KR101041350B1

KR101041350B1 - 엘이디 소자 보호를 위한 엘이디램프 전원 보상장치

Info

Publication number: KR101041350B1
Application number: KR1020100110174A
Authority: KR
Inventors: 최호영
Original assignee: (주)상지기술
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2011-06-14

Abstract

본 발명은 LED 소자 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어부의 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 전원을 부하측으로 공급하는 스위칭부와, 스위칭부에서 공급되는 전원을 직류로 변환시켜 부하에 공급하는 평활부와, 상기 평활부에서 공급되는 전원으로 점등되는 복수의 LED로 이루어진 LED램프를 포함하여 구성된 LED 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 있어서, 상기 LED램프는 복수의 LED가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 구성하고, 전원 공급시 LED램프 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭에 존재하는 LED 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED의 가장 낮은 순방향전압(Vf)을 검출하는 전압검출부와, 전압검출부에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어부로 출력하는 제어정보 생성부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 제어정보 생성부에서 생성된 보상제어정보에 따라 LED램프로 공급되는 전원이 차단되거나 보상되어 LED에 과전류가 흐르지 않아 과열되지 않도록 하고, 이를통해 한번 과열되기 시작하는 순방향전압(Vf)이 낮은 LED가 과열에 의해 순방향전압이 더욱 낮아지면서 과전류에 의해 손상되는 현상 및 그 손상된 LED 주변의 다른 LED가 연속적으로 손상되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

엘이디 소자 보호를 위한 엘이디램프 전원 보상장치{Power compensation device}

본 발명은 LED 소자 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 LED가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 LED램프를 이루고, 전원 공급시 LED램프 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭에 존재하는 LED 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED의 순방향전압(Vf)을 검출하는 전압검출부와, 전압검출부에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하는 제어정보 생성부를 더 포함하여 구성하므로서, 제어정보 생성부에서 생성된 보상제어정보에 따라 LED램프로 공급되는 전원이 차단되거나 보상되어 LED에 과전류가 흐르지 않아 과열되지 않도록 하고, 이를통해 한번 과열되기 시작하는 순방향전압(Vf)이 낮은 LED가 과열에 의해 순방향전압이 더욱 낮아지면서 과전류에 의해 손상되는 현상 및 그 손상된 LED 주변의 다른 LED가 연속적으로 손상되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 엘이디 소자 보호를 위한 엘이디램프 전원 보상장치와 방법에 관한 것이다.

일반적으로 LED를 광원으로 사용하는 LED램프는 복수의 LED를 직병렬로 설치하여 이루어지고, LED램프로는 LED에 과전류가 흐르지 않도록 적정치의 전원을 공급하는 전원공급장치가 설치되고 있다.

LED램프를 이루는 각각의 LED들은 점등시 인가되는 순방향전압(Vf)이 설정되어 있으며, 그 순방향전압(Vf)은 LED 제조시 작업오차에 의해 미세하게 다르게 설정된다.

따라서, 동일한 소비전력을 갖도록 제조된 LED라 하더라도 각 LED의 순방향전압(Vf)이 다르므로 직렬 연결된 LED에 동일한 전류가 흐르게되면 어느 소자(순방향전압이 높은것)는 적정한 레벨의 전류가 흐르게되는 반면 어느 소자(순방향전압이 낮은것)는 높은레벨(과전류)의 전류가 흐르게되어 과열되고, 한번 과열된 LED의 순방향전압은 더욱 낮아지면서 과열되는 악순환이 반복되고, 직렬로 연결된 다른 LED까지 소손시키는 문제점이 발생하고 있었다.

