KR102222027B1 - Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법 - Google Patents

Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102222027B1
KR102222027B1 KR1020200012487A KR20200012487A KR102222027B1 KR 102222027 B1 KR102222027 B1 KR 102222027B1 KR 1020200012487 A KR1020200012487 A KR 1020200012487A KR 20200012487 A KR20200012487 A KR 20200012487A KR 102222027 B1 KR102222027 B1 KR 102222027B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led module
output
led
input
current
Prior art date
Application number
KR1020200012487A
Other languages
English (en)
Inventor
김경심
Original Assignee
김경심
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김경심 filed Critical 김경심
Priority to KR1020200012487A priority Critical patent/KR102222027B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102222027B1 publication Critical patent/KR102222027B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/185—Electrical failure alarms
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/25—Circuit arrangements for protecting against overcurrent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

본 발명은 LED 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈용 과전류보호장치는, LED 소자를 포함하는 복수의 LED 모듈에 각각 직렬 연결되어 전류 또는 전압을 제공하는 각각의 출력부를 포함하는 복수의 LED 모듈 출력부, 복수의 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 복수의 LED 모듈 출력부로부터 각각 피드백받아 기설정된 기준값과 비교하는 복수의 비교회로부, 및 복수의 비교회로부에서 각각 출력하는 출력값을 종합적으로 판단하여 복수의 LED 모듈의 비정상 동작 상태를 결정하는 동작상태판단부를 포함할 수 있다.

Description

LED 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법{Overcurrent Protection Device for LED Module and Driving Method Thereof}
본 발명은 LED 모듈용 과전류 보호 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 황색파장 LED 램프를 이용한 해충방지장치에서 특정 파장대를 갖는 황색파장 LED가 구비된 램프부의 안정성을 도모해 해충의 유인 효과가 감소되어 해충으로 인한 농작물 및 화훼의 피해를 감소시키는 LED 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 농작물은 뿌리를 통해 양분과 수분을 흡수하고, 잎을 통한 광합성으로 에너지를 생성하여 생장한다. 즉, 식물 생장에 필요한 에너지는 광합성을 통해 이루어지는데, 이 광합성 작용에서 가장 중요한 것이 빛 에너지이다. 야외에서 재배되는 농작물은 자연광(태양광)에 의해 빛에너지를 공급받기 때문에 별도의 조명 장치가 필요 없지만, 식물공장이나 하우스 등 실내에서 재배되는 농작물의 경우에는 자연광과 유사한 인공조명이 이용되고 있다.
이러한 인공조명을 구현하는 방법은 여러가지가 있지만, 농작물의 생육에 적합한 빛의 파장대를 구현하는 것이 중요한데 이러한 인공조명의 목표조건 파장대를 구현하는 것이 인공조명을 이용한 농작물 재배의 핵심기술이라 할 수 있다. 종래에는 3파장 형광등을 이용하는 방식을 많이 이용하였지만, 소비전력이 너무 크고 수명은 짧은 데 반해, 농작물 생육에는 오히려 적합하지 않다는 문제점이 있었다. 이를 극복하기 위해 LED를 이용한 다양한 농작물 재배용 조명장치들이 개발되었다. 농작물에 램프를 적용하려는 경향은 해충방지분야에도 적용되고 있다. 종래에는 황색 형광등 및 램프를 사용하였고, 최근에는 LED 램프를 적용하려는 경향을 보인다.
종래의 황색 형광등 및 램프는 사용 100시간 이후 황색 파장 방출량이 급격히 저하되는 문제가 있고, 소비 전력도 높다. 또한, 종래의 형광 황색 램프의 경우 폐기시 수은 등과 같은 유해물질이 방출되어 친환경적이지 못한 문제도 있다.
또한, 종래의 LED 조명장치의 경우는 보통 1개의 전원장치와 1개의 LED 모듈로 구성된다. 하나의 전원장치에 하나의 LED 모듈로 구성되어 전원장치 내부의 과전류 보호에 의하여 과전류가 보호되는 것이다.
그런데, 이러한 LED 모듈을 해충방지분야에 적용하기 위하여 다수의 LED 모듈로 구성하는 경우, 일부 LED 모듈의 고장이 있을 때 나머지 모듈에 전류가 증가하고 각 모듈의 전류 한계치를 넘어서게 되어 모든 LED 모듈의 고장으로 이어지고, 심지어는 화재의 위험성이 증가하는 문제가 발생한다.
