KR102582296B1 - Surge protection apparatus for LED - Google Patents
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Abstract
본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 상용교류전원이 공급되는 전원공급단과 접지단 사이와 중성단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터를 구비하여 고전압의 과도전류인 서지가 유입되더라도 바리스터에서 발생되는 누설전류 발생을 방지할 수 있고, 서지 유입이 소멸될 때 바리스터에 의해 GDT어레스터로 공급되는 상용교류전원의 공급이 차단되어 GDT어레스터의 속류현상 발생을 방지할 수 있고, 전원공급단과 중성단으로 서지가 유입되더라도 직렬로 연결된 바리스터와 GDT에러스터를 통해 서지를 방전시켜 서지에 의한 엘이디 조명장치가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 바리스터에 비해 상대적으로 전류 내량이 큰 GDT어레스터에 의해 양호한 서지 방호를 할 수 있다. The surge protection device for LED lighting of the present invention includes a varistor and a GDT arrestor connected in series between the power supply terminal to which commercial AC power is supplied and the ground terminal, and between the neutral terminal and the ground terminal, so that even if a surge, which is a high-voltage transient current, is introduced, the varistor It is possible to prevent the occurrence of leakage current, and when the surge inflow disappears, the supply of commercial AC power supplied to the GDT arrester is blocked by the varistor, preventing the occurrence of follow-up current in the GDT arrester, and the power supply terminal and Even if a surge flows into the neutral terminal, damage to the LED lighting device due to surge can be prevented by discharging the surge through the varistor and GDT arrestor connected in series. The GDT arrester has a relatively larger current resistance compared to the varistor. Good surge protection is possible.
Description
본 발명은 엘이디 조명용 서지 보호 장치에 관한 것으로, 특히 엘이디 조명장치를 동작시키기 위한 상용교류전원이 공급되는 전원공급단과 접지단 사이와 중성단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터를 구비하여 고전압의 과도전류인 서지가 유입되더라도 바리스터에서 발생되는 누설전류 발생을 방지할 수 있고, 서지 유입이 소멸될 때 바리스터에 의해 GDT어레스터로 공급되는 상용교류전원의 공급이 차단되어 GDT어레스터의 속류현상 발생을 방지할 수 있고, 전원공급단과 중성단으로 서지가 유입되더라도 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터를 통해 서지를 방전시켜 서지에 의한 엘이디 조명장치가 손상되는 것을 방지할 수 있는 엘이디 조명용 서지 보호 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a surge protection device for LED lighting, and in particular, includes a varistor and a GDT arrester connected in series between the power supply terminal and the ground terminal, where commercial AC power is supplied for operating the LED lighting device, and between the neutral terminal and the ground terminal. Even if a surge, which is a high-voltage transient current, flows in, leakage current from the varistor can be prevented, and when the surge inflow disappears, the supply of commercial AC power supplied to the GDT arrester is blocked by the varistor, thereby preventing the flow of the GDT arrester. Surge protection for LED lighting can prevent the phenomenon from occurring and prevent damage to the LED lighting device due to surge by discharging the surge through the varistor and GDT arrester connected in series even if the surge flows into the power supply terminal and neutral terminal. It's about devices.
일반적으로 임펄스, 스파이크, 노이즈 등으로 불리는 서지(surge)는 매우 짧은 시간 동안 나타났다가 사라지는 고전압 대전류의 전기적인 동요현상을 의미한다. Surge, commonly called impulse, spike, noise, etc., refers to the electrical fluctuation phenomenon of high voltage and large current that appears and disappears for a very short period of time.
서지는 여러 가지 발생원인으로 전력계통의 전원선, 통신선, 신호선 등의 도체를 통하여 발생, 침입하는 이상 과전압이라 할 수 있다.Surge can be said to be an abnormal overvoltage that occurs and intrudes through conductors such as power lines, communication lines, and signal lines of the power system due to various causes.
이러한 서지의 발생은 전기회로나 전자회로에 전기 방해, 자기 방해, 정전기 방해, 전자파 방해 등과 같은 장애를 발생시켜 디지털 기기에 치명적인 손상을 초래하거나, 프로그램의 오동작을 유발할 수 있으며, 누적된 서지의 영향으로 시스템이나 구성 부품에 전기적인 절연 열화 등과 같이 많은 피해를 초래할 수 있다.The occurrence of such surges can cause problems such as electrical interference, magnetic interference, static electricity interference, and electromagnetic interference in electric or electronic circuits, which can cause fatal damage to digital devices or malfunction of programs, and the effects of accumulated surges. This can cause a lot of damage to the system or component parts, such as electrical insulation deterioration.
