KR101340295B1

KR101340295B1 - 온도의 변화에 대하여 전류량의 변동을 완화하는 엘이디 조명장치

Info

Publication number: KR101340295B1
Application number: KR1020120047808A
Authority: KR
Inventors: 한재덕; 장병탁
Original assignee: 주식회사 티엘아이
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-12-11
Also published as: KR20130124602A

Abstract

온도의 변화에 대하여 전류량의 변동을 완화하는 엘이디 조명장치가 게시된다. 본 발명의 LED 조명장치는 정류전압에 연결되고, 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 LED 발광 블락으로서, 상기 적어도 하나의 LED 모듈의 캐소드 단자에 탭이 형성되어 있는 상기 LED 발광 블락; 변동 기준전압을 발생하는 변동 기준전압 발생블락; 및 상기 탭에 접속되어, 상기 탭까지의 상기 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 폐회로를 구성하도록 구동되는 스위칭 블락으로서, 상기 폐회로에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준전압에 의하여 제어되는 상기 스위칭 블락을 구비한다. 상기 변동 기준 전압은 온도의 변화에 따른 상기 폐회로에 흐르는 전류량의 변화를 완화하는 방향으로 제어된다. 본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 온도의 변화에 따른 흐르는 전류량의 변동이 완화된다.

Description

온도의 변화에 대하여 전류량의 변동을 완화하는 엘이디 조명장치{LED Lighting System for decreasing the variation in current to that in temperature}

본 발명은 엘이디(LED) 조명장치에 관한 것으로서, 특히, 온도의 변화에 대하여 전류량의 변동을 완화하는 LED 조명장치에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 소자는 화합물 반도체의 일종으로서, 인가되는 전압에 의하여 발광되는 소자이다. 이러한 LED 소자는 소형이고, 수명이 길며, 또한, 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 효율이 높다는 장점을 지닌다. 이에 따라, LED 소자를 이용한 LED 조명장치는 점차 백열전구와 형광등을 대체하는 조명장치로 발전되고 있다.

이러한 LED 소자에서 흐르는 전류량은 온도의 상승에 따라 증가하는 것이 일반적이다. 그리고, 이러한 흐르는 전류량은 증가는 LED 소자의 신뢰성을 저하시키고, 결과적으로 LED 조명장치 전체의 신뢰성을 저하하게 된다.

따라서, 온도의 변화에 대하여 흐르는 전류량의 변화를 완화할 수 있는 LED 조명장치의 개발이 요구된다.

본 발명의 목적은 주변 온도의 변화에 따른 흐르는 전류량의 변동을 완화하는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 LED 조명장치에 관한 것이다. 본 발명의 LED 조명장치는 정류전압에 연결되고, 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 LED 발광 블락으로서, 상기 적어도 하나의 LED 모듈의 캐소드 단자에 탭이 형성되어 있는 상기 LED 발광 블락; 변동 기준전압을 발생하는 변동 기준전압 발생블락; 및 상기 탭에 접속되어, 상기 탭까지의 상기 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 폐회로를 구성하도록 구동되는 스위칭 블락으로서, 상기 폐회로에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준전압에 의하여 제어되는 상기 스위칭 블락을 구비한다. 상기 변동 기준 전압은 온도의 변화에 따른 상기 폐회로에 흐르는 전류량의 변화를 완화하는 방향으로 제어된다.

본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 온도의 변화에 따른 흐르는 전류량의 변동이 완화된다.

본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 실시예에서, 온도와 변동 기준 전압의 상관관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 변동 기준 전압 발생블락을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 제1 스위칭부를 구체적으로 나타내는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 다리 접이 작업대의 구조를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 LED 조명장치는 LED 발광블락(100), 변동 기준 전압 발생 블락(200) 및 스위칭 블락(300)을 구비한다.

상기 LED 발광블락(100)은 정류 발생 블락(GPW)으로부터 발생되는 정류전압(VREC)에 연결된다.

바람직하기로는, 상기 정류 발생 블락(GPW)은 교류 공급기(MSAC) 및 정류기(MRC)를 구비한다. 상기 교류 공급기(MSAC)는 교류 전압(VAC)을 공급한다. 이때, 상기 교류 공급기(MSAC)는 자체 발전기일 수도 있으며, 가정용 전기와 같이 외부로부터 수신하여 상기 교류 전압(VAC)을 공급하는 장치가 될 수도 있다.

상기 정류기(MRC)는 상기 교류 전압(VAC)을 정류하여, 상기 정류전압(VREC)을 제공한다. 이때, 상기 정류전압(VREC)의 전압은 시간에 따라 변화된다.

바람직하기로는, 상기 정류기(MRC)는 상기 교류 전압(VAC)의 전(全) 영역을 동일한 방향의 전압으로 정류하여 상기 정류전압(VREC)을 제공하는 전파(全波) 정류기이다.