또한, 기존에도 전류를 센싱하여 각 모듈에 전류를 제한하는 보호장치가 개발되어 있으나, 크기가 대형이고 가격도 높아 모든 모듈에 적용하기가 어렵다.
한국등록특허공보 제10-1829203호(2018.02.08) 한국등록특허공보 제10-1813823호(2017.12.22)
본 발명의 실시예는 가령 황색파장 LED 램프를 이용한 해충방지장치에서 특정 파장대를 갖는 황색파장 LED가 구비된 램프부의 안정성을 도모하여 해충의 유인 효과가 감소되어 해충으로 인한 농작물 및 화훼의 피해를 감소시키는 LED 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈용 과전류보호장치는, LED 소자를 포함하는 복수의 LED 모듈에 각각 직렬 연결되어 전류 또는 전압을 제공하는 각각의 출력부를 포함하는 복수의 LED 모듈 출력부, 상기 복수의 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 상기 복수의 LED 모듈 출력부로부터 각각 피드백받아 기설정된 기준값과 비교하는 복수의 비교회로부, 및 상기 복수의 비교회로부에서 각각 출력하는 출력값을 종합적으로 판단하여 상기 복수의 LED 모듈의 비정상 동작 상태를 결정하는 동작상태판단부를 포함한다.
상기 복수의 비교회로부는, 상기 복수의 LED 모듈의 제1 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제1 비교 결과를 출력하는 제1 비교기, 및 상기 복수의 LED 모듈의 제2 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제2 비교 결과를 출력하는 제2 비교기를 포함할 수 있다.
상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기는 OP 앰프(AMP)를 각각 포함하며, 상기 OP 앰프는, 비반전(+) 단자로 상기 출력값을 각각 입력받고, 반전(-) 단자로 상기 기준값을 공통으로 입력받을 수 있다.
상기 LED 모듈용 과전류보호장치는, 비정상 동작 상태와 관련해 상기 동작상태 판단부로 제공되는 제어신호를 근거로 상기 전류 또는 전압의 공급을 차단하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
상기 동작상태판단부는, 상기 출력값을 종합적으로 판단하여 입력값의 지정 수준을 벗어날 때 비정상 동작 상태로 판단할 수 있다.
상기 LED 모듈용 과전류보호장치는, 상기 스위칭부와 동일 제어신호를 수신하여 비정상 상태를 외부로 알리는 상태 출력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법은, LED 소자를 포함하는 복수의 LED 모듈에 각각 직렬 연결되는 복수의 LED 모듈 출력부가, 전류 또는 전압을 제공하는 단계, 복수의 비교회로부가, 상기 복수의 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 상기 복수의 LED 모듈 출력부로부터 각각 피드백받아 기설정된 기준값과 비교하는 단계, 및 동작상태 판단부가, 상기 복수의 비교회로부에서 각각 출력하는 출력값을 종합적으로 판단하여 상기 복수의 LED 모듈의 비정상 동작 상태를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 비교하는 단계는, 상기 복수의 비교회로부의 제1 비교기가, 상기 복수의 LED 모듈의 제1 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제1 비교 결과를 출력하는 단계, 및 상기 복수의 비교회로부의 제2 비교기가, 상기 복수의 LED 모듈의 제2 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제2 비교 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기는 OP 앰프(AMP)를 각각 포함하며, 상기 OP 앰프는 비반전(+) 단자로 상기 출력값을 각각 입력받고, 반전(-) 단자로 상기 기준값을 공통으로 입력받을 수 있다.
상기 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법은, 스위칭부가, 비정상 동작 상태와 관련해 상기 동작상태판단부로 제공되는 제어신호를 근거로 상기 전류 또는 전압의 공급을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비정상 동작 상태를 결정하는 단계는 상기 출력값을 종합적으로 판단하여 입력값의 지정 수준을 벗어날 때 비정상 동작 상태로 판단할 수 있다.
상기 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법은, 상태 출력부가, 상기 스위칭부와 동일 제어신호를 수신하여 비정상 상태를 외부로 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 황색파장 LED 램프를 이용한 해충방지장치를 구성함으로써 특정 파장대를 갖는 황색파장 LED가 구비된 램프부에 의해 해충의 유인효과가 감소되어 해충으로 농작물 및 화훼의 피해를 감소시킬 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는 황색 파장 LED 점등 시간을 조절하여 빛에 의한 농작물 및 화훼의 생장에 영향을 미치지 않고 친환경적인 농작물 및 화훼의 재배가 가능할 수 있을 것이다.