특히, 컨버터를 구비하지 않고, 상용교류전원을 직접 공급받아 동작되는 엘이디 조명장치의 경우 전압강하 트랜스를 사용하지 않는 비절연 방식으로 구성되어 서지 유입에 매우 취약하여 서지가 유입되면 엘이디 조명장치가 손상될 수 있다.In particular, in the case of LED lighting devices that do not have a converter and are operated by directly receiving commercial AC power, they are composed of a non-insulated system that does not use a voltage drop transformer and are very vulnerable to surge inflow, so the LED lighting device is damaged when surges enter. It can be.
종래의 바리스터를 사용하여 서지 유입시 엘이디 조명장치의 손상되는 것을 방지하였다.A conventional varistor was used to prevent damage to the LED lighting device when a surge enters the device.
엘이디 조명용 서지 보호 장치와 관련된 선행기술로는, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0114234호 "서지 방지회로가 내장된 엘이디 램프"(공개일자 : 2015.10.12)와 대한민국 등록특허공보 제10-2194018호 "서지 및 역률 보호 회로 및 이룰 구비하는 LED 조명"(공고일자 : 2020.12.22)가 개시되어 있다.Prior technologies related to surge protection devices for LED lighting include Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0114234 “LED lamp with built-in surge prevention circuit” (publication date: October 12, 2015) and Republic of Korea Patent Publication No. 10-2194018. The issue “LED lighting equipped with a surge and power factor protection circuit and fulcrum” (announcement date: 2020.12.22) is disclosed.
상기 선행기술인 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 서지를 차단하기 위해 양출력단과 접지단 사이에 바리스터들만 단독으로 구성되어 있다.The prior art surge protection device for LED lighting consists of only varistors between both output terminals and the ground terminal to block surges.
바리스터(Metal Oxide Varisor)는 800A 수준의 작은 전류 내량을 가지며, 평상시 정상 상태일 때는 500MΩ 이상의 저항값을 갖는 절연체로 동작하여 바리스터는 절연되고, 고전압의 과도전류인 서지가 유입되면 20μs이하의 매우 빠른 속도로 저항 값이 2Ω이하로 낮아져 도체로 변화하여 바리스터는 도통되며, 서지 유입이 소멸되면 20μs 이하의 매우 빠른 속도로 500MΩ이상의 저항값을 갖는 절연체로 즉시 환원되는 특성을 가지고 있다.The varistor (Metal Oxide Varisor) has a small current capacity of about 800A, and under normal conditions, it operates as an insulator with a resistance value of 500MΩ or more, so the varistor is insulated, and when a surge, which is a high-voltage transient current, flows in, it ignites very quickly, less than 20μs. As the resistance decreases to 2Ω or less and changes to a conductor, the varistor conducts. When the surge inflow disappears, it immediately returns to an insulator with a resistance of 500MΩ or more at a very fast speed of 20μs or less.
그러나, 바리스터는 서지가 계속적으로 유입되면 서지 에너지에 의해 저항이 높은 결정립계 부분 중 취약한 부분이 차츰 파괴되어 성능이 떨어지게 되며, 성능이 떨어진 바리스터를 계속해서 사용하거나, 바리스터 규정치 보다 높은 전압이 인가되는 경우 누설전류가 증가하여 발열이 발생되고, 이로 인해 바리스터의 단락이 발생된다.However, if the surge continues to flow into the varistor, the vulnerable parts of the high-resistance grain boundaries are gradually destroyed by the surge energy, and the performance deteriorates. If a varistor with poor performance is continuously used, or if a voltage higher than the varistor's specified value is applied, the varistor's performance deteriorates. As the leakage current increases, heat is generated, which causes a short circuit in the varistor.
따라서, 바리스터들만 단독으로 구성된 종래의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 바리스터의 규정치 보다 높은 서지가 유입되거나, 서지의 계속적인 유입에 의해 바리스터는 누설전류가 증가되어 바리스터가 손상되어 엘이디 조명장치는 서지에 의한 방호를 하지 못하는 문제점을 가지고 있다.Therefore, in a conventional surge protection device for LED lighting consisting of only varistors, a surge higher than the specified value of the varistor is introduced, or the leakage current increases in the varistor due to the continuous inflow of the surge, causing damage to the varistor and causing the LED lighting device to be damaged by the surge. It has the problem of not being able to protect itself.
또한, 바리스터는 전류 내량이 800A 정도이므로, 바리스터들만 단독으로 구성된 종래의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 낙뢰 또는 고전압의 과도 전류에 대한 서지 방호에 취약한 문제점을 가지고 있다. In addition, since the varistor has a current withstand capacity of about 800A, the conventional surge protection device for LED lighting consisting of only varistors has the problem of being vulnerable to surge protection against lightning or high voltage transients.