즉, 상기 정류기(MRC)에 의하여, 상기 교류 전압(VAC)에서 음(-)의 전압은 상기 정류전압(VREC)의 양(+)의 전압으로 정류된다.

더욱 바람직하기로는, 상기 정류기(MRC)는 브리지 다이오드(bridge diode)이다.

계속 도 1을 참조하면, 상기 LED 발광블락(100)은 1개의 LED 모듈 또는 복수개의 LED 모듈들을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 LED 발광블락(100)은 예시적으로 서로 직렬로 연결되는 2개의 LED 모듈(MD1, MD2)이 도시된다.

상기 LED 모듈들(MD1, MD2) 각각은 적어도 하나의 LED 소자로 이루어지며, 상기 정류전압(VREC)에 의하여 발광되도록 제어된다. 이때, 상기 LED 모듈(MD1, MD2) 사이와 마지막의 LED 모듈(MD2)의 캐소드 단자에 각각의 탭(TP1, TP2)이 형성되어 있다.

상기 변동 기준 전압 발생 블락(200)은 변동 기준 전압(VRC)을 발생한다. 이때, 상기 변동 기준 전압(VRC)은 구동 환경, 본 실시예에서는, 온도(TEMP)의 변화에 대하여, 상기 스위칭 블락(300)에 의하여 생성되는 상기 폐회로에 흐르는 전류량의 변화를 완화하는 방향으로 제어된다.

본 실시예에서, 상기 변동 기준 전압(VRC)의 전압레벨은 온도(TEMP)의 변화에 대하여, 도 2에 도시되는 바와 같이, 음(-)의 상관관계를 가진다.

도 3은 도 1의 변동 기준전압 발생블락(200)을 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 변동 기준전압 발생블락(200)은 브랜치 노드(NBR), 제1 제너 다이오드(ZD1), 예비 노드(NPR), 제2 제너 다이오드(ZD2) 및 저항부(210)를 구비한다.

상기 제1 제너 다이오드(ZD1)는 상기 브랜치 노드(NBR)에 커플링되는 캐소드 단자와 접지전압(VSS)에 연결되는 애노드 단자를 가진다. 이에 따라, 상기 브랜치 노드(NBR)는 상기 제1 제너 다이오드(ZD1)의 역방향 전압에 영향을 받게 된다.

상기 제2 제너 다이오드(ZD2)는 상기 접지 전압(VSS)에 연결되는 캐소드 단자와 상기 예비 노드(NPR)에 커플링되는 애노드 단자를 가진다. 이에 따라, 상기 예비 노드(NPR)는 상기 제2 제너 다이오드(ZD2)의 순방향 전압에 영향을 받게 된다.

상기 저항부(210)는 상기 브랜치 노드(NBR)와 상기 예비 노드(NPR) 사이에 형성되며, 상기 변동 기준전압(VRC)을 발생한다. 이때, 상기 변동 기준 전압(VRC)은 상기 브랜치 노드(NBR) 및 상기 예비 노드의 전압(NPR)에 의존된다.

바람직하기로는, 상기 저항부(210)는 제1 분배 저항(211) 및 제2 분배 저항(213)을 구비한다. 상기 제1 분배 저항(211)은 상기 브랜치 노드(NBR)와 상기 변동 기준전압(VRC) 사이에 형성되며, 상기 제2 분배 저항(213)은 상기 예비 노드(NPR)와 상기 변동 기준전압(VRC) 사이에 형성된다.

본 실시예에서, 상기 브랜치 노드(NBR)는 상대적으로 매우 큰 저항값을 가지는 연결 저항(220)을 통하여 전원전압(VDD)과 연결된다. 이에 따라, 상기 브랜치 노드(NBR)의 전압은 일정한 범위 내에서 제어된다.

상기와 같은 구조를 가지는 상기 변동 기준전압 발생블락(200)에 의하면, 상기 변동 기준전압(VRC)은 (수학식 1)과 같다.

(수학식 1)

VRC= VZ*R2/(R1+R2)+VF*R1/(R1+R2)

여기서, VZ는 상기 제1 제너 다이오드(ZD1)의 역방향 전압이며, VF는 상기 제2 제너 다이오드(ZD2)는 순방향 전압이다. 그리고, R1은 제1 분배 저항(211)의 저항값이며, R2는 제2 분배 저항(213)의 저항값이다.

한편, 제너 다이오드의 역방향 전압은 온도에 양(+)의 상관관계를 가지며, 순방향 전압은 온도에 음(-)의 상관관계를 가지는 것이 일반적이다.

즉, (수학식 1)에서, VZ는 온도의 상승에 따라 증가하며, VF은 온도의 상승에 따라 감소한다. 그러므로, 상기 R1과 R2의 비를 적절하게 되면, 상기 변동 기준전압(VRC)은 온도에 음(-)의 상관관계를 가지게 된다.