나아가, 기존 황색 형광등 및 램프의 경우 사용 100시간 이후 황색 파장 방출량이 급격히 저하되지만, 본 발명의 실시예는 황색파장 LED가 적용됨으로써 사용시간에 영향없이 균일한 황색 파장을 조사할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있으며, 수명이 연장되어 제품성능을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예는 기존의 형광 황색램프와 달리 램프부의 폐기시에도 수은 등과 같은 유해물질 방출이 없으므로 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해충방지장치의 구성을 예시한 도면,
도 2는 기판상에 구성된 실제 도 1의 해충방지장치를 보여주는 도면,
도 3은 도 1의 LED 모듈용 과전류보호장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램,
도 4는 도 3의 LED 모듈용 과전류보호장치의 회로도, 그리고
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해충방지장치의 구성을 예시한 도면이며, 도 2는 기판상에 구성된 실제 도 1의 해충방지장치를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해충방지장치(90)는 전원장치(100), 과전류보호장치(110) 및 복수의 LED 모듈(120)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 전원장치(100)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 해충방지장치(90)가 구성되거나, 과전류보호장치(110)가 전원장치(100)나 복수의 LED 모듈(120)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
전원장치(100)는 과전류보호장치(110)로 전압 또는 전류(이하, 전류로 설명함)를 제공한다. 전원장치(100)는 가령 해충방지장치(90)가 어떠한 형태로 사용되느냐에 따라 상용전원을 사용하거나 배터리 등을 사용할 수도 있다. 상용전원(예: 110V/220V 등)을 사용하는 경우 교류 전원을 정류하고 평활하여 지정 레벨(level)의 DC 전압을 생성하고 이를 통해 정격 전류가 과전류보호장치(110)로 제공되도록 할 수 있다. 통상, LED 소자는 정전압 또는 정전류 제어가 모두 가능하기 때문에 다양하게 사용될 수 있지만, 전력 감소 등의 측면에서는 전류를 조절하여 제어하는 것이 유용할 수 있다. 정전압이냐 정전류냐는 전압의 크기를 고정하느냐 아니면 전류의 양을 고정하느냐의 차이가 있는 것이고, 이는 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따라 전원장치(100)는 전류를 과전류보호장치(110)로 제공할 수 있으며, 과전류보호장치(110)는 전원장치(100)에서 제공된 전류를 각각 균일하게 분배하여 복수의 LED 모듈(120)로 각각 제공할 수 있다. 복수의 LED 모듈(120)의 입력부 또는 과전류보호장치(110)의 복수의 출력부가 동일 저항(또는 임피던스)값을 가지면, 하나의 입력에 대하여 서로 병렬 연결되는 복수의 LED 모듈(120)은 모두 동일한 전류를 제공받을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 과전류보호장치(110)는 LED 모듈, 더 정확하게는 복수(혹은 다수)의 LED 모듈(120)이 결합되는 최근의 LED 조명 추세에 부합할 수 있으며, 이에 따라 각 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)에 대한 과전류보호장치(110)의 필요성이 제기된 바 있으며, 이를 해결하기에 유용하다. 여기서, 모듈(module)은 LED 소자나 그 주변회로들이 집적화되어 칩(chip) 등의 형태로 구성된 것을 의미하지만, 그러한 의미에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 과전류보호장치(110)는 LED 모듈(120)의 수가 점차 증가하지만, 하나의 과전류보호장치(110)를 통해 이를 커버할 수 있게 됨으로써 가령 해충방지장치(90)의 크기를 대형화하지 않으면서 제조비용도 절약할 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전류보호장치(110) 또는 해충방지장치(90)가 실제 회로 기판에 구성된 모습을 보여주고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 과전류보호장치(110)는 가령 OP 앰프(AMP) 등의 비교기를 이용한 기술을 적용하여 각 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)에 입력되는 전류의 값을 모니터링하여 일정 값(예: 입력치의 15%) 이상이 되면 각 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)의 전원을 차단하고 비정상적인 입력에 대한 경고 신호를 출력할 수 있도록 한다. 과전류보호장치(110)와 관련한 자세한 내용은 이후에 좀더 다루기로 한다.