본 발명의 목적은 상용교류전원이 공급되는 전원공급단과 접지단 사이와 중성단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터를 구비하여 고전압의 과도전류인 서지가 유입되더라도 바리스터에서 발생되는 누설전류 발생을 방지할 수 있고, 서지 유입이 소멸될 때 바리스터에 의해 GDT어레스터로 공급되는 상용교류전원의 공급이 차단되어 GDT어레스터의 속류현상 발생을 방지할 수 있고, 전원공급단과 중성단으로 서지가 유입되더라도 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터를 통해 서지를 방전시켜 서지에 의한 엘이디 조명장치가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 바리스터에 비해 상대적으로 전류 내량이 큰 GDT어레스터에 의해 양호한 서지 방호를 할 수 있는 엘이디 조명용 서지 보호 장치를 제공하는 데 있다. The purpose of the present invention is to provide a varistor and a GDT arrester connected in series between the power supply terminal to which commercial AC power is supplied and the ground terminal, and between the neutral terminal and the ground terminal, so that even if a surge, which is a high voltage transient current, is introduced, the leakage current generated from the varistor is prevented. When the surge inflow disappears, the supply of commercial AC power supplied to the GDT arrester is blocked by the varistor, preventing the occurrence of a follow-up phenomenon in the GDT arrester, and preventing the surge from occurring to the power supply end and neutral end. Even if electricity flows in, it is possible to prevent damage to the LED lighting device due to surge by discharging the surge through the varistor and GDT arrester connected in series, and good surge protection is provided by the GDT arrester, which has a relatively larger current resistance compared to the varistor. The goal is to provide a surge protection device for LED lighting that can be used.
본 발명의 다른 목적은 전원공급단과 접지단 사이와 중성단과 접지단 사이에 각각 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터에 의해 전원공급단과 중성단에 동시에 서지가 유입되더라도 정류부 측으로 서지에 의한 과도 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 엘이디 조명용 서지 보호 장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is that even if a surge simultaneously flows into the power supply and neutral terminals due to the varistor and GDT arrestor connected in series between the power supply terminal and the ground terminal and between the neutral terminal and the ground terminal, transient current due to the surge flows to the rectifier side. The goal is to provide a surge protection device for LED lighting that can prevent this.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는, 전원공급단, 중성단 및 접지단을 통해 공급되는 상용교류전원을 전파 정류하여 전파정류신호를 출력하고, 전파정류신호를 필터링하여 직류전압을 출력하는 정류부와, 다수의 엘이디들로 구성된 광원부와, 상기 정류부로부터 출력되는 직류전압을 수신하여 다수의 엘이디들로 정전류를 공급하고 다수의 엘이디들의 구동을 제어하는 엘이디 구동부를 구비한 엘이디 조명장치에 있어서, 한 단자가 상기 전원공급단에 연결되어 상기 전원공급단으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지가 차단되면 절연되는 제3바리스터; 한 단자가 상기 제3바리스터의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 상기 접지단에 연결되어 상기 제3바리스터를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제2GDT어레스터; 한 단자가 상기 중성단에 연결되어 상기 중성단으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지 유입이 차단되면 절연되는 제4바리스터; 및 한 단자가 상기 제4바리스터의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 상기 접지단에 연결되어 상기 제4바리스터를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제3GDT어레스터를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the surge protection device for LED lighting of the present invention outputs a full-wave rectified signal by full-wave rectifying the commercial AC power supplied through the power supply terminal, neutral terminal, and ground terminal, and filters the full-wave rectified signal. An LED having a rectifier that outputs a direct current voltage, a light source unit composed of a plurality of LEDs, and an LED driver that receives the direct current voltage output from the rectifier, supplies a constant current to the plurality of LEDs, and controls the driving of the plurality of LEDs. In the lighting device, a third varistor, one terminal of which is connected to the power supply terminal, conducts when a surge flows into the power supply terminal, and is insulated when the surge is blocked; A second GDT arrester with one terminal connected to the other terminal of the third varistor and the other terminal connected to the ground terminal to discharge the incoming surge when the surge flows through the third varistor; A fourth varistor, one terminal of which is connected to the neutral terminal, conducts when a surge flows into the neutral terminal, and insulates when the surge flows into the neutral terminal; and a third GDT arrester, one terminal of which is connected to the other terminal of the fourth varistor and the other terminal of which is connected to the ground terminal, and which discharges the incoming surge when the surge flows through the fourth varistor. do.