다시 도 1를 참조하면, 상기 스위칭 블락(300)은 상기 LED 발광 블락(100)의 각각의 탭(TP1, TP2)에 접속되어, 각각의 탭(TP1, TP2)까지의 상기 LED 모듈(MD1, MD2)의 폐회로를 구성하도록 구동된다. 이때, 상기 폐회로에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준전압(VRC)에 의하여 제어된다.

바람직하기로는, 상기 스위칭 블락(300)은 각각의 탭(TP1, TP2)에 접속되어, 상기 탭(TP1, TP2)까지의 상기 LED 모듈(MD1, MD2)의 폐회로를 구성하도록 구동되는 제1 및 제2 스위칭부(310, 320)를 구비한다.

본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 스위칭부(310, 320)는 제어블락(BKCN)으로부터 제공되는 제1 및 제2 제어 신호(XCON1, XCON2)에 의하여 인에이블이 제어된다. 이때, 상기 제1 및 제2 제어 신호(XCON1, XCON2)는 접지전압(VSS)에 대한 상기 정류 전압(VREC)의 전압레벨에 대응하는 논리상태를 가진다.

예를 들어, 상기 정류 전압(VREC)이 소정의 경계 전압 이하인 경우에는, 상기 제1 제어 신호(XCON1)가 활성화되며, 상기 제2 제어 신호(XCON2)는 비활성화된다. 이 경우, 상기 탭(TP1)에 연결되는 상기 제1 스위칭부(310)가 인에이블되므로, 상기 LED 모듈(MD1)은 폐회로에 포함되고, 상기 LED 모듈(MD2)은 폐회로에서 배제된다.

그리고, 상기 정류 전압(VREC)이 상기 경계 전압보다 높은 경우에는, 상기 제1 제어 신호(XCON1)는 비활성화되며, 상기 제2 제어 신호(XCON2)가 활성화된다. 이 경우, 상기 탭(TP2)에 연결되는 제2 스위칭부(320)가 인에이블되므로, 상기 LED 모듈(MD1) 및 LED 모듈(MD2) 모두 폐회로에 포함된다.

참고로, 상기 LED 발광블락(100)이 하나의 LED 모듈(MD1)만이 포함되는 실시예에서는, 상기 제1 스위칭부(310)는 상기 정류 전압(VREC)의 레벨에 관계없이 인에이블되도록 구현된다.

도 1에서, 제1 스위칭부(310) 및 제2 스위칭부(320)는 연결되는 탭만 상이할 뿐이며, 동일한 형태로 구현될 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서는, 설명의 간략화를 위하여, 제1 스위칭부(310)에 대해서만 대표적으로 기술된다.

도 4는 도 1의 제1 스위칭부(310)를 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 상기 제1 스위칭부(310)는 구체적으로, 스위칭 트랜지스터(STR), 스위칭 저항(SRS) 및 스위칭 비교기(SPA)를 구비한다.

상기 스위칭 트랜지스터(STR)는 일접합이 자신에 대응하는 상기 탭(TP1)에 전기적으로 접속되며, 게이팅 신호(XGT)에 응답하여 게이팅된다. 바람직하기로는, 상기 스위칭 트랜지스터(STR)는 앤모스 트랜지스터로 구현된다,

상기 스위칭 저항(SRS)는 상기 스위칭 트랜지스터(STR)의 다른 일접합과 전기적으로 연결되어, 상기 자신에 대응하는 탭(TP1)까지의 상기 LED 모듈(MD1)의 폐회로를 구성하도록 구동된다.

그리고, 상기 스위칭 비교기(SPA)는 상기 제어신호(XCON1)에 의하여 인에이블되며, 상기 스위칭 트랜지스터(STR)의 다른 일접합으로부터 발생되는 순환 신호(VCR)의 전압을 상기 변동 기준 전압(VRC)과 비교하여, 상기 게이팅 신호(XGT)를 발생한다.

바람직하기로는, 상기 스위칭 비교기(SPA)는 상기 순환 신호(VCR)를 반전입력단자(-)로 입력받고, 상기 변동 기준 전압(VRC)을 비반전단자(+)로 입력받으며, 상기 게이팅 신호(XGT)를 출력한다.

본 실시예에서, 상기 스위칭 트랜지스터(STR)를 통하여 흐르는 전류량, 다시 기술하면, 상기 스위칭부(310)에 의하여 형성되는 폐회로에 포함되는 LED 모듈(MD1)에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준 전압(VRC)의 레벨이 양(+)의 상관관계로 제어된다.

정리하면, 본 발명의 LED 조명장치에서는, 상기 폐회로에 포함되는 LED 모듈에 흐르는 전류량은, 온도(TEMP)에 대하여 음(-)의 상관관계로 제어된다.