복수의 LED 모듈(120)은 LED부라 명명될 수 있다. LED 모듈(120_1 ~ 120_N)은 앞서 언급한 대로 발광소자와 이를 동작시키는 주변회로들이 칩에 집적화되어 형성된 형태를 의미할 수 있다. 각각의 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)을 구성하는 LED 소자는 특정 파장대를 갖는 황색 파장 LED가 바람직하다. 물론 이는 해충방지 목적에 따라 다소 차이가 있을 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 사용 100시간 이후에도 황색 파장 방출량이 저하되지 않으며, 사용 시간에 영향없이 균일한 황색 파장을 조사할 수 있고 소비전력을 절감할 수 있으며, 수명이 연장되고 친환경적이면 매우 좋다.
LED 소자는 황색 파장대의 빛을 발광하기 위하여 특정 전압에 대하여 황색을 발광하기 위한 발광 물질을 소자의 내부에 포함한다. 따라서 특정 파장대의 빛은 전압의 크기, 발광 물질의 양, 종류 등에 따라 다소 차이가 있을 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 황색 파장 LED는 점등 시간을 조절하여 빛에 의한 농작물 및 화훼의 생장에 영향을 미치지 않고 친환경적인 농작물 및 화훼의 재배가 가능하도록 하므로, 위의 요인이 이에 영향을 미칠 수도 있기 때문이다. 예를 들어, 황색 파장은 황색 발광 물질만 단독적으로 사용하여 구현할 수 있지만, 적(R), 녹(G), 청(B)의 LED 소자를 조합하여 황색 발광을 구현할 수 있기 때문이다. 따라서, 이는 설계자의 의도에 따라 다양하게 구성될 수 있을 것이다.
도 3은 도 1의 LED 모듈용 과전류보호장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이며, 도 4는 도 3의 LED 모듈용 과전류보호장치의 회로도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 LED 모듈용 과전류보호장치(110)는 전류 입력부(310), 스위칭부(320), 비교부(혹은 전류 모니터링부)(330), 동작상태판단부(혹은 논리회로부)(340) 및 LED 모듈 출력부(350)의 일부 또는 전부를 포함하며, 상태출력부를 더 포함할 수 있다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 전류 입력부(310)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 과전류보호장치(110)가 구성되거나, 비교부(330)와 동작상태판단부(340)가 서로 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
전류 입력부(310)는 가령 도 1의 전원장치(100)에 연결되어 전류를 입력받는다. 이를 위하여 전류 입력부(310, 310')는 도 4에 도시된 바와 같이 전원장치(100)와 연결하기 위한 커넥터 단자를 포함할 수 있으며, 또한 커넥터 단자에서 출력되는 LED 전압을 안정적으로 스위칭부(320)로 제공하기 위하여 제너다이오드 소자(예: TVS P4SMA75)가 병렬 연결될 수 있다.
스위칭부(320, 320')는 전류 입력부(310, 310')에서 제공된 전류가 LED 모듈 출력부(350, 350')로 제공되는 것을 온/오프 제어한다. 스위칭부(320, 320')는 도 3에 도시된 바와 같이, 동작상태판단부(340), 더 정확하게는 앤드게이트(341)의 출력신호에 따라 온오프 제어되어 LED 모듈 출력부(350, 350')로 제공되는 전류를 차단할 수도 있다. 물론 동작상태판단부(340)는 도 3에서와 같은 논리연산이 아니라, 도 4에서와 같이 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, LED 모듈 출력부(350, 350')가 시리얼(serial) 동작이 가능하도록 구성된 경우라면 도 4에서와 같이 하나의 스위칭소자가 제어되는 경우에도 복수의 LED 모듈 출력부(350, 350')가 선택적으로 제어되는 것이 얼마든지 가능할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 도 3의 스위칭부(320)는 도 4에서와 같은 스위칭부(320')의 구성을 가질 수 있다. 전원전압(VCC)과 접지(Ground) 사이에 구성되는 제어회로(혹은 스위칭회로, 논리회로부)에 의해 스위칭소자(예: Relay-SPDT)가 온오프제어될 수 있다. 도 4에서 볼 때, 다이오드 D3 내지 D10의 애노드(+) 단자는 비교부(330, 330')의 각 전류 비교기(330_1~330_N)에 각각 연결된다고 볼 수 있다. 각각의 전류 비교기는 제1, 제2 비교기 등으로 명명될 수 있을 것이다. 구체적인 구성을 일일이 열거하지는 않지만, 도 3의 스위칭부(320)에 대한 자세한 구성은 도 4의 회로도로부터 충분히 확인해 볼 수 있을 것이다. 도 4의 스위칭부(320')의 스위칭회로를 보면, 전원전압(VCC)과 접지 사이에 스위칭소자로서 역할을 하는 TR(Q4)가 온오프 동작하는 것을 알 수 있으며, 이는 다시 스위칭소자로서 동작하는 TR(Q3)의 온오프 동작에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. Q3 및 Q4를 턴온시키는 바이어스 전압은 본 발명의 실시예를 구현하기 위해 지정값을 가질 수 있다. 예를 들어, 전류의 값을 모니터링하여 일정값(예: 입력치의 15%) 이상이 될 때 스위칭소자를 턴오프시켜 각 LED 모듈(350')로 제공되는 전원을 차단하는 것이다.