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본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 상용교류전원이 공급되는 전원공급단과 접지단 사이와 중성단과 접지단 사이에 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터를 구비하여 고전압의 과도전류인 서지가 유입되더라도 바리스터에서 발생되는 누설전류 발생을 방지할 수 있고, 서지 유입이 소멸될 때 바리스터에 의해 GDT어레스터로 공급되는 상용교류전원의 공급이 차단되어 GDT어레스터의 속류현상 발생을 방지할 수 있고, 전원공급단과 중성단으로 서지가 유입되더라도 직렬로 연결된 바리스터와 GDT에러스터를 통해 서지를 방전시켜 서지에 의한 엘이디 조명장치가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 바리스터에 비해 상대적으로 전류 내량이 큰 GDT어레스터에 의해 양호한 서지 방호를 할 수 있다.The surge protection device for LED lighting of the present invention includes a varistor and a GDT arrestor connected in series between the power supply terminal to which commercial AC power is supplied and the ground terminal, and between the neutral terminal and the ground terminal, so that even if a surge, which is a high-voltage transient current, is introduced, the varistor It is possible to prevent the occurrence of leakage current, and when the surge inflow disappears, the supply of commercial AC power supplied to the GDT arrester is blocked by the varistor, preventing the occurrence of follow-up current in the GDT arrester, and the power supply terminal and Even if a surge flows into the neutral terminal, damage to the LED lighting device due to surge can be prevented by discharging the surge through the varistor and GDT arrestor connected in series. The GDT arrester has a relatively larger current resistance compared to the varistor. Good surge protection is possible.
또한, 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 전원공급단과 접지단 사이와 중성단과 접지단 사이에 각각 직렬로 연결된 바리스터와 GDT어레스터에 의해 전원공급단과 중성단에 동시에 서지가 유입되더라도 정류부 측으로 서지에 의한 과도 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. In addition, the surge protection device for LED lighting of the present invention prevents surge from flowing to the rectifier side even if the surge flows simultaneously into the power supply and neutral terminals by the varistor and GDT arrester connected in series between the power supply terminal and the ground terminal and between the neutral terminal and the ground terminal, respectively. It can prevent excessive current from flowing.
도 1은 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 실시예의 구성도.
도 2는 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 다른 실시예의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a surge protection device for LED lighting of the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram of another embodiment of the surge protection device for LED lighting of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치를 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the surge protection device for LED lighting of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예인 엘이디 조명용 서지 보호 장치는, 전원공급단(AC_L), 중성단(AC_N) 및 접지단(GND)을 통해 공급되는 상용교류전원을 전파 정류하여 전파정류신호를 출력하고, 전파정류신호를 필터링하여 직류전압을 출력하는 정류부(10)와, 다수의 엘이디들로 구성된 광원부(30)와, 정류부(10)로부터 출력되는 직류전압을 수신하여 다수의 엘이디들로 정전류를 공급하고 다수의 엘이디들의 구동을 제어하는 엘이디 구동부(20)와, 한 단자가 전원공급단(AC_L)에 연결되어 전원공급단(AC_L)으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지가 차단되면 절연되는 제1바리스터(VR1)와, 한 단자가 중성단(AC_N)에 연결되어 중성단(AC_N)으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지 유입이 차단되면 절연되는 제2바리스터(VR2)와, 한 단자가 제1바리스터(VR1)의 다른 단자와 제2바리스터(VR2)의 다른 단자와 공통으로 접속되고, 다른 단자가 접지단(GND)에 연결되어 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2)를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제1GDT어레스터(AR1)로 구성된다.As shown in Figure 1, the surge protection device for LED lighting, which is an embodiment of the present invention, rectifies the commercial AC power supplied through the power supply end (AC_L), the neutral end (AC_N), and the ground end (GND) to propagate the wave. A
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예인 엘이디 조명용 서지 보호 장치는, 전원공급단(AC_L), 중성단(AC_N) 및 접지단(GND)을 통해 공급되는 상용교류전원을 전파 정류하여 전파정류신호를 출력하고, 전파정류신호를 필터링하여 직류전압을 출력하는 정류부(10)와, 다수의 엘이디들로 구성된 광원부(30)와, 정류부(10)로부터 출력되는 직류전압을 수신하여 다수의 엘이디들로 정전류를 공급하고 다수의 엘이디들의 구동을 제어하는 엘이디 구동부(20)와, 한 단자가 전원공급단(AC_L)에 연결되어 전원공급단(AC_L)으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지가 차단되면 절연되는 제3바리스터(VR3)와, 한 단자가 제3바리스터(VR3)의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 접지단(GND)에 연결되어 제3바리스터(VR3)를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제2GDT어레스터(AR2)와, 한 단자가 중성단(AC_N)에 연결되어 중성단(AC_N)으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지 유입이 차단되면 절연되는 제4바리스터(VR4)와, 한 단자가 제4바리스터(VR4)의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 접지단(GND)에 연결되어 제4바리스터(VR4)를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제3GDT어레스터(AR3)로 구성된다.In addition, as shown in Figure 2, the surge protection device for LED lighting, which is another embodiment of the present invention, full-wave rectifies the commercial AC power supplied through the power supply end (AC_L), the neutral end (AC_N), and the ground end (GND). outputs a full-wave rectification signal, a
상기의 구성에 따른 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the surge protection device for LED lighting of the present invention according to the above configuration is as follows.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)을 통해 220V의 상용교류전원이 전압 강하 트랜스를 구비하지 않고, 4개의 정류 다이오드로 구성된 브리지 회로로 직접 공급되어 고전압의 과도전류인 서지에 취약한 엘이디 조명장치에 사용된다.As shown in Figures 1 and 2, the surge protection device for LED lighting of the present invention does not have a voltage drop transformer and uses 220V commercial AC power through the power supply end (AC_L) and the neutral end (AC_N). It is supplied directly to a bridge circuit composed of rectifier diodes and is used in LED lighting devices that are vulnerable to surges, which are high-voltage transient currents.
