KR20050045748A - 발광다이오드용 정전류회로 - Google Patents

발광다이오드용 정전류회로 Download PDF

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    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
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Abstract

본 발명은 발광다이오드용 정전류회로로서, 양의 외부전원이 인가되는 이미터와, 상기 이미터와 제 1 노드를 통해 연결된 베이스와, 제 2 및 제 3 노드를 통해서 접지된 컬렉터를 포함하는 제 1 NPN 형 트랜지스터와; 상기 제 1 노드에 연결된 이미터와, 상기 제 2 노드에 연결된 베이스와, 상기 제 3 노드에 연결된 컬렉터를 포함하는 제 2 NPN 형 트랜지스터와; 상기 제 2 NPN 형 트랜지스터의 컬렉터와 상기 제 3 노드 사이로 개재된 다수의 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 정전류회로를 제공한다.

Description

발광다이오드용 정전류회로{constant current circuit for light emitting diode}
본 발명은 발광다이오드(light emitting diode 또는 luminescent diode)용 정전류회로에 관한 것으로, 외부의 입력전압을 균일하게 조절하여 다수의 발광다이오드로 인가할 수 있고 자체 발열량이 적어 실내외용 조명기구나 자동자용 가변정보판 또는 옥외광고판과 같이 다수의 발광다이오드를 사용하는 발광장치에 적용될 경우에 개선된 효과를 얻을 수 있는 발광다이오드용 정전류회로에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 흔히 LED(light emitting diode)라 약칭되는 발광다이오드는 화합물반도체의 특성을 이용하여 전기적에너지를 빛에너지로 변화시키는 발광소자의 일종으로, 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 전자 또는 양공의 전하이동 캐리어를 생성하고, 이들의 재결합 과정에서 발생되는 빛을 이용한다.
이러한 발광다이오드는 종래의 타 광원에 비하여 사이즈가 소형이고 수명이 길며 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 저전력 고효율 특성과 더불어 고속응답 특징을 가지고 있는 바, 일반적으로 도로상에 설치된 동화상 광고물이나 고속도로, 국도 등에 사용되고 있는 가변정보판(VMS:Variable Message Sign) 또는 실내외용 인테리어 조명기구나 자동자의 제동등, 방향지시등, 비상점멸 표시등, 후퇴등, 꼬리등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다.
한편, 상기와 같은 발광다이오드를 이용하는 발광장치에는 다수의 발광다이오드 및 외부의 입력전압을 적절하게 조절하여 이들 다수의 발광다이오드로 인가하여 발광되도록 하는 드라이버회로를 포함하는데, 통상 드라이버회로 내에는 정전압회로가 내장되어 입력전압의 변화에도 불구하고 다수의 발광다이오드로 균일한 전압이 인가되도록 한다.
이러한 정전압회로를 통해 발광다이오드의 성능과 수명을 연장시킬 수 있다.
기존의 발광다이오드용 정전압회로는 그 종류가 다양한데, 간단하게는 적어도 하나 이상의 다이오드와 저항 등의 수동소자를 조합하여 구성하거나 또는 삼단자 레귤레이터를 사용하기도 하며, 마이크로프로세서와 같은 논리연산장치를 동원하여 다수의 발광다이오드의 점멸을 스위칭 조절하기도 한다.
그러나 이들 기존의 모든 정전압회로는 각각 단점을 나타내는데, 일례로 상기한 바와 같이 적어도 하나 이상의 정류용, 스위칭용 또는 전압 안정용 다이오드와 저항 등의 수동소자를 조합하여 구성할 경우에는 입력전압의 변화에 민감하게 대처할 수 없어 발광다이오드가 열화되는 현상이 빈번하게 나타나며, 이로 인해 소자의 수명을 단축시키거나 단선 및 단락이 나타날 가능성이 크다.
또한 삼단자 레귤레이터는 입력, 출력, 접지의 세 개의 단자를 가지며 입력단자로 인가되는 입력전압을 이보다 낮게 제어하여 출력단자로 출력하는 IC 모듈로서, 비교적 저가인 장점이 있지만 대부분 리니어(leaner) 방식을 채택하고 있어 효율이 좋지 않고 특히 자체발열량이 큰 단점이 있다.
그리고 마이크로프로세서 등의 논리연산장치를 이용하는 방법은 효과가 크고 안정적인 발광이 가능하지만, 지나치게 고가인 관계로 저가의 발광장치나 대량생산체제에는 적합하지 못한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수의 발광다이오드용 정전류회로로서 안정적인 동작이 가능하여 발광다이오드의 수명을 연장시킬 수 있음과 동시에 저가로 제작이 가능하고, 특히 자체발열량이 적어 신뢰성이 큰 발광다이오드용 정전류회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발광다이오드용 정전류회로로서, 양의 외부전원이 인가되는 이미터와, 상기 이미터와 연결된 베이스와, 제 1 및 제 2 노드를 통해서 접지된 컬렉터를 포함하는 제 1 NPN 형 트랜지스터와; 상기 제 1 NPN 형 트랜지스터의 이미터 및 베이스와 연결된 이미터와, 상기 제 1 노드를 통해서 상기 제 1 NPN 형 트랜지스터의 컬렉터와 연결된 베이스와, 상기 제 2 노드로 연결된 컬렉터를 포함하는 제 2 NPN 형 트랜지스터와; 상기 제 2 NPN 형 트랜지스터와 상기 제 2 노드 사이로 개재된 다수의 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 정전류회로인 것을 특징으로 한다.
이때 상기 제 1 NPN 형 트랜지스터의 이미터와 베이스 사이로 개재된 적어도 하나 이상의 제 1 저항과; 상기 제 1 노드와 제 2 노드 사이로 개재된 적어도 하나 이상의 제 2 저항을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기한 다수의 발광다이오드는 동화상 광고물, 가변정보판, 조명기구, 자동자의 제동등, 방향지시등, 비상점멸 표시등, 후퇴등, 꼬리등 중 선택된 하나를 구성하는 것을 특징으로 하는 바, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드용 정전류회로(10)의 바람직한 일례를 나타낸 회로도로서, 이는 도로상에 설치된 동화상 광고물이나 고속도로, 국도 등에 사용되고 있는 가변정보판 또는 실내외용 인테리어 조명기구나 자동자의 제동등, 방향지시등, 비상점멸 표시등, 후퇴등, 꼬리등과 같은 여러 가지 발광장치의 드라이버회로에 포함되어 다수의 발광다이오드(40)로 균일한 전압을 전달하는 역할을 한다.
이러한 본 발명에 따른 정전류회로(10)는 특히 동일한 양의 값을 갖는 외부전원과 접지의 전압차를 이용해 서로 연동되는 적어도 두 개의 NPN 형 트랜지스터(20,30)를 포함하는 바, 도시된 바와 같이 제 1 NPN 형 트랜지스터(20)의 이미터(E)와 베이스(B)로는 각각 양의 값을 갖는 외부전원(V+)이 입력되고, 이의 컬렉터(C)는 접지(GND)된다.
그리고 상기한 양의 값을 갖는 외부전원(V+)은 제 2 NPN 형 트랜지스터(30)의 이미터(E)로 인가되고, 이의 베이스(B)는 제 1 NPN 형 트랜지스터(20)의 컬렉터(C)로 연결되며, 이의 컬렉터(C)는 다수의 발광다이오드를 사이에 두고 베이스(B) 및 제 1 NPN 형 트랜지스터(20)의 컬렉터(C)와 연결되어 있다.
좀더 쉽게 이들 각각의 연결점을 노드(node)라 표현하며, 본 발명에 따른 정전류회로(10)의 제 1 NPN 형 트랜지스터(20)는 이미터(E)로 외부전원(V+)이 입력됨과 동시에 제 1 노드(N1)를 통해서 베이스(B)와 연결되어 있고, 컬렉터(C)는 제 2 및 제 3 노드(N2,N3)를 통해서 접지(GND)되어 있다.
그리고 제 2 NPN 형 트랜지스터(30)의 이미터(E)는 상기한 제 1 노드(N1)로 연결되어 외부전원(V+)이 인가되고 베이스(B)는 제 2 노드(N2)를 통해서 접지(GND) 및 제 1 NPN 형 트랜지스터(20)의 컬렉터(C)와 연결되며, 컬렉터(C)는 제 3 노드(N3)를 통해서 접지(GND)된다.
이때 제 2 NPN 형 트랜지스터(30)의 컬렉터(C)와 제 3 노드(N3) 사이로 다수의 발광다이오드(40)가 개재되며 바람직하게는 상기 제 1 NPN 형 트랜지스터(20)의 이미터(E)와 제 1 노드(N1) 사이로는 적어도 하나 이상의 제 1 저항(52)이 개재되고, 제 2 노드(N2)와 제 3 노드(N3) 사이로는 적어도 하나 이상의 제 2 저항(54)이 개재되어 있다.
상기한 구성의 본 발명에 따른 정전류회로(10)의 동작을 살펴보면, 외부전원(V+)과 접지(GND)사이의 전압차에도 불구하고 발광다이오드(40)로 인가되는 전류량은 항상 일정한 것을 알 수 있는데, 따라서 다수의 발광다이오드(40)는 균일한 휘도를 나타내게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 정전류회로는 다수의 발광다이오드로 일정한 전류를 인가할 수 있어 안정적인 동작이 가능한 장점을 갖는다.
이에 다수의 발광다이오드의 휘도를 균일하게 유지하며 성능과 수명을 크게 향상시킬 수 있고, 특히 본 발명에 따른 정전류회로는 자체 발열량이 적어 안정된 발광장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.
특히 본 발명에 따른 정전류회로는 저렴한 가격으로 구성 가능하여 여러 가지 분야에서 사용이 가능한 바, 구체적으로 도로상에 설치된 동화상 광고물이나 고속도로, 국도 등에 사용되고 있는 가변정보판 또는 실내외용 인테리어 조명기구나 자동자의 제동등, 방향지시등, 비상점멸 표시등, 후퇴등, 꼬리등과 같은 여러 가지 발광장치에 사용될 경우 가장 큰 효과를 볼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드용 정전류회로에 대한 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 정전류회로 20,30 : 제 1 및 제 2 NPN 형 트랜지스터
40 : 발광다이오드 52,54 : 제 1 및 제 2 저항
V+ : 외부전원 GND : 접지

Claims (3)

  1. 발광다이오드용 정전류회로로서,
    양의 값을 갖는 외부전원이 인가되는 이미터와, 상기 이미터와 제 1 노드를 통해 연결된 베이스와, 제 2 및 제 3 노드를 통해서 접지된 컬렉터를 포함하는 제 1 NPN 형 트랜지스터와;
    상기 제 1 노드에 연결된 이미터와, 상기 제 2 노드에 연결된 베이스와, 상기 제 3 노드에 연결된 컬렉터를 포함하는 제 2 NPN 형 트랜지스터와;
    상기 제 2 NPN 형 트랜지스터의 컬렉터와 상기 제 3 노드 사이로 개재된 다수의 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 정전류회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 NPN 형 트랜지스터의 이미터와 베이스 사이로 개재된 적어도 하나 이상의 제 1 저항과;
    상기 제 2 노드와 제 3 노드 사이로 개재된 적어도 하나 이상의 제 2 저항을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 정전류회로.
  3. 제 1항 또는 제 2 항중 어느 하나의 선택된 항에 있어서,
    상기 다수의 발광다이오드는 동화상 광고물, 가변정보판, 조명기구, 자동자의 제동등, 방향지시등, 비상점멸 표시등, 후퇴등, 꼬리등 중 선택된 하나를 구성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 정전류 회로.
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