비교부(330)는 전류를 모니터링하는 모니터링부로서 동작하며, 복수의 LED 모듈 출력부(350)에서 출력되는 전류를 피드백받아 전류값을 센싱한다. 이러한 의미에서 비교부(330)는 센싱부 또는 감지부 등으로 명명될 수도 있으며, LED 모듈 출력부(350)의 전류를 감시하기 위한 비교기들을 각각 포함할 수 있다. 비교기로서 OP 앰프가 사용될 수 있으며, OP 앰프의 반전(-) 단자로 기준값을 입력받는 경우, 비반전(+) 단자로 LED 모듈 출력부(350)로 제공되는 전류를 피드백받아 그 차이를 비교하여 그 차이가 지정 범위를 벗어날 때, 신호를 출력하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 이는 도 4에서 잘 보여주고 있다.
도 3의 비교부(330)는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 가령 LED 모듈 출력부(350)가 총 7개의 LED 모듈로 구성되는 경우, 2개의 LM324 소자를 사용함으로써 이를 커버할 수 있다. 다시 말해, 각각의 LM324 소자(예: 칩)는 4개의 비교기를 포함하여 집적화되어 있으므로, 총 8개의 비교기를 포함한다. 따라서, 각각의 비교기를 통해 전류의 비교 동작이 이루어지도록 구성할 수 있다. 도 4에서 볼 때, 각 비교기의 반전(-) 단자를 통해 기준전압회로(혹은 기준전류회로)가 구성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4에서 볼 때 비교기의 출력은 공통단자(CON)를 통해 스위칭부(320')의 각 다이오드(D3 ~ D10)의 애노드 단자에 연결되고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비교부(330, 330')는 LED 모듈 출력부(350)를 통해 도 1의 LED 모듈(120)에 입력되는 전류의 값을 모니터링하여 일정값(예: 입력치의 15%) 이상이 되면, 각 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)의 전원을 차단하고 비정상적인 입력에 대한 경고 신호의 출력이 이루어지도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 비교부(330, 330')의 자세한 구성은 도 4에 도시된 내용으로 대신하고자 한다.
도 4에서 볼 때, 각 비교부(330')를 구성하는 LM324 단자의 1번 단자, 7번 단자, 8번 단자 및 14번 단자는 비교기의 출력단에 해당되며 해당 단자는 스위칭부(320')를 구성하는 각각의 다이오드(D3 ~ D10)의 애노드 단자에 각각 연결된다. 따라서, 각 비교기를 통해 위의 비정상 신호가 하나라도 출력되면 이는 스위칭소자(Q4)를 턴온시킬 수 있고, 이때 스위칭소자(Q4)는 접지 사이에 즉 베이스(B) 단자와 에미터(E) 단자 사이에 일정 전압이 바이어스될 때 턴온 동작되도록 함으로써 위의 일정값 이상이 되는지를 판단하기 위해 활용될 수 있다.
도 4의 스위칭부(320')에서 스위칭소자 Q4가 턴온되면 이에 따라 스위칭소자 Q3이 이어 턴온되면서 스위칭부(320')가 동작된다고 볼 수 있다. 물론 도 4에서의 스위칭부(320')는 도 3에서의 스위칭부(320)와 동작상태판단부(340)를 포함하여 구성되는 것을 보여줄 수 있다. 도 4에서 볼 때, 스위칭소자(K1)의 주변회로는 도 3의 동작상태판단부(340)와 유사한 동작을 수행할 수 있다.
도 3의 동작상태판단부(340)는 앤드게이트(341) 및 앤드게이트(341)의 출력단에 연결되는 인버터(342)를 포함할 수 있다. 물론 도 3의 동작상태판단부(340)는 다양한 형태의 논리게이트로 구성되어 본 발명의 실시예에 따른 동작이 이루어지도록 할 수도 있다. 예를 들어, 도 4의 스위칭부(320')에 도시한 바와 같이 구성될 수 있다. 도 3에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 개괄적으로 보여주기 위한 것이라면, 도 4는 구체적으로 실시 가능한 형태의 회로도를 보여주고 있다.