정류부(10)는 브리지 회로에 의해 상용교류전원을 전파 정류하여 전파정류신호를 출력하고, 전파정류신호는 캐패시터(C)에 의해 필터링하여 직류전압을 출력한다. The
엘이디 구동부(20)는 정류부(10)로부터 출력되는 직류전압을 수신하여 광원부(30)의 다수의 엘이디들로 정전류를 공급하고, 다수의 엘이디들의 구동을 제어한다.The
GDT(Gas Discharge Tube) 어레스터는 바리스터에 비해 6KA 수준의 큰 전류 내량을 가지며, 평상시 정상 상태일 때는 10,000MΩ 이상의 저항값을 갖는 절연체로 동작하여 GDT어레스터는 절연되고, 고전압의 과도전류인 서지가 유입되면 20μs이하의 속도로 가스방전을 진행하여 과도 전류를 소멸시킨다.The GDT (Gas Discharge Tube) arrester has a large current capacity of 6KA level compared to the varistor, and operates as an insulator with a resistance value of more than 10,000MΩ under normal conditions, so the GDT arrester is insulated and protects against surge, which is a high-voltage transient current. When introduced, gas discharge proceeds at a rate of 20 μs or less to extinguish the transient current.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예인 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the surge protection device for LED lighting, which is an embodiment of the present invention shown in Figure 1, is as follows.
제1바리스터(VR1)의 한 단자는 전원공급단(AC_L)에 연결되고, 제2바리스터(VR2)의 한 단자는 중성단(AC_N)에 연결되고, 제1바리스터(VR1)의 다른 단자와 제2바리스터(VR2)의 다른 단자와 공통으로 접속되어 제1GDT어레스터(AR1)의 한 단자와 연결되고, 제1GDT어레스터(AR1)의 다른 단자는 접지단(GND)에 연결된다.One terminal of the first varistor (VR1) is connected to the power supply terminal (AC_L), one terminal of the second varistor (VR2) is connected to the neutral terminal (AC_N), and the other terminal of the first varistor (VR1) is connected to the power supply terminal (AC_L). 2 It is commonly connected to the other terminal of the varistor (VR2) and is connected to one terminal of the first GDT arrester (AR1), and the other terminal of the first GDT arrester (AR1) is connected to the ground terminal (GND).
전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)에 고전압의 과전류인 서지가 유입되지 않은 평상 시 정상상태인 경우 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)에 각각 연결된 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2)는 500MΩ이상의 저항값을 갖는 절연체로 동작되어 절연 상태를 유지하고, 이로 인해 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2)에 공통으로 직렬로 연결된 제1GDT어레스터(AR1)에는 전류가 차단되어 제1GDT어레스터(AR1)는 동작하지 않는다. In normal normal conditions where a surge, which is a high-voltage overcurrent, does not flow into the power supply terminal (AC_L) and neutral terminal (AC_N), the first varistor (VR1) connected to the power supply terminal (AC_L) and neutral terminal (AC_N), respectively, The second varistor (VR2) is operated as an insulator with a resistance value of 500 MΩ or more to maintain the insulated state, and as a result, the first GDT arrester (AR1) is commonly connected in series to the first varistor (VR1) and the second varistor (VR2). ), the current is blocked and the 1st GDT arrester (AR1) does not operate.
정상 상태에서는 정류부(10)와 엘이디 구동부(20)와 광원부(30)로 구성된 엘이디 조명장치는 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2) 보다 상대적으로 낮은 저항값을 가지고 있어 상용교류전원에 의한 전류는 엘이디 조명장치로 흐르게 되어 엘이디 조명장치는 정상적으로 동작한다.In a normal state, the LED lighting device consisting of the
전원공급단(AC_L)에 낙뢰 또는 고전압의 과전류인 서지가 유입되면, 제1바리스터(VR1)는 엘이디 조명장치의 회로 쪽 보다 낮은 2Ω이하의 저항값을 갖게 되어 도통 상태로 변하여 전원공급단(AC_L) 측으로 인입된 서지는 제1바리스터(VR1)를 통해 제1GDT어레스터(AR1)로 유입되며, 제1GDT어레스터(AR1)는 유입된 서지를 방전시켜 서지를 소멸시킨다.When a surge such as a lightning strike or high-voltage overcurrent flows into the power supply terminal (AC_L), the first varistor (VR1) has a resistance value of 2Ω or less, which is lower than the circuit side of the LED lighting device, and changes to a conductive state, causing the first varistor (VR1) to enter a conductive state. ) side flows into the first GDT arrester (AR1) through the first varistor (VR1), and the first GDT arrester (AR1) discharges the incoming surge and extinguishes the surge.
