S 가 100V 또는 110V일 경우에는 릴레이의 스위치가 110V 단과 연결되어 전원전압이 직접 AC LED에 연결된다.

따라서 전원전압의 크기가 110V 또는 220V에 대해서 AC LED에는 릴레이의 절환으로 AC LED에는 항상 110V가 인가되어 안정적인 교류 점등을 할 수 있다.

전원전압의 크기에 따라 릴레이가 자동으로 절환되기 위해서 전원전압을 정류 다이오드로 정류하고 커패시터 C _L 로 평활하여 직류회로를 구성한다.

이 정류된 직류 전압을 전압의 크기에 따라 릴레이 구동저항 R _L 을 통하여 전류가 제한되고, 교류 200V 이상의 전압에 대하여 릴레이가 동작하고 110V에는 동작하지 않도록 저항값 R _L 을 설정할 수 있으며, 릴레이 양단의 다이오드 D _L 는 릴레이를 보호하기 위한 휠링 다이오드로 동작한다.

따라서 릴레이는 교류 전압의 크기에 따라 접점이 자동으로 절환되므로 AC LED 양단에는 항상 110V가 인가되어 안정적인 점등회로를 구성할 수 있다.

교류 입력전압이 110V 또는 220V가 인가되어도 AC LED는 110V로 항상 동작하는 특성으로 구동되며, AC LED의 구동시 열 발생에 대한 냉각은 HEATEAK의 열전도로 대기 의하여 열을 냉각해준다.

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이때, 절환 스위치는 교류 입력의 크기에 따라 수동으로 조절하며, AC LED 양단에는 교류 입력 전압이 110V 또는 220V인 경우에 항상 110V가 인가되도록 분압된 전압으로 동작하며, AC LED의 구동 시 열 발생에 대한 냉각은 HEATEAK를 통하여 열을 냉각해준다.

도 1은 일반적인 AC LED 구동 회로도

도 2는 트랜스포머를 이용한 종래의 220/110V 절환 회로

도 3은 본 발명의 릴레이를 이용한 자동 110/220V 절환형 AC LED 구동회로

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Claims

회로의 냉각을 위한 HEATSINK가 구비되고, 전압을 분배하는 교류 커패시터를 이용한 교류 LED 조명 전원장치에 있어서,

상기의 전원장치의 구성이, 전원장치에 입력되는 전압에 대하여 트랜스포머 없이 교류 커패시터로 교류 전압을 C ₁ 과 C ₂ 로 분배하는 전원부와,

전원장치에 입력되는 입력 전압 110V와 220V에 따라 릴레이를 통하여 자동으로 절환할 수 있도록 전원전압을 정류 다이오드로 정류하고 커패시터 C _L 로 평활하여 직류회로를 구성하는 제어부를 구비한 교류 LED부로 구성됨을 특징으로 하는, 교류 엘이디 조명의 트랜스포머 리스 110/220볼트 겸용 전원 장치.
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