요약해 보면, 본 발명의 실시예에서는 OP 앰프 등의 비교기를 통해 복수의 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)로 각각 입력되는 전류를 모니터링하여 일정값 이상이 되면 각 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)의 전원을 차단하고 비정상임을 상태출력부를 통해 관리자 등에 알릴 수 있다. 물론 상태출력부는 적색과 청색(또는 녹색)의 LED 발광소자를 구성하고 적색 LED를 발광시켜 비정상 상태임을 알리고, 청색 LED를 발광시켜 정상 상태임을 알릴 수 있다.
LED 모듈 출력부(350, 350')는 도 1의 LED 모듈(120_1 ~ 120_N)로 LED 소자의 구동을 위한 전류를 제공하기 위한 커넥터 단자를 포함할 수 있다. 도 4에서 볼 때, 각 LED 모듈 출력부(350, 350')의 일측 단자는 스위칭부(320, 320')의 스위칭소자에 연결되고, 타측 단자는 주변회로를 경유하여 접지되어 있는 것을 확인할 수 있다. 도 4에서 볼 때 게이트1(GAT1) 내지 게이트7(GAT7)은 비교부(330')의 게이트1(GAT1) 내지 게이트7(GAT7)에 각각 연결되어 동작하는 것을 확인할 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 과전류보호장치(110)는 도 1의 하나의 전원장치(100)에서 제공되는 전류를 하나의 과전류보호장치(110)를 통해 복수의 LED 모듈(120)로 안정되게 또는 안전하게 전류를 공급해 구동시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 5를 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 모듈용 과전류보호장치(110)는 복수의 LED 모듈(120)로 각각 전류 또는 전압을 제공한다(S500). 복수의 LED 모듈(120)로 제공되는 전류 또는 전압은 균일하게 분류되어 제공될 수 있다. 예를 들어, 복수의 LED 모듈(120)이 동일한 저항값을 갖는 경우 균일하게 분류될 수 있다. 다만, 앞서 도 4에서와 같이, 전류의 공급라인 또는 배선은 내부 저항을 가지므로, 거리가 멀수록 저항값은 크게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 이를 고려하여 구성되거나, 가령 배선의 굵기 또는 체적은 다르게 형성될 수 있다.
또한, 과전류보호장치(110)는 복수의 LED 모듈(120)로 입력되는 전류 또는 전압을 각각 피드백받아 지정된 기준값과 비교한다(S510). 복수의 LED 모듈(120)의 출력부로부터 피드백받을 수 있지만, 복수의 LED 모듈(120)의 입력부에서 피드백받는 경우도 가능할 수 있다.
도 4에서 볼 때, LED 모듈 출력부(350')에서 접지로 흐르는 전류의 일부는 게이트1(GAT1) 내지 게이트7(GAT7)에서 볼 수 있는 바와 같이, 비교부(330')의 각 비교기 즉 OP 앰프의 비반전(+) 단자로 입력되는 것을 볼 수 있으며, 또한 각 비교기의 출력단은 다시 공통단자(CON 1 내지 CON 8)를 통해 스위칭부(320')의 각 다이오드(D3 ~ D10)로 입력되는 것을 확인할 수 있다.
나아가, 과전류보호장치(110)는 복수의 비교회로부에서 각각 출력하는 출력값을 종합적으로 판단하여(혹은 논리 연산하여) 복수의 LED 모듈(120)의 비정상 동작 상태를 결정한다(S520).
판단 결과 비정상 동작시에는 상태 출력부를 통해 관리자 등에게 알리거나 관리자의 스마트폰 등으로 이의 사실을 통지하여 조치하도록 하고, 도 3 또는 도 4에서와 같이 스위칭부(320, 320')를 제어하여 각 LED 모듈로 입력되는 전류를 차단할 수 있을 것이다.
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 과전류보호장치(110)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.