상기와 동일한 방법에 의해 중성단(AC_N)에 서지가 유입되면, 제2바리스터(VR1)는 도통되어, 제1GDT어레스터(AR1)는 유입된 서지를 방전시켜 서지를 소멸시킨다.When a surge flows into the neutral terminal (AC_N) by the same method as above, the second varistor (VR1) is conducted, and the first GDT arrester (AR1) discharges the surge and quenches the surge.
상기와 같이, 도 1에 도시된 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2)에 공통으로 직렬로 접속되어, 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2) 보다 상대적으로 전류 내량이 큰 제1GDT어레스터(AR1)로 구성되어, 서지가 유입되더라도 전류 내량이 큰 제1GDT어레스터(AR1)를 통해 서지를 방전시켜 제1바리스터(VR1)와 제2바리스터(VR2)의 열화를 억제하여 바리스터로 인한 누설전류 발생을 방지할 수 있다.As described above, the surge protection device for LED lighting of the present invention shown in FIG. 1 is commonly connected in series to the first varistor (VR1) and the second varistor (VR2), and the first varistor (VR1) and the second varistor (VR1) It consists of the first GDT arrester (AR1), which has a relatively larger current withstand than VR2), and even if a surge is introduced, the surge is discharged through the first GDT arrester (AR1) with a large current withstand, and the first varistor (VR1) and the second By suppressing the deterioration of the varistor (VR2), leakage current due to the varistor can be prevented.
또한, 서지 유입이 소멸될 때 제1바리스터(VR1) 또는 제2바리스터(VR2)는 절연 상태에 있으므로, 제1GDT어레스터(AR1) 측으로 상용교류전원의 공급이 차단되어 제1GDT어레스터(AR1)에는 상용교류전원에 의한 누설전류로 방전을 지속하는 속류현상 발생을 방지할 수 있다.In addition, when the surge inflow disappears, the first varistor (VR1) or the second varistor (VR2) is in an insulated state, so the supply of commercial AC power to the first GDT arrester (AR1) is blocked and the first GDT arrester (AR1) is blocked. It is possible to prevent the occurrence of a follow-current phenomenon that continues discharge due to leakage current caused by commercial AC power.
도 1의 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)에 동시에 서지가 유입되거나, 짧은 시간차를 두고 서지가 순차적으로 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)으로 유입되는 경우, 예를 들어, 전원공급단(AC_L)으로 1차 서지가 유입되고, 1차 서지가 제1GDT어레스터(AR1)에 의해 방전이 이루이지는 중에 중성단(AC_N)으로 2차 서지가 유입되는 경우 제1GDT어레스터(AR1)는 2차 서지에 대해 완전히 방전시키지 못하여 2차 서지에 의한 과도 전류의 일부가 정류부(10)로 흐르게 되어 엘이디 조명장치를 손상시킬 수 있다. In the surge protection device for LED lighting in Figure 1, the surge flows into the power supply end (AC_L) and the neutral end (AC_N) at the same time, or the surge sequentially flows into the power supply end (AC_L) and the neutral end (AC_N) with a short time gap. In this case, for example, the primary surge flows into the power supply stage (AC_L), and while the primary surge is being discharged by the 1st GDT arrester (AR1), the secondary surge flows into the neutral stage (AC_N). In the case of inflow, the first GDT arrester (AR1) cannot completely discharge the secondary surge, so a portion of the transient current caused by the secondary surge flows into the
도 2에 도시된 본 발명의 다른 실시예인 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the surge protection device for LED lighting, which is another embodiment of the present invention shown in FIG. 2, is as follows.
도 2에 도시된 본 발명의 다른 실시예인 엘이디 조명용 서지 보호 장치는 전원공급단(AC_L)과 접지단(GND) 사이에는 직렬로 연결된 제3바리스터(VR3)와 제2GDT어레스터(AR2)로 구성되고, 중성단(AC_N)과 접지단(GND) 사이에는 제4바리스터(VR4)와 제3GDT어레스터(AR3)로 구성된다. The surge protection device for LED lighting, which is another embodiment of the present invention shown in Figure 2, consists of a third varistor (VR3) and a second GDT arrestor (AR2) connected in series between the power supply terminal (AC_L) and the ground terminal (GND). And, between the neutral terminal (AC_N) and the ground terminal (GND), it consists of the fourth varistor (VR4) and the third GDT arrestor (AR3).