그 결과, 본 발명의 LED 조명장치에서는, 상기 온도(TEMP)의 변화에 대하여 흐르는 전류량의 변동이 완화된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

예를 들면, 본 실시예에서는, 상기 변동 기준전압의 레벨이 온도에 변화에 대응하여 제어되는 실시예가 도시되고 기술되었다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 변동 기준전압의 레벨이 습도 등과 같은 다른 구동환경에 따라 제어되는 다른 실시예에서도 구현될 수 있음은 당업자에게는 자명한 사실이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

삭제
LED 조명장치에 있어서,
정류전압에 연결되고, 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 LED 발광 블락으로서, 상기 적어도 하나의 LED 모듈의 캐소드 단자에 탭이 형성되어 있는 상기 LED 발광 블락;
변동 기준전압을 발생하는 변동 기준전압 발생블락; 및
상기 탭에 접속되어, 상기 탭까지의 상기 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 폐회로를 구성하도록 구동되는 스위칭 블락으로서, 상기 폐회로에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준전압에 의하여 제어되는 상기 스위칭 블락을 구비하며,
상기 변동 기준 전압은
온도의 변화에 따른 상기 폐회로에 흐르는 전류량의 변화를 완화하는 방향으로 제어되며,
상기 변동 기준전압의 전압레벨은
상기 온도에 대하여 음의 상관 관계를 가지며,
상기 스위칭 블락에 의하여 형성되는 상기 폐회로에 흐르는 전류량은
상기 변동 기준전압에 양의 상관 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
LED 조명장치에 있어서,
정류전압에 연결되고, 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 LED 발광 블락으로서, 상기 적어도 하나의 LED 모듈의 캐소드 단자에 탭이 형성되어 있는 상기 LED 발광 블락;
변동 기준전압을 발생하는 변동 기준전압 발생블락; 및
상기 탭에 접속되어, 상기 탭까지의 상기 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 폐회로를 구성하도록 구동되는 스위칭 블락으로서, 상기 폐회로에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준전압에 의하여 제어되는 상기 스위칭 블락을 구비하며,
상기 변동 기준 전압은
온도의 변화에 따른 상기 폐회로에 흐르는 전류량의 변화를 완화하는 방향으로 제어되며,
상기 변동 기준 전압 발생블락은
브랜치 노드;
상기 브랜치 노드에 캐소드 단자가 커플링되어, 역방향 전압을 발생하는 제1 제너 다이오드;
예비 노드;
상기 예비 노드에 애노드 단자가 커플링되어, 순방향 전압을 발생하는 제2 제너 다이오드; 및
상기 변동 기준전압을 발생하는 저항부로서, 상기 변동 기준전압은 상기 브랜치 노드 및 상기 예비 노드의 전압에 의존되는 상기 저항부를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
제3 항에 있어서, 상기 저항부는
상기 브랜치 노드와 상기 변동 기준전압 사이에 형성되는 제1 분배 저항; 및
상기 예비 노드와 상기 변동 기준전압 사이에 형성되는 제2 분배 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
삭제
LED 조명장치에 있어서,
정류전압에 연결되고, 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 LED 발광 블락으로서, 상기 적어도 하나의 LED 모듈의 캐소드 단자에 탭이 형성되어 있는 상기 LED 발광 블락;
변동 기준전압을 발생하는 변동 기준전압 발생블락; 및
상기 탭에 접속되어, 상기 탭까지의 상기 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 폐회로를 구성하도록 구동되는 스위칭 블락으로서, 상기 폐회로에 흐르는 전류량은 상기 변동 기준전압에 의하여 제어되는 상기 스위칭 블락을 구비하며,
상기 변동 기준 전압은
온도의 변화에 따른 상기 폐회로에 흐르는 전류량의 변화를 완화하는 방향으로 제어되며,
상기 스위칭 블락은
상기 탭에 접속되어, 상기 탭까지의 상기 적어도 하나의 LED 모듈을 포함하는 상기 폐회로를 구성하도록 구동되는 스위칭부를 포함하며,
상기 스위칭부는
상기 탭과 피드백 노드 사이에 형성되는 스위칭 소자로서, 비교 신호의 전압에 따라 컨덕턴스가 제어되는 상기 스위칭 소자;
상기 피드백 노드의 전압을 상기 변동 기준 전압과 비교하여 상기 비교 신호를 발생하는 비교기; 및
상기 피드백 노드와 상기 정류전압의 바탕전압 사이에 형성되는 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제6 항에 있어서, 상기 스위칭 비교기는
상기 피드백 신호를 반전입력단자(-)로 입력받고, 상기 변동 기준 전압을 비반전단자(+)로 입력받으며, 상기 비교 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
삭제