한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 전원장치 110: 과전류보호장치
120: LED 모듈 310, 310': 전류 입력부
320, 320': 스위칭부 330, 330': 비교부
340: 동작상태판단부 350, 350': LED 모듈 출력부

Claims (12)

  1. LED 소자를 포함하는 복수의 LED 모듈에 각각 직렬 연결되며 전류 또는 전압을 제공하는 각각의 출력부를 포함하는 복수의 LED 모듈 출력부;
    상기 복수의 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 상기 복수의 LED 모듈 출력부로부터 각각 피드백받아 기설정된 기준값과 비교하는 복수의 비교회로부;
    상기 복수의 비교회로부에서 출력하는 출력값을 상기 복수의 LED 모듈 출력부로 입력되는 입력값과 비교 판단한 모니터링 결과를 근거로 상기 복수의 LED 모듈의 비정상 동작 상태를 결정하는 동작상태판단부; 및
    전원장치에 연결되어 전류 또는 전압을 입력받는 입력부(input)와 상기 복수의 LED 모듈 출력부의 사이에 구비되는 스위칭부;를 포함하되,
    상기 스위칭부의 출력은 상기 복수의 LED 모듈 출력부의 입력에 공통 연결되고,
    상기 동작상태판단부는, 입력단이 상기 복수의 비교회로부의 출력에 공통 연결되고 출력단이 상기 스위칭부에 연결되는 앤드게이트를 포함하며,
    상기 스위칭부는,
    비정상 동작 상태와 관련해 상기 동작상태판단부의 상기 앤드게이트로부터 제공되는 제어신호를 근거로 상기 입력부에서 상기 복수의 LED 모듈 출력부로 제공되는 상기 전류 또는 전압의 공급을 차단하는 LED 모듈용 과전류보호장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비교회로부는,
    상기 복수의 LED 모듈의 제1 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제1 비교 결과를 출력하는 제1 비교기; 및
    상기 복수의 LED 모듈의 제2 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제2 비교 결과를 출력하는 제2 비교기;를
    포함하는 LED 모듈용 과전류보호장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기는 OP 앰프(AMP)를 각각 포함하며,
    상기 OP 앰프는, 비반전(+) 단자로 상기 출력값을 각각 입력받고, 반전(-) 단자로 상기 기준값을 공통으로 입력받는 LED 모듈용 과전류보호장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동작상태판단부는, 상기 출력값이 상기 입력부에서 상기 복수의 LED 모듈 출력부로 입력되는 입력값의 지정된 범위를 벗어날 때 비정상 동작 상태로 판단하는 LED 모듈용 과전류보호장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부와 동일 제어신호를 수신하여 비정상 상태를 외부로 알리는 상태 출력부;를 더 포함하는 LED 모듈용 과전류보호장치.
  7. LED 소자를 포함하는 복수의 LED 모듈에 각각 직렬 연결되는 복수의 LED 모듈 출력부가, 전류 또는 전압을 제공하는 단계;
    복수의 비교회로부가, 상기 복수의 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 상기 복수의 LED 모듈 출력부로부터 각각 피드백받아 기설정된 기준값과 비교하는 단계;
    입력단이 상기 복수의 비교회로부의 출력에 공통 연결되고 출력단이 스위칭부에 연결되는 앤드게이트를 포함하는 동작상태판단부가, 상기 복수의 비교회로부에서 출력하는 출력값을 상기 복수의 LED 모듈 출력부로 입력되는 입력값과 비교 판단한 모니터링 결과를 근거로 상기 복수의 LED 모듈의 비정상 동작 상태를 결정하는 단계; 및
    전원장치에 연결되어 전류 또는 전압을 입력받는 입력부(input)와 상기 복수의 LED 모듈 출력부의 사이에 구비되는 상기 스위칭부가, 비정상 동작 상태와 관련해 상기 동작상태판단부의 상기 앤드게이트로부터 제공되는 제어신호를 근거로 상기 입력부에서 상기 복수의 LED 모듈 출력부로 제공되는 상기 전류 또는 전압의 공급을 차단하는 단계;를 포함하되,
    상기 스위칭부의 출력은 상기 복수의 LED 모듈 출력부의 입력에 공통 연결되 는 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 비교회로부의 제1 비교기가, 상기 복수의 LED 모듈의 제1 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제1 비교 결과를 출력하는 단계; 및
    상기 복수의 비교회로부의 제2 비교기가, 상기 복수의 LED 모듈의 제2 LED 모듈로 입력되는 전류 또는 전압을 피드백받아 상기 기준값과 비교하여 제2 비교 결과를 출력하는 단계;를
    포함하는 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기는 OP 앰프(AMP)를 각각 포함하며,
    상기 OP 앰프는 비반전(+) 단자로 상기 출력값을 각각 입력받고, 반전(-) 단자로 상기 기준값을 공통으로 입력받는 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 비정상 동작 상태를 결정하는 단계는
    상기 출력값이 상기 입력부에서 상기 복수의 LED 모듈 출력부로 입력되는 입력값의 지정된 범위를 벗어날 때 비정상 동작 상태로 판단하는 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상태 출력부가, 상기 스위칭부와 동일 제어신호를 수신하여 비정상 상태를 외부로 알리는 단계;를 더 포함하는 LED 모듈용 과전류보호장치의 구동방법.