전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)에 고전압의 과전류인 서지가 유입되지 않은 정상상태인 경우 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)에 각각 연결된 제3바리스터(VR3)와 제4바리스터(VR4)는 500MΩ이상의 저항값을 갖는 절연체로 동작되어 절연 상태를 유지하고, 이로 인해 제3바리스터(VR3)에 직렬로 접속된 제2GDT어레스터(AR2)와 제4바리스터(VR2)에 직렬로 접속된 제3GDT어레스터(AR3)에는 전류가 차단되어 제2GDT어레스터(AR2)와 제3GDT어레스터(AR3)는 동작하지 않는다. In a normal state where a surge, which is a high voltage overcurrent, does not flow into the power supply terminal (AC_L) and neutral terminal (AC_N), the third varistor (VR3) and fourth varistor connected to the power supply terminal (AC_L) and neutral terminal (AC_N), respectively. The varistor (VR4) is operated as an insulator with a resistance value of 500 MΩ or more and maintains the insulated state. As a result, the 2nd GDT arrestor (AR2) and the 4th varistor (VR2) are connected in series to the 3rd varistor (VR3). The current is blocked in the 3rd GDT arrester (AR3) connected to , so the 2nd GDT arrester (AR2) and the 3rd GDT arrestor (AR3) do not operate.
정상 상태에서는 정류부(10)와 엘이디 구동부(20)와 광원부(30)로 구성된 엘이디 조명장치는 제3바리스터(VR3)와 제4바리스터(VR4) 보다 상대적으로 낮은 저항값을 가지고 있어 상용교류전원에 의한 전류는 엘이디 조명장치로 흐르게 되어 엘이디 조명장치는 정상적으로 동작한다.In a normal state, the LED lighting device consisting of the
전원공급단(AC_L)에 낙뢰 또는 고전압의 과전류인 서지가 유입되면, 제3바리스터(VR3)는 도통 상태로 변하여 전원공급단(AC_L) 측으로 인입된 서지는 제3바리스터(VR3)를 통해 제2GDT어레스터(AR2)로 유입되며, 제2GDT어레스터(AR2)는 유입된 서지를 방전시켜 서지를 소멸시킨다.When a surge, such as lightning or high-voltage overcurrent, flows into the power supply end (AC_L), the third varistor (VR3) changes to a conductive state, and the surge flowing into the power supply end (AC_L) is transmitted to the 2nd GDT through the third varistor (VR3). It flows into the arrester (AR2), and the 2nd GDT arrester (AR2) discharges the surge and destroys it.
상기와 동일한 방법에 의해 중성단(AC_N)에 서지가 유입되면, 제4바리스터(VR4)는 도통되어, 제3GDT어레스터(AR3)는 유입된 서지를 방전시켜 서지를 소멸시킨다.When a surge flows into the neutral terminal (AC_N) by the same method as above, the fourth varistor (VR4) is conducted, and the third GDT arrester (AR3) discharges the surge and quenches the surge.
도 2에 도시된 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 경우, 제3바리스터(VR3)와 제3바리스터(VR3)에 직렬로 접속된 제2GDT어레스터(AR2)와, 제4바리스터(VR4)와 제4바리스터(VR4)에 직렬로 접속된 제3GDT어레스터(AR3)에 의해 서지가 유입되더라도 전류 내량이 큰 제2, 3GDT어레스터(AR2,AR3)를 통해 서지를 방전시켜 제3,4바리스터(VR3,VR4)의 열화를 억제하여 바리스터로 인한 누설전류 발생을 방지할 수 있고, 서지 유입이 소멸될 때 제3바리스터(VR3) 또는 제4바리스터(VR4)는 절연 상태에 있으므로, 제2,3GDT어레스터(AR2,AR3) 측으로 상용교류전원의 공급이 차단되어 제2,3GDT어레스터(AR3,AR3)에는 상용교류전원에 의한 누설전류로 방전을 지속하는 속류현상 발생을 방지할 수 있다.In the case of the surge protection device for LED lighting of the present invention shown in Figure 2, a third varistor (VR3), a second GDT arrestor (AR2) connected in series to the third varistor (VR3), a fourth varistor (VR4), and Even if the surge is introduced by the 3rd GDT arrester (AR3) connected in series to the 4th varistor (VR4), the surge is discharged through the 2nd and 3rd GDT arresters (AR2, AR3) with large current capacity, and the 3rd and 4th varistors By suppressing the deterioration of (VR3, VR4), leakage current due to the varistor can be prevented, and since the third varistor (VR3) or fourth varistor (VR4) is in an insulated state when the surge inflow disappears, the second, The supply of commercial AC power to the 3GDT arresters (AR2, AR3) is blocked, preventing the occurrence of a follow-up phenomenon in which discharge continues due to leakage current from the commercial AC power in the 2nd and 3rd GDT arresters (AR3, AR3).
도 2의 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치의 경우, 전원공급단(AC_L)과 접지단(GND) 사이와 중성단(AC_N)과 접지단(GND) 사이에 각각 독립적인 제2GDT어레스터(AR2)와 제3GDT어레스터(AR3)로 구성되어, 제3바리스터(VR3)가 도통되어 제3바리스터(VR3)를 통해 유입된 서지는 제2GDT어레스터(AR2)에 방전시키고, 제4바리스터(VR3)가 도통되어 제4바리스터(VR3)를 통해 유입된 서지는 제3GDT어레스터(AR3)의해 방전시키므로, 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)에 동시에 서지가 유입되거나, 짧은 시간차를 두고 서지가 순차적으로 전원공급단(AC_L)과 중성단(AC_N)으로 유입되는 경우에도 독립적으로 구성된 제2GDT어레스터(AR2)와 제3GDT어레스터(AR3)의해 유입된 서지를 독립적으로 방전시켜 도 1에 도시된 본 발명의 엘이디 조명용 서지 보호 장치와 대비하여 서지에 의한 과도 전류가 정류부(10)로 흐르는 것을 완전히 차단할 수 있어 엘이디 조명장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다. In the case of the surge protection device for LED lighting of the present invention in Figure 2, an independent second GDT arrester (AR2) is installed between the power supply terminal (AC_L) and the ground terminal (GND) and between the neutral terminal (AC_N) and the ground terminal (GND). ) and the 3rd GDT arrester (AR3), the 3rd varistor (VR3) is turned on and the surge flowing through the 3rd varistor (VR3) is discharged to the 2nd GDT arrester (AR2), and the 4th varistor (VR3) is discharged. ) is conducted and the surge flowing in through the 4th varistor (VR3) is discharged by the 3rd GDT arrester (AR3), so the surge flows into the power supply terminal (AC_L) and neutral terminal (AC_N) at the same time or with a short time difference. Even when the surge sequentially flows into the power supply terminal (AC_L) and the neutral terminal (AC_N), the surge flowing in is independently discharged by the independently configured 2nd GDT arrester (AR2) and 3rd GDT arrester (AR3), as shown in Figure 1. Compared to the surge protection device for LED lighting of the present invention shown in , it is possible to completely block excessive current caused by surge from flowing into the
10 : 정류부 20 : 엘이디 구동부
30 : 광원부 VR1,VR2,VR3,VR4 : 제1,2,3,4바리스터
AR1,AR2,AR2: 제,2,3GDT어레스터10: Rectifier 20: LED driving unit
30: Light source VR1, VR2, VR3, VR4: 1st, 2, 3, 4th varistors
AR1, AR2, AR2: 1st, 2nd, 3rd GDT arrester
Claims (2)
한 단자가 상기 전원공급단(AC_L)에 연결되어 상기 전원공급단(AC_L)으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지가 차단되면 절연되는 제3바리스터(VR3);
한 단자가 상기 제3바리스터(VR3)의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 상기 접지단(GND)에 연결되어 상기 제3바리스터(VR3)를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제2GDT어레스터(AR2);
한 단자가 상기 중성단(AC_N)에 연결되어 상기 중성단(AC_N)으로 서지가 유입되면 도통되고, 서지 유입이 차단되면 절연되는 제4바리스터(VR4); 및
한 단자가 상기 제4바리스터(VR4)의 다른 단자와 연결되고, 다른 단자가 상기 접지단(GND)에 연결되어 상기 제4바리스터(VR4)를 통해 서지가 유입되면 유입되는 서지를 방전시키는 제3GDT어레스터(AR3)를 구비한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명용 서지 보호 장치. A rectifier (10) outputs a full-wave rectified signal by full-wave rectifying the commercial AC power supplied through the power supply end (AC_L), neutral end (AC_N), and grounding end (GND), and filters the full-wave rectification signal to output a direct current voltage. ), a light source unit 30 composed of a plurality of LEDs, and an LED driver 20 that receives the direct current voltage output from the rectifier 10, supplies a constant current to the plurality of LEDs, and controls the driving of the plurality of LEDs. In the LED lighting device provided with,
A third varistor (VR3), one terminal of which is connected to the power supply terminal (AC_L), conducts when a surge flows into the power supply terminal (AC_L), and is insulated when the surge is blocked;
A second GDT that has one terminal connected to the other terminal of the third varistor (VR3) and the other terminal connected to the ground terminal (GND) to discharge the incoming surge when the surge flows in through the third varistor (VR3). Arrestor (AR2);
a fourth varistor (VR4) whose one terminal is connected to the neutral terminal (AC_N), conducts when a surge flows into the neutral terminal (AC_N), and is insulated when the surge inflow is blocked; and
A third GDT that has one terminal connected to the other terminal of the fourth varistor (VR4) and the other terminal connected to the ground terminal (GND) to discharge the incoming surge when the surge flows in through the fourth varistor (VR4). A surge protection device for LED lighting, characterized by having an arrester (AR3).
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