또한, 종래에는 자체 발열 뿐만 아니라 주변 환경에 따라 LED가 과열되는 경우에도 LED가 소손되거나 수명이 단축되는 결과를 초래하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 복수의 LED가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 LED램프를 이루고, 전원 공급시 LED램프 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭에 존재하는 LED 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED의 순방향전압(Vf)을 검출하는 전압검출부와, 전압검출부에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하는 제어정보 생성부를 더 포함하여 구성하므로서, 제어정보 생성부에서 생성된 보상제어정보에 따라 LED램프로 공급되는 전원이 차단되거나 보상되어 LED에 과전류가 흐르지 않아 과열되지 않도록 하고, 이를통해 한번 과열되기 시작하는 순방향전압(Vf)이 낮은 LED가 과열에 의해 순방향전압이 더욱 낮아지면서 과전류에 의해 손상되는 현상 및 그 손상된 LED 주변의 다른 LED가 연속적으로 손상되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 엘이디 소자 보호를 위한 엘이디램프 전원 보상장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

제어부의 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 전원을 부하측으로 공급하는 스위칭부와, 스위칭부에서 공급되는 전원을 직류로 변환시켜 부하에 공급하는 평활부와, 상기 평활부에서 공급되는 전원으로 점등되는 복수의 LED로 이루어진 LED램프를 포함하여 구성된 LED 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 있어서,

상기 LED램프는 복수의 LED가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 구성하고,

전원 공급시 LED램프 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭에 존재하는 LED 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED의 가장 낮은 순방향전압(Vf)을 검출하는 전압검출부와,

전압검출부에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어부로 출력하는 제어정보 생성부,

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 제어정보 생성부에서 생성된 보상제어정보에 따라 LED램프로 공급되는 전원이 차단되거나 보상되어 LED에 과전류가 흐르지 않아 과열되지 않도록 하고, 이를통해 한번 과열되기 시작하는 순방향전압(Vf)이 낮은 LED가 과열에 의해 순방향전압이 더욱 낮아지면서 과전류에 의해 손상되는 현상 및 그 손상된 LED 주변의 다른 LED가 연속적으로 손상되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 전원보상장치를 보인 회로 블럭도.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 보인 회로 블럭도.

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은,

제어부(4)의 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 전원을 부하측으로 공급하는 스위칭부(1)와, 스위칭부(1)에서 공급되는 전원을 직류로 변환시켜 부하에 공급하는 평활부(2)와, 상기 평활부(2)에서 공급되는 전원으로 점등되는 복수의 LED(8)로 이루어진 LED램프(6)를 포함하여 구성된 LED 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 있어서,

상기 LED램프(6)는 복수의 LED(8)가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭(7a,7b,7c)들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 구성하고,

전원 공급시 LED램프(6) 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭(7a~7c)에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭(7a~7c)에 존재하는 LED(8) 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED(8)의 가장 낮은 순방향전압(Vf)을 검출하는 전압검출부(9)와,

전압검출부(9)에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어부(4)로 출력하는 제어정보 생성부(10)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전압검출부(9)는 오피앰프 또는 전압을 감지할 수 있는 수동소자로서 구현할 수 있다.

제어정보 생성부(10)에서 출력되는 보상제어정보는 전압레벨, 주파수, 정형화된 코드(데이터) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

제어정보생성부(10)에 의해 가장 낮은 순방향전압(Vf)이 검출된 병렬램프블럭(7a~7c)의 위치를 표시하는 표시부(11)와,

제어정보 생성부(10)의 제어에 따라 전압검출부(9)에서 검출되는 정보를 저장하는 저장부(12),

를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

제어정보 생성부(10)에서 생성된 제어정보는 제어정보 송신부(13)에 의해 송신되고, 제어정보 송신부(13)에서 전송된 제어정보는 제어정보 수신부(5)에 의해 수신되어 제어부(4)로 공급되며, 제어부(4)는 제어정보 수신부(5)를 통해 수신되는 제어정보에 따라 스위칭부(1)의 스위칭주기를 조절하여 LED램프(6)로 공급되는 전원을 제어하게 된다.

상기 구성되는 전원 보상장치에 의해 구현되는 전원보상방법은,

복수의 LED(8)가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭(7a,7b,7c)들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 LED램프(6)를 구성한 LED램프의 전원보상방법에 있어서,

전원 공급시 LED램프(6) 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭(7a~7c)에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭(7a~7c)에 존재하는 LED(8) 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED(8)의 가장 낮은 순방향전압(Vf)을 검출하고,

가장 낮은 순방향전압(Vf)이 검출된 병렬램프블럭(7a~7c)에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 전원제어단으로 피드백시켜 LED램프(6)로 공급되는 전원이 보상되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제어부(4)의 제어신호에 의해 스위칭부(1)가 스위칭동작하여 전원을 평활부(2)로 공급하고, 평활부(2)는 입력되는 전원을 직류로 변환시켜 LED램프(6)로 공급하여 LED램프(6)가 점등되도록 한다.

이때, 되먹임부(3)는 LED램프(6)로 공급되는 전원을 제어부(4)로 피드백시켜 제어부(4)가 LED램프(6)로 항상 일정한 전원이 공급될 수 있도록 한다.

한편, 상기 LED램프(6)는 복수의 LED(8)가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭(7a,7b,7c)들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 구성하는데, 이는 각 병렬램프블럭(7a~7c)에 인가된 전압을 검출하기 위함이다.

즉, 각 블럭(7a~7c)의 전압을 검출하게 되면, 각각의 블럭(7a~7c)에 흐르는 전류는 동일하므로 검출되는 전압은 해당 블럭을 이루는 LED(8) 중에서 가장 많은 전류가 흐르는, 즉, 가장 낮은 순방향전압(Vf)이 검출되는 것이다.

이러한 원리에 의해 전압검출부(9)는 LED램프(6)에 흐르는 전체전류를 감지함과 동시에 각각의 병렬램프블럭(7a~7c)에 인가된 전압을 검출하여 제어정보 생성부(10)로 공급하며, 제어정보 생성부(10)는 전압검출부(9)에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성한다.

제어정보 생성부(10)에서 생성되는 보상제어정보는 전압레벨, 주파수, 정형화된 코드(데이터) 중 어느 하나이다.

제어정보 생성부(10)에서 생성된 보상제어정보는 제어정보 송신부(13)에 의해 제어정보 수신부(5)로 전송되어 제어부(4)로 공급되고, 제어부(4)는 제어정보 생성부(10)에서 전송된 보상제어정보에 따라 스위칭부(1)의 스위칭주기를 가변시켜 LED(8)를 보호할 수 있는 범위의 전원이 공급되도록 하는 것이다.

한편, 상기 제어정보 생성부(10)에서 생성된 보상제어정보는 저장부(12)에 일정기간 저장되어 이후 관리자가 LED램프(6)를 정비할 때 활용할 수 있도록 하며, 가장 낮은 순방향전압(Vf)이 감지된 병렬램프블럭(7a~7c)의 위치를 표시부(11)를 통해 표시토록 하므로서, 관리자가 신속히 해당 병렬램프블럭을 정비 및 교체할 수 있게 된다.

한편, 도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서,

전원 공급시 LED램프(6) 전체의 발열온도를 감지하는 제 1 온도센서(21)와,

LED램프(6)를 이루는 각각의 병렬램프블럭(7a~7c)의 발열온도를 감지하는 제 2 온도센서(22a~22c)들과,

LED램프(6)의 주변부 광량을 감지하는 광량검출부(23)와,

제 1 및 제 2 온도센서(21,22)와 광량검출부(23)에 의해 감지되는 온도와 광량을 수집 검출하는 온도/광량 검출부(24)와,

상기 온도/광량 검출부(24)에서 검출된 정보로서 가장 높은 온도로 발열하는 병렬램프블럭(7a~7c)을 판단하고, 이 블럭의 온도가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어부(4)로 출력하는 제어정보생성부(10),

를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예는 LED램프(6)를 이루는 병렬램프블럭(7a~7c)의 온도와 LED램프(6)가 설치된 주변부의 밝기, 즉, 광량을 감지하여 전원을 보상하는 것이다.

즉, 제 1 온도센서(21)는 전원 공급시 LED램프(6) 전체의 발열온도를 감지하고, 제 2 온도센서(22a~22c)들은 LED램프(6)를 이루는 각각의 병렬램프블럭(7a~7c)의 발열온도를 감지하며, 광량검출부(23)는 LED램프(6)가 설치된 주변부의 광량을 감지하며, 온도/광량 검출부(24)는 제 1 및 제 2 온도센서(21,22)와 광량검출부(23)에 의해 감지되는 온도와 광량을 수집 검출하여 제어정보생성부(10)로 출력하고, 제어정보생성부(10)는 상기 온도/광량 검출부(24)에서 검출된 정보로서 가장 높은 온도로 발열하는 병렬램프블럭(7a~7c)을 판단하고, 이 블럭의 온도가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어정보송신부(13)와 제어정보 수신부(5)를 통해 제어부(4)로 출력하여 LED램프(6)로 공급되는 전원이 보상되도록 하는 것이다.

1: 스위칭부, 2: 평활부,
3: 되먹임부, 4: 제어부,
5: 제어정보 수신부, 6: LED램프,
7: 병렬램프블럭, 8: LED,
9: 전압검출부, 10: 제어정보 생성부,
11: 표시부, 12: 저장부,
13: 제어정보 송신부,

Claims

제어부(4)의 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 전원을 부하측으로 공급하는 스위칭부(1)와, 스위칭부(1)에서 공급되는 전원을 직류로 변환시켜 부하에 공급하는 평활부(2)와, 상기 평활부(2)에서 공급되는 전원으로 점등되는 복수의 LED(8)로 이루어진 LED램프(6)를 포함하여 구성된 LED 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 있어서,
상기 LED램프(6)는 복수의 LED(8)가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭(7a,7b,7c)들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 구성하고,
전원 공급시 LED램프(6) 전체에 흐르는 전체전류와 각 병렬램프블럭(7a~7c)에 인가된 전압을 감지하여 해당 병렬램프블럭(7a~7c)에 존재하는 LED(8) 중에서 가장 전류가 많이 흐르는 LED(8)의 가장 낮은 순방향전압(Vf)을 검출하는 전압검출부(9)와,
전압검출부(9)에서 검출된 각 병렬램프블럭의 전압정보로 가장 높은 전류가 흐르는 병렬램프블럭의 순방향전압(Vf)을 판독하여 이 블럭에 흐르는 전류가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어부(4)로 출력하는 제어정보 생성부(10)와,
제어정보생성부(10)에 의해 가장 낮은 순방향전압(Vf)이 검출된 병렬램프블럭(7a~7c)의 위치를 표시하는 표시부(11)와,
제어정보 생성부(10)의 제어에 따라 전압검출부(9)에서 검출되는 정보를 저장하는 저장부(12),
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 보호를 위한 엘이디램프 전원 보상장치.
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제어부(4)의 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 전원을 부하측으로 공급하는 스위칭부(1)와, 스위칭부(1)에서 공급되는 전원을 직류로 변환시켜 부하에 공급하는 평활부(2)와, 상기 평활부(2)에서 공급되는 전원으로 점등되는 복수의 LED(8)로 이루어진 LED램프(6)를 포함하여 구성된 LED 보호를 위한 LED램프 전원 보상장치에 있어서,
상기 LED램프(6)는 복수의 LED(8)가 병렬 연결되어 있는 병렬램프블럭(7a,7b,7c)들을 전원에 대해 직렬로 연결하여 구성하고,
전원 공급시 LED램프(6) 전체의 발열온도를 감지하는 제 1 온도센서(21)와,
LED램프(6)를 이루는 각각의 병렬램프블럭(7a~7c)의 발열온도를 감지하는 제 2 온도센서(22a~22c)들과,
LED램프(6)의 주변부 광량을 감지하는 광량검출부(23)와,
제 1 및 제 2 온도센서(21,22)와 광량검출부(23)에 의해 감지되는 온도와 광량을 수집 검출하는 온도/광량 검출부(24)와,
상기 온도/광량 검출부(24)에서 검출된 정보로서 가장 높은 온도로 발열하는 병렬램프블럭(7a~7c)을 판단하고, 이 블럭의 온도가 낮아지도록 하기 위한 보상제어정보를 생성하여 제어부(4)로 출력하는 제어정보생성부(10),
를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 보호를 위한 엘이디램프 전원 보상장치.