KR1020200012487A 2020-02-03 2020-02-03 Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법 KR102222027B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200012487A KR102222027B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200012487A KR102222027B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102222027B1 true KR102222027B1 (ko) 2021-03-02

Family

ID=75169329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200012487A KR102222027B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102222027B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210119172A (ko) * 2020-03-24 2021-10-05 주식회사 인플럭스 서지보호 및 해충방지 기능을 갖는 실외용 ｌｅｄ 조명장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101005199B1 (ko) * 2010-09-02 2010-12-31 (주)상지기술 엘이디 조명기구의 엘이디 부하 비정상상태 발생시 엘이디 보호장치
KR20160134562A (ko) * 2015-05-13 2016-11-23 페어차일드코리아반도체 주식회사 과전류 보호 회로 및 이를 포함하는 역률 보상 회로
KR101813823B1 (ko) 2013-11-25 2017-12-29 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 과전류 보호회로, led 백라이트 구동 회로 및 액정 디스플레이
KR101829203B1 (ko) 2016-06-02 2018-03-29 이정애 농작물 재배용 led 조명 장치
JP6339470B2 (ja) * 2014-09-30 2018-06-06 四国計測工業株式会社 Ｌｅｄ照明装置およびｌｅｄ点灯装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101005199B1 (ko) * 2010-09-02 2010-12-31 (주)상지기술 엘이디 조명기구의 엘이디 부하 비정상상태 발생시 엘이디 보호장치
KR101813823B1 (ko) 2013-11-25 2017-12-29 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 과전류 보호회로, led 백라이트 구동 회로 및 액정 디스플레이
JP6339470B2 (ja) * 2014-09-30 2018-06-06 四国計測工業株式会社 Ｌｅｄ照明装置およびｌｅｄ点灯装置
KR20160134562A (ko) * 2015-05-13 2016-11-23 페어차일드코리아반도체 주식회사 과전류 보호 회로 및 이를 포함하는 역률 보상 회로
KR101829203B1 (ko) 2016-06-02 2018-03-29 이정애 농작물 재배용 led 조명 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210119172A (ko) * 2020-03-24 2021-10-05 주식회사 인플럭스 서지보호 및 해충방지 기능을 갖는 실외용 ｌｅｄ 조명장치
KR102381702B1 (ko) 2020-03-24 2022-04-01 주식회사 인플럭스 서지보호 및 해충방지 기능을 갖는 실외용 ｌｅｄ 조명장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bourget An introduction to light-emitting diodes
Muthu et al. Red, green, and blue LED based white light generation: issues and control
US6683419B2 (en) Electrical control for an LED light source, including dimming control
US8242927B2 (en) Extended life LED fixture with central controller and LED lamps
US8754595B2 (en) Light array maintenance system and method
US20210219401A1 (en) Self-identifying solid-state transducer modules and associated systems and methods
US10404096B2 (en) Emergency lighting system
CN108055718B (zh) Led并联均流控制方法、***及电路
CN101132115A (zh) 大功率激光二极管驱动器
TW201244534A (en) Device and method for controlling current to solid state lighting circuit
KR102222027B1 (ko) Led 모듈용 과전류보호장치 및 그 장치의 구동방법
KR101164006B1 (ko) 지능형 식물 재배용 조명장치 및 방법
US20140292228A1 (en) Driving apparatus for led chips of different specifications
JP2012524512A (ja) 電源及び負荷のための監視装置
US8928236B1 (en) LED driver circuit with unified controller
WO2019125925A1 (en) Lighting device with active thermal management
US20190090324A9 (en) Systems and methods for limiting inrush current and for dimming led lighting fixtures
JP2016072134A (ja) Ｌｅｄ照明装置およびｌｅｄ点灯装置
EP3245848B1 (en) Intelligent lamp head assemblies and methods of operating the same
KR102221047B1 (ko) 스마트 조명 시스템
CN107787605A (zh) Led照明模块
KR101829203B1 (ko) 농작물 재배용 led 조명 장치
KR101512727B1 (ko) 발광다이오드 구동 회로
CN106559933A (zh) 交通信号灯驱动电路
US11690327B2 (en) Annular LED grow light

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant