KR20160073555A - LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast - Google Patents

LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast Download PDF

Info

Publication number
KR20160073555A
KR20160073555A KR1020140181994A KR20140181994A KR20160073555A KR 20160073555 A KR20160073555 A KR 20160073555A KR 1020140181994 A KR1020140181994 A KR 1020140181994A KR 20140181994 A KR20140181994 A KR 20140181994A KR 20160073555 A KR20160073555 A KR 20160073555A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ballast
terminal
capacitor
circuit
inductor
Prior art date
Application number
KR1020140181994A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송종환
김우조
이상희
문경준
Original Assignee
주식회사 지피티
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 주식회사 지피티 filed Critical 주식회사 지피티
Priority to KR1020140181994A priority Critical patent/KR20160073555A/en
Publication of KR20160073555A publication Critical patent/KR20160073555A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K2/00—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence
    • F21K2/06—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence using chemiluminescence
    • F21K2/08—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence using chemiluminescence activated by an electric field, i.e. electrochemiluminescence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/02—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being transformers, impedances or power supply units, e.g. a transformer with a rectifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

As an LED lamp driving circuit compatible with both a magnetic ballast and an electronic ballast, an LED lamp driving circuit is operated in a state without a configuration of the proposed circuit since being operated by high impedance with respect to the magnetic ballast, and is effectively operated with respect to the electronic ballast, in which a high-efficiency compatible type LED lamp has a circuit configured to enable the electronic ballast to recognize even an LED lamp using low power as a normal load. Accordingly, the present invention is mounted in a lamp apparatus regardless of type of the ballast therein.

Description

자기식 안정기와 전자식 안정기 모두에 호환되는 LED 조명 회로 { LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an LED lighting circuit compatible with both a magnetic ballast and an electronic ballast,

최근 필라멘트 전구나 형광등 등을 대신하여 엘이디(LED: Light-Emitting Diode)가 새로운 조명기구로서 사용이 증가되는 추세이다.Recently, LED (Light-Emitting Diode) has been increasingly used as a new lighting device in place of filament lamps and fluorescent lamps.

엘이디 조명 방식은 전류에 의해 빛을 방출하는 다이오드를 사용한 조명 방식으로 저전압에서 구동되며, 다른 조명장치에 비해 월등히 긴 수명과 낮은 소비전력, 빠른 응답속도 및 높은 내구성을 가지며 소형 경량화가 가능한 등 타 조명장치에 비해 많은 장점을 가지고 있다. LED lighting system is a lighting system using a diode that emits light by current. It is driven at low voltage and has much longer lifetime, lower power consumption, faster response speed and higher durability than other lighting system, It has many advantages over the device.

하지만 이러한 장점에도 불구하고 현재 대부분의 등은 형광램프를 구동하기위한 안정기가 등기구 내에 설치되어 있으므로 등기구 전체를 교체하기가 용이하지 않다. 따라서 기존 형광램프용으로 설치된 등기구의 변경없이 형광램프등과 공용으로 사용할 수 있는 엘이디 등의 개발이 필요하며 본 발명은 시중에 유통되는 안정기로서 자기식과 전자식에 관계없이 안정기의 교체없이 기 설치되어있는 등에 적용가능한 전자식 및 자기식 안정기 호환형 엘이디 램프의 제어에 관한 회로이다.
However, in spite of these advantages, most of the lamps are installed in the luminaire for driving the fluorescent lamp, so it is not easy to replace the entire luminaire. Therefore, it is necessary to develop an LED that can be used in common with a fluorescent lamp without changing a lamp for a conventional fluorescent lamp. The present invention is a ballast distributed on the market, and installed in the market without replacement of a ballast And the like, which are applicable to electronic and magnetic ballast-compatible LED lamps.

종래의 형광등은 등 내부에 고전압에 의한 전기 방전을 일으키고 이에 따라 발생한 자외선이 램프 내면에 도포된 형광물질과 반응하여 가시광선의 빛을 내는 장치이다. Conventional fluorescent lamps generate electric discharge due to high voltage inside the lamp, and ultraviolet rays generated by the fluorescent lamps react with the fluorescent material applied on the inner surface of the lamp to emit visible light.

형광등의 점등방식에는 별도의 스타터(Glow Starter 또는 Rapid Starter)와 자기식 안정기를 사용하는 자기식 점등방식과, 전자식 안정기를 사용하는 전자식 점등 방식이 있다. 전자식 안정기는 전자부품을 사용하여 교류 상용 전원을 직류로 평활한 다음 고주파 인버터 회로를 이용하여 20 ㎑ ~ 30 ㎑의 고주파로 변환하여 출력한다.There are magnetic lighting systems using magnetic starters or electronic starters (Glow Starter or Rapid Starter) and fluorescent lighting systems using fluorescent lamps. The electronic ballast uses an electronic component to smooth the AC commercial power supply to DC and then converts it to a high frequency of 20 kHz to 30 kHz using a high frequency inverter circuit and outputs it.

전자식 안정기는 고주파를 위한 발진 방식에 따라 다시 자려식과 타려식으로 구분된다. 자려식은 내부의 인덕터와 커패시터를 이용하는 방식이어서 회로가 간단하나 다소 불안정한 단점이 있다. 반면 타려식은 출력 안정성은 높으나 회로가 복잡하고 가격이 높아 시장 경쟁력이 다소 떨어진다.Electronic ballasts are divided into two types according to the oscillation method for high frequency. The self-excitation type is a system using an inductor and a capacitor inside, so that the circuit is simple but has a disadvantage that it is somewhat unstable. On the other hand, the output stability is high but the circuit is complicated and the price is high, so the market competitiveness is somewhat less.

엘이디는 직류 전원에 의해 동작하고 형광등 점등과 다른 방식으로 발광하기 때문에 통상의 전자식 안정기에 그대로 사용할 수 없다. 그것은 안정기가 기본적으로 상용 60Hz 교류 전원을 수십 ㎑의 교류 전원으로 변환하여 램프에 제공하기 때문이다. 더군다나, 많이 사용되는 자려식 안정기는 출력을 제어하는 별도의 회로가 구성되어 있지 않으므로 2차 측에 걸린 부하에 따라 출력전압이 100V 에서 1000V 까지 가변하므로 엘이디를 직접 적용할 수 없다. 따라서 엘이디 등이 전자식 FL등용 안정기에 호환 가능하려면 엘이디 등 내에 별도의 변환회로가 구성되어야 한다.The LED is operated by a DC power source and emits light in a manner different from fluorescent lighting, so it can not be used in a conventional electronic ballast. This is because the ballast basically converts the commercial 60Hz AC power source into the several tens of kHz AC power source and supplies it to the lamp. Furthermore, since the self-ballasted ballast which is widely used does not have a separate circuit for controlling the output, it can not directly apply the LED since the output voltage varies from 100V to 1000V according to the load on the secondary side. Therefore, in order to be compatible with electronic ballasts such as LEDs, a separate conversion circuit must be formed in the LED and the like.

한편 자기식 안정기는 코일이 직렬로 연결되어 전류원의 특징을 가지므로 인해 FL등 내의 형광을 위한 플라즈마 형성을 유지하는 방식으로 이 역시 교류를 발생하며 정상상태에서는 전자식보다 높은 전압이 출력된다. On the other hand, the magnetic ballast maintains the plasma formation for the fluorescence in the FL and the like because the coil is connected in series and has the characteristics of the current source, which also generates alternating current.

전자식 안정기와 자기식 안정기의 특징적인 차이는 형광을 위한 플라즈마 방전 상태를 제공하기 위해 전자가 고주파 저전압인데 반해 후자는 저주파 고전압이라는 차이점을 가진다.The characteristic difference between the electronic ballast and the magnetic ballast is that the former is a high-frequency undervoltage, while the latter is a low-frequency high-voltage in order to provide a plasma discharge condition for fluorescence.

만약 기존의 자기식 또는 전자식 안정기에 엘이디 램프를 적용하면 램프가 동작하지 않거나 과전류로 인해 엘이디가 소손되는 문제가 발생한다. If an LED lamp is applied to a conventional magnetic or electronic ballast, the lamp may not operate or the LED may be damaged due to the overcurrent.

이러한 문제를 해결하기 위하여 엘이디 램프 내에 정류회로를 구성하여 자기식 또는 전자식 안정기에서 출력되는 교류를 직류로 바꾸어 엘이디 램프에 인가할 수 있지만 이 경우 자기식과 전자식 안정기의 회로 특성이 상이하기 때문에 엘이디 램프에 충분한 전력을 인가하지 못하여 필요한 조도를 얻지 못하거나 또는 과부하가 걸려 엘이디 램프의 수명을 현저히 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
In order to solve such a problem, a rectifying circuit may be formed in the LED lamp to convert the alternating current output from the magnetic or electronic ballast into a direct current to be applied to the LED lamp. However, in this case, the circuit characteristics of the self- There is a problem in that sufficient illumination can not be applied and the necessary illumination can not be obtained, or an overload may be caused to significantly reduce the lifetime of the LED lamp.

출원번호 10-2009-0096566 엘이디 조명장치 : 일반적인 방식으로 교류전원을 직류로 변환하여 이렇게 얻어진 전압을 강압하여(벅 변환: Buck Converter) 엘이디에 전력을 공급하는 방식이지만 실제 적용 시 전자식이 공급하는 저압 출력과 자기식이 공급하는 고압 출력에 대해 출력을 동일하게 유지하기 어려운 회로이다.Application No. 10-2009-0096566 LED lighting device: It is a method to convert AC power into DC by a general method and to supply the power to the LED by buck conversion (buck conversion). However, It is difficult to keep the output the same for the output and the high-voltage output supplied by the magnetic type. 출원번호 10-2010-0006526 엘이디 조명장치 : 상기와 동일한 회로로서 분할 출원된 내용이며 문제점은 동일하다.Application No. 10-2010-0006526 LED Lighting Device: The same circuit as above, the contents are divided and filed, the problem is the same. 출원번호 10-2011-0042592 엘이디 램프 : 전자식 안정기의 출력 특성이 고주파이고 자기식 안정기의 출력이 저주파인 점을 감안하여 주파수 판별부를 두고 출력을 조정하도록 하였으나 주파수를 판정하기 위해 복잡한 추가 회로가 필요하며 콘덴서와 스위치를 직렬로 연결하여 전압을 조정하고 있는데 이럴 경우 순시과도 상태에서 콘덴서로 과전류가 흐를 수 있으며 스위치를 손상시킬 가능성이 높을 뿐 아니라 콘덴서의 전압을 일정하게 제어하기가 용이하지 않다.Application No. 10-2011-0042592 LED lamp: Although the output characteristic of the electronic ballast is high frequency and the output of the magnetic ballast is low frequency, the output is adjusted with the frequency discriminator, but a complicated additional circuit is required to determine the frequency The voltage is adjusted by connecting the capacitor and the switch in series. In this case, the overcurrent flows to the capacitor in the transient transient state, and there is a high possibility of damaging the switch, and it is not easy to control the voltage of the capacitor constantly. 출원번호 10-2013-0089967 형광램프 호환형 LED램프 제어회로 : 자기식과 전자식 방식을 판별하기 위한 스위칭부를 두고 있지만 시중에서 유통되는 인증제품에는 1등용에서 4등용까지 다양한 종류의 전자식 안정기가 출시되고 있는데 여기서 제시한 회로로는 모든 종류의 전자식 안정기를 판별하지 못하는 문제점이 있다. 또한 전자식 안정기로 판별되어 스위칭부를 구동할 경우 LED에 흐르는 전류가 스위칭부와 직렬로 연결된 제너다이오드를 통하여 흐르는데 이렇게되면 제너다이오드의 제너전압과 구동전류의 곱에 의한 전력이 제너다이오드에서 소모되어 전체 효율이 떨어지는 비효율적인 회로 상태가 된다.Application No. 10-2013-0089967 Fluorescent Lamp Compatible Type LED Lamp Control Circuit: There is a switching unit to discriminate between magnetic type and electronic type. However, there are various kinds of electronic type ballasts from the first to fourth class in certified products distributed in the market There is a problem in that all kinds of electronic ballasts can not be distinguished by the circuit presented here. Also, when the switching unit is driven by the electronic ballast, the current flowing through the LED flows through the Zener diode connected in series with the switching unit. In this case, power due to the product of the Zener voltage and the driving current of the Zener diode is consumed in the Zener diode, Resulting in an inefficient circuit state.

시중에 주로 유통되고 있는 안정기는 전자식 안정기로서 자려식과 타려식으로 나뉘어진다. 자려식은 내부의 인덕터와 커패시터 및 외부 회로에 의해 자동으로 스위칭 주파수를 결정하여 고주파를 얻는 방식인데 반해, 타려식은 내부에 전용의 집적회로를 두고 일정 스위칭 주파수를 생성하여 형광램프를 구동하는 방식이다. 특히 타려식 안정기 내부에 구성된 집적회로는 부하인 형광램프의 상태를 검출하여 무부하 또는 단락 조건이 주어지면 내장된 보호회로를 통하여 잠시 출력을 중단하고 재시동하는 회로가 형성되어 있는 특징을 가지고 있다. The ballast which is mainly distributed in the market is divided into self-ballast and self-ballast as electronic ballasts. The self-excitation method is a method of automatically obtaining the high frequency by determining the switching frequency by the internal inductor, capacitor, and external circuit. In contrast to this, a dedicated integrated circuit is provided inside the driving method to generate a certain switching frequency to drive the fluorescent lamp. In particular, the integrated circuit formed in the ballast type ballast has a feature of detecting a state of the fluorescent lamp as a load and forming a circuit for temporarily stopping the output and restarting the circuit through a built-in protection circuit when no load or short circuit condition is given.

한편 LED 램프는 동일 조도를 얻는데 필요한 전력이 기존 형광램프의 50% 이하이므로 높은 효율과 전력절감을 기대할 수 있는데 만약 LED 램프를 타려식 안정기에 호환형으로 사용하면 안정기의 내부보호회로에 의해 스스로 무부하 또는 부하 적음으로 인식하여 출력을 중단하고 일정시간(대개 수백mSec정도) 경과 후 재기동하게 되는데 이러한 꺼지는 현상이 전형적인 프리커 상태이다. 이러한 문제에 대한 가장 쉬운 해결 방안을 LED 램프의 출력을 높이면 해결되지만 이는 원래 의도했던 전력절감의 방법이 아니므로 채택할 수 없다. On the other hand, LED lamps are expected to have high efficiency and power saving because the power required to obtain the same illuminance is less than 50% of conventional fluorescent lamps. If LED lamps are used in a compatible manner in the form of a ballast, Or low load, stopping the output, and restarting after a certain period of time (usually several hundreds of msec). This off-state is a typical prickle condition. The easiest solution to this problem is solved by increasing the output of the LED lamp, but this is not the original intended power saving method and can not be adopted.

본 발명은 이러한 문제를 해결함에 있어 타려식 안정기 뿐 아니라 자려식 및 자기식 안정기 모두에 적용 가능한 LED 구동회로를 제안하여 등기구 내에 설치된 안정기의 종류에 관계없이 사용할 수 있는 회로를 제안한다. The present invention proposes a LED drive circuit applicable to both self-excited and magnetic ballasts as well as a tapping ballast to solve such a problem, and proposes a circuit that can be used regardless of the type of ballast installed in the luminaire.

본 발명은 다음과 같은 특징을 가진다.The present invention has the following features.

1. 타려식 안정기에서 추가 손실없이 경부하 또는 무부하로 인식하므로 재점등하는 현상을 해결함.1. Resolve the phenomenon of reconsideration because the ballast is recognized as light load or no load without additional loss in the ballast type.

2. 자기식 안정기에도 적용 가능하도록 회로가 구성됨.2. A circuit is constructed so that it can be applied to a magnetic ballast.

3. 전자식 및 자기식 안정기에서 제공하는 총 4개의 단자 중 단자 배치가 임의로 바뀌어도 동작 가능한 회로. 3. A circuit that can operate even if the terminal arrangement is arbitrarily changed among four terminals provided by electronic and magnetic ballasts.

시중에 공급된 전자식 및 자기식 안정기의 종류는 수백가지 이상이며 이러한 안정기는 서로 다른 동작 특징을 가져 모두에 호환되는 LED 램프 구동회로의 개발은 아주 난해한 영역에 해당한다. There are hundreds kinds of electronic and magnetic ballasts supplied on the market, and the development of LED lamp driver circuits, which have different operating characteristics and are compatible with each other, is a very difficult area.

본 발명은 간단한 회로를 통하여 모든 종류의 안정기에 호환 가능한 경제적인 LED 구동회로를 제공하므로 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention provides an economical LED driver circuit compatible with all kinds of ballasts through a simple circuit, so that the following effects can be obtained.

1. 현재 유통되고 있는 호환형 LED 램프는 특정업체의 안정기에만 적용가능하여 사용 시 안정기의 종류를 확인하여야 하는 반면 본 발명에 의한 호환형 LLED 램프는 모든 안정기에 호환 가능하다.1. Compatible LED lamp which is currently in circulation is applicable only to a specific company's ballast, so the type of ballast is to be checked in use, while the compatible LLED lamp according to the present invention is compatible with all ballasts.

2. 안정기의 종류를 판별하는 기존의 복잡한 방식에 비해 회로를 단순화함으로 경제적인 이익을 극대화할 수 있다.2. It can maximize economic profit by simplifying the circuit compared to the conventional complicated method of determining the type of ballast.

3. 크기를 줄일 수 있어 등기구에 중요한 공간을 확보하는데 용이한 회로를 제공한다.3. It can be reduced in size to provide an easy circuit for ensuring space in the luminaire.

4. 본 고안에서 제공하는 회로는 인덕터 또는 커패시터 같은 수동소자를 사용하므로 신뢰성을 높여 수명을 향상시킬 수 있다.4. The circuit provided in this invention uses a passive element such as an inductor or a capacitor, so that the reliability can be improved and the lifetime can be improved.

5. 등기구 내의 안정기를 해체하지 않고서도 용이하게 LED 램프를 사용하므로 편리성을 제공한다.
5. Easy to use LED lamp without dismantling the ballast in the luminaire.

도1은 일반적인 형광램프의 구조를 보이며 총 4개의 단자로 구성되는데 이중 두 단자에는 주 전원이 연결되고 다른 두 단자에는 램프 내의 열전자 방출을 위한 코일을 가열하는 용도로 사용된다.
도2는 본 발명에서 제안하는 호환형 LED 램프의 입력 단자 및 내부회로를 블록도로 표현한 구조.
도3은 본 발명의 대표도로서 두조의 커패시터와 한조의 인덕터-커패시터가 안정기와 정류부 사이에 구성한 회로도.
도4는 본 발명의 또 다른 실시예로서 본 발명의 기본 제안을 벗어나지 않고 구성할 수 있는 방안으로 하나의 커패시터와 두조의 인덕터-커패시터를 사용하는 방법.
도5는 본 발명의 본 발명의 기본 제안을 벗어나지 않고 구성할 수 있는 또 다른 실시예로서 총 4조의 인덕터-커패시터를 사용하는 방법. FIG. 1 shows a general fluorescent lamp structure. In FIG. 1, a main power source is connected to two terminals, and the other two terminals are used to heat coils for emitting thermions in the lamp.
2 is a block diagram of an input terminal and an internal circuit of a compatible LED lamp proposed in the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a pair of capacitors and a pair of inductor-capacitors formed between a ballast and a rectifying part as a representative example of the present invention. FIG.
FIG. 4 illustrates a method of using one capacitor and two sets of inductor-capacitors as another embodiment of the present invention, without departing from the basic idea of the present invention.
Figure 5 is a further embodiment of the invention which can be configured without departing from the basic idea of the present invention, using a total of four sets of inductor-capacitors.

도1은 일반적인 형광램프(7)의 구조로서 외부에 돌출된 총 4개의 단자는 2단자가 1조로 모두 2조(1,2),(3,4)로 구성되는데 각 조는 하나의 주전원단자와 열전자 코일(5,6)가열용 단자로 구성된다. 전자식 안정기에서는 총 4개의 전선이 인출되어 있는데 제1조 단자(1,2)와 제2조 단자(3,4)는 색깔을 달리하여 결선 오류를 방지하고 있다. 여기서 단자(1)과 단자(2) 또는 단자(3)과 단자(4) 사이에는 구분을 두지 않고 결선이 가능하다. FIG. 1 shows a structure of a general fluorescent lamp 7, in which a total of four terminals protruded to the outside are composed of two sets (1, 2) and (3, 4) And a terminal for heating the thermoelectric coils 5 and 6. In the electronic ballast, four wires are drawn out. The first and second terminals (1, 2) and the second (3, 4) terminals have different colors to prevent wiring errors. Here, the connection between the terminal 1 and the terminal 2 or between the terminal 3 and the terminal 4 is possible.

도2는 본 발명에서 제안하는 호환형 LED 램프(20)의 입력 단자 구조로서 도1의 형광램프와 동일한 핀 형태와 배치를 가져야 하며 통상 입력정류부(21), DC/DC변환부(22), LED부(23)로 구분할 수 있다. 입력정류부(21)는 LED부(23)가 직류로 동작하는데 반해 안정기로부터 단자(1,2,3,4)로부터는 교류전원을 입력받으므로 교류를 직류로 변환하는 요소로서 어느 단자가 주전원인지 구분할 수 없으므로 모든 단자(1,2,3,4)에 대해 전파정류를 하도록 구성한다. DC/DC변환부(22)는 정류된 입력을 스위칭 소자인 FET(Field Effect Transistor) 또는 TR(Transistor)로 스위칭하여 LED부(23)에 일정량의 전기적 에너지를 주입하는 DC/DC 변환회로로서 전압형, 전류형, 전력형 등 다양한 전력변환회로를 구성할 수 있으며 어떠한 DC/DC 변환회로도 적용 가능하다. LED부(23)는 전기적에너지를 광에너지로 변환하는 부분으로 LED 소자를 직렬 또는 병렬로 구성하여 원하는 광출력을 얻는다.2, the input terminal structure of the compatible LED lamp 20 proposed in the present invention should have the same pin shape and arrangement as the fluorescent lamp of FIG. 1, and typically has an input rectifying section 21, a DC / DC converting section 22, And an LED unit 23. The input rectifying unit 21 is an element for converting AC into DC because the LED unit 23 is operated by DC but receives the AC power from the stabilizer by the terminals 1, 2, 3 and 4, So that it is configured to perform full-wave rectification for all the terminals (1, 2, 3, 4). The DC / DC conversion unit 22 is a DC / DC conversion circuit that switches a rectified input to a FET (Field Effect Transistor) or TR (Transistor), which is a switching element, and injects a certain amount of electrical energy into the LED unit 23, It can configure various power conversion circuits such as type, current type, and power type, and any DC / DC conversion circuit can be applied. The LED portion 23 is a portion for converting electrical energy into light energy, and the LED element is configured in series or in parallel to obtain a desired light output.

도3은 본 발명의 대표도로서 입력단자(1,2,3,4)와 정류부(21) 사이에 구성되는데, 두 조의 커패시터(30),(33)와 한 조의 인덕터-커패시터(31,32)로 구성된다. 이때 두 조의 커패시터(30),(33)의 커패시턴스는 전자식 안정기에서 공급되는 고주파수 전원을 통과시키기에 충분히 큰 값을 가져야 하며 보통 0.5uF에서 수uF의 값을 가진다. 또한 한 조의 인덕터-커패시터(31,32)의 인덕턴스는 대략 0.3mH에서 수mH의 범위에서 조정되며 커패시턴스는 대략 0.05uF에서 0.4uF의 범위에서 동작한다. 먼저 자기식 안정기를 적용하였을 경우, 주전원은 단자(1,4)에서 공급하고 열전자코일 가열용 입력은 단자(2,3)에서 공급하도록 구성되어 있으며, 입력 주파수가 50 또는 60Hz 이므로 두 조의 커패시터(30),(33)에 대한 임피던스는 0.5uF을 사용할 경우 50Hz에서 6.3kOhm, 60Hz 경우 5.3kOhm이 되어 커패시터 양단이 분리된 효과를 얻을 수 있다. 더구나 커패시터(32)에서 나타나는 임피던스는 커패시턴스 0.1uF을 적용하였을 경우 50Hz에서 31kOhm, 60Hz에서 26kOhm이 되어 제안된 회로는 거의 아무런 효과를 나타내지 않는다. 이는 곧 자기식 안정기에 대해서는 회로가 없는 것과 같은 효과를 보이며 자기식 안정기의 출력은 정류부(21)에 곧 바로 인가되어 DC/DC변환부(22)를 거쳐 LED부(23)를 구동한다. 만약 전자식 안정기를 사용할 경우 동작 주파수는 보통 30kHz 이상이므로 커패시턴스가 0.5uF일 경우 약 10 Ohm의 임피던스를 가져 32Watt급 전자식 안정기 경우 공급전류가 약 40mA인 것을 감안하면 커패시턴스의 양단 전압은 1 볼트 미만의 작은 값을 가지며 이는 단락과 동일한 효과를 낸다. 또한 커패시터(32)의 임피던스는 커패시턴스 0.1uF을 적용할 경우 50 Ohm 정도가 되고 인덕터(31)의 인덕턴스를 1mH로 사용할 경우 188 Ohm으로 인덕터-커패시터(31,32) 직렬 조합에 의한 임피던스는 약 138 Ohm 정도의 값을 가진다. 한편 전자식 안정기는 내부에 구성된 회로가 출력의 상태를 감지하여 일정 전력 이하로 판단하면 램프가 구동되지 않은 상태로 간주하여 일정기간 동작을 정지한 후 재기동의 과정을 진행하도록 구성되어 있으므로 전력을 절감하고자 LED 램프를 사용하면 전자식 안정기는 상기에서 언급한 바와 같이 램프가 작동되지 않은 상태로 간주하여 재기동을 반복하는 플리커 현상이 발생한다. 이때 본 회로를 적용하면 통상의 전자식 안정기 출력전압이 약 70V 정도인 것을 감안할 때 인덕터-커패시터(31,32)에 흐르는 전류는 약 0.5A 이며 이는 약35VA의 무효전력을 생성하므로 안정기는 부하가 정상적인 상태로 판단하여 운전 상태를 유지한다. 여기서 인덕터(31), 커패시터(32)에서 나타나는 전력은 모두 무효전력으로 실제 소모되는 전력이 아니므로 전체 안정기의 효율에는 아무런 영향이 없고 단지 전자식 안정기가 정상적으로 동작하는데만 사용된다. 두 조의 커패시터(30, 33)이 구성되어야 하는 이유는 전자식 안정기의 입력 주전원이 제1조 단자(1,2) 중 임의의 한 단자에 위치하며, 제2조 단자(3,4) 중 임의의 한 단자에 위치하므로 어떠한 경우에도 정상적으로 동작하기 위해 필요한 구성이다. 앞서 언급한 바와 같이 두 조의 커패시터(30,33)는 전자식 안정기에서 발생하는 고주파에 대해서는 단락과 같은 효과를 가지므로 주 전원이 단자(1,3), 단자(1,4), 단자(2,3), 단자(2,4) 중 어디에 공급된다 하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 3 is a block diagram of the present invention, which is constructed between input terminals 1, 2, 3, and 4 and a rectifying section 21. Two sets of capacitors 30 and 33 and a pair of inductor-capacitors 31 and 32 ). At this time, the capacitances of the two sets of capacitors 30 and 33 must have a value large enough to pass the high frequency power supplied from the electronic ballast, and usually have a value of 0.5 uF to several uF. The inductance of a set of inductor-capacitors 31 and 32 is adjusted in the range of approximately 0.3 mH to several mH, and the capacitance operates in the range of approximately 0.05 uF to 0.4 uF. First, when the magnetic ballast is applied, the main power is supplied from the terminals (1, 4) and the input for heating the thermoelectric coil is supplied from the terminals (2, 3). Since the input frequency is 50 or 60 Hz, two sets of capacitors 30, and 33 are 0.5 kFm and 6.3 kOhm at 50 Hz and 60 kHz, respectively, so that both ends of the capacitor can be separated. Furthermore, the impedance appearing in the capacitor 32 is 31 kOhm at 50 Hz and 26 kOhm at 60 Hz when a capacitance of 0.1 uF is applied, so that the proposed circuit has almost no effect. The output of the magnetic ballast is directly applied to the rectifying part 21 to drive the LED part 23 via the DC / DC converting part 22. If an electronic ballast is used, the operating frequency is usually 30kHz or more. Therefore, when the capacitance is 0.5uF, the impedance is about 10 Ohm. Therefore, considering the supply current of about 40mA for 32Watt electronic ballast, the voltage across the capacitance is less than 1 volt Value, which has the same effect as a paragraph. The impedance of the capacitor 32 is about 50 Ohm when a capacitance of 0.1 uF is applied and 188 Ohm when the inductance of the inductor 31 is 1 mH and the impedance by the series combination of the inductor-capacitors 31 and 32 is about 138 Ohm. On the other hand, when the electronic ballast detects the state of the output by the built-in circuit, it judges that the lamp is not in operation and stops the operation for a certain period, When the LED lamp is used, the electronic ballast is regarded as a state in which the lamp is not operated as mentioned above, and a flicker phenomenon occurs in which the restart is repeated. In this case, considering that the output voltage of the electronic ballast is about 70V, the current flowing in the inductor-capacitors 31 and 32 is about 0.5A, which generates the reactive power of about 35VA. State and maintains the operating state. Here, since the power appearing in the inductor 31 and the capacitor 32 is not the power actually consumed as the reactive power, it has no effect on the efficiency of the entire ballast, and is used only for the normal operation of the electronic ballast. The reason why the two sets of capacitors 30 and 33 must be constructed is that the input main power of the electronic ballast is located at any one of the first group terminals 1 and 2 and the arbitrary one of the second group terminals 3 and 4 Since it is located at one terminal, it is necessary for normal operation in any case. As described above, since the two sets of capacitors 30 and 33 have the same effect as a short circuit for the high frequency generated from the electronic ballast, the main power source is connected to the terminals 1 and 3, the terminals 1 and 4, 3 and the terminals 2 and 4, the same effect can be obtained.

도4는 본 발명의 다른 실시예인데 본 발명의 제안 범위를 벗어나지 않고 구성할 수 있는 방안으로 하나의 커패시터(40)와 두 조의 인덕터-커패시터(41,42),(43,44)를 사용하는 방법이다. 만약 주전원이 단자(1,3)에서 공급될 경우 주 전원이 연결된 입력에는 제2 인덕터-커패시터(43,44)가 유효하게 동작하여 전자식 안정기로부터 무효전류를 흘려 전자식 안정기가 정상적인 동작 상태로 유지할 수 있으며, 주전원이 단자(1,4)에서 공급될 경우 단자(1,4) 사이에는 커패시터(40)와 제1 인덕터-커패시터(41,42)가 연결되어 연결된 전체 임피던스는 제1 인덕터-커패시터(41,42)에 비해 최대 10%를 넘지않으며 전자식 안정기가 정상 부하상태로 유지하는데 문제가 없다. 주전원이 단자(2,3)에 걸린 경우는 단자(2,3) 사이에 커패시터(40)와 제2 인덕터-커패시터(43,44)가 직렬로 연결된 구성이 되며, 주전원이 단자(2,4)에 걸린 경우는 단자(2,4) 사이에 제1 인덕터-커패시터(41,42)가 연결된 구성이 되어 동작은 상기 설명한 바와 같이 동일하게 동작한다. 이 경우, 정류부(21)의 정류다이오드가 도3보다 많이 구성되어 있는데 이는 유효한 단자가 단자(1,2,3,4)중 임의의 위치에 나타날 수 있으므로 모든 경우의 수를 감안했을때의 회로 구성이다. 약간의 변경으로 커패시터(40) 양단에 연결된 정류다이오드는 중복일 수 있으므로 한조의 정류다이오드만 사용할 수도 있다. 이러한 구조는 본 발명에서 제안하는 구성의 범위에서 벗어나지 않고도 많은 변경이 가능한 부분 중 하나이다. FIG. 4 shows another embodiment of the present invention in which a single capacitor 40 and two sets of inductor-capacitors 41, 42, 43 and 44 are used in order to configure the invention without departing from the scope of the present invention Method. If the main power is supplied from the terminals 1 and 3, the second inductor-capacitors 43 and 44 are effectively operated on the input connected to the main power, so that the electronic ballast can maintain the normal operation state When the main power source is supplied from the terminals 1 and 4, the capacitors 40 and the first inductor-capacitors 41 and 42 are connected between the terminals 1 and 4 to connect the entire impedance to the first inductor- 41, 42), and the electronic ballast does not cause any problem in maintaining the normal load state. When the main power source is caught by the terminals 2 and 3, the capacitor 40 and the second inductor-capacitors 43 and 44 are connected in series between the terminals 2 and 3, The first inductor-capacitors 41 and 42 are connected between the terminals 2 and 4, and the operation is the same as described above. In this case, the rectifier diode of the rectifying unit 21 is constructed more than the rectifier diode of Fig. 3 because the effective terminal may appear at any position among the terminals 1, 2, 3 and 4, . A small number of rectification diodes connected to both ends of the capacitor 40 may be redundant and only a set rectification diode may be used. Such a structure is one of many possible changes without departing from the scope of the structure proposed by the present invention.

도5는 본 발명의 본 발명의 제안을 벗어나지 않고 구성할 수 있는 또 다른 실시예 인데, 총 4조의 인덕터-커패시터(50,51), (52,53), (54,55), (56,57)를 사용하는 방법으로 한 조의 인덕터-커패시터 양 끝단이 주전원과 점등용 코일 단자 중 임의의 한 단자에 연결되되 서로 중복되지 않도록 구성하는 방법이다. 만약 주전원이 단자(1,3)에 공급되면 단자(1,3) 사이에는 제1 인덕터-커패시터(50,51)가 연결되어 유효하게 동작하며, 단자(1,4)에 주전원이 공급되면 단자(1,4) 사이에는 제2 인덕터-커패시터(52,53)가 연결되어 유효하게 동작하며, 단자(2,3)에 주전원이 공급되면 단자(2,3) 사이에는 제3 인덕터-커패시터(54,55)가 연결되어 유효하게 동작하며, 단자(2,4)에 주전원이 공급되면 단자(2,4) 사이에는 제4 인덕터-커패시터(56,57)이 연결되어 유효하게 동작하여 무효전류를 발생하므로 안정기는 정상상태를 유지한다. 한편 주전원이 단자(1,2) 또는 단자(3,4)에는 연결되지 않으므로 단자(1,2)나 단자(3,4) 사이에는 회로가 구성될 필요가 없다.
5 is a further embodiment that can be configured without departing from the proposal of the present invention. The total of four sets of inductor-capacitors 50,51, 52,53, 54,55, 56, 57), both ends of a set of inductor-capacitors are connected to any one of the main power source and the point coil terminal, but are not overlapped with each other. If the main power is supplied to the terminals 1 and 3, the first inductor-capacitors 50 and 51 are connected between the terminals 1 and 3 to operate effectively. When the main power is supplied to the terminals 1 and 4, The first and second inductor-capacitors 52 and 53 are connected to the first and second inductor-capacitors 1 and 4, respectively. When the main power is supplied to the terminals 2 and 3, The fourth inductor-capacitors 56 and 57 are connected between the terminals 2 and 4 when the main power is supplied to the terminals 2 and 4, So that the ballast maintains a steady state. On the other hand, since the main power source is not connected to the terminals 1 and 2 or the terminals 3 and 4, a circuit need not be formed between the terminals 1 and 2 and the terminals 3 and 4.

본 발명은 기존의 형광등이나 FPL등 내에 설치되어 있는 안정기를 해체하지 않고 램프만 바꾸면 되는 방식으로 안정기를 교체하는 수고와 경비를 절약할 수 있는 호환형 LED 램프를 제공한다.
The present invention provides a compatible LED lamp capable of saving labor and cost of replacing a ballast in such a manner that a lamp is replaced without disassembling a ballast installed in a conventional fluorescent lamp or FPL.

1, 2, 3, 4 : 전자식 또는 자기식 안정기가 램프에 연결되는 단자
5, 6 : 형광램프에서 열전자를 방출하기 위한 코일
7 : 형광램프
20 : 형광램프 대체 또는 호환형 LED 램프
21 : 교류를 직류로 변환하는 AC/DC 정류부
22 : 정류된 직류전압을 스위칭하여 LED 에서 필요한 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부
23 : 직류전압을 공급받아 광출력을 발생하는 LED 부
30 : 제1 커패시터
31, 32 : 직렬로 구성된 인덕터-커패시터
33 : 제2 커패시터
40 : 커패시터
41, 42 : 제1 인덕터-커패시터
43, 44 : 제2 인덕터-커패시터
50, 51 : 제1 인덕터-커패시터
52, 53 : 제2 인덕터-커패시터
54, 55 : 제3 인덕터-커패시터
56, 57 : 제4 인덕터-커패시터1, 2, 3, 4: Terminal to which the electronic or magnetic ballast is connected to the lamp
5, 6: Coils for emitting hot electrons from a fluorescent lamp
7: Fluorescent lamp
20: Fluorescent lamp replacement or compatible LED lamp
21: AC / DC rectifier for converting AC to DC
22: a DC / DC converter unit for switching a rectified DC voltage to convert it into a required voltage from an LED;
23: an LED unit which receives a DC voltage and generates an optical output
30: first capacitor
31, 32: an inductor-capacitor formed in series
33: second capacitor
40: Capacitor
41, 42: a first inductor-capacitor
43, 44: a second inductor-capacitor
50, 51: a first inductor-capacitor
52, 53: a second inductor-capacitor
54, 55: third inductor-capacitor
56, 57: Fourth inductor-capacitor

Claims (2)

AC/DC 정류부와 DC/DC 변환부 및 LED 부로 구성된 LED 램프의 구동회로에 있어, 안정기(자기식 또는 전자식)와 상기 AC/DC 정류부 사이에 구성되며, 제1 커패시터와 제2 커패시터와 한 조의 인덕터-커패시터 직렬회로로 구성되되, 제1 커패시터 두 단자는 주전원의 한 단자와 점등용 코일의 한 단자에 각각 연결되고, 제2커패시터의 두 단자도 주전원의 다른 한 단자와 다른 점등용 코일의 한 단자에 각각 연결되고, 주전원의 한 단자에 연결된 제1커패시터의 한 단자는 AC/DC 정류부의 교류입력단에 연결되고 다른 단자는 인덕터-커패시터 직렬회로의 한 단자에 연결되고, 주전원의 다른 한 단자에 연결된 제2커패시터의 한 단자는 AC/DC 정류부의 다른 교류입력단에 연결되고 다른 단자는 인덕터-커패시터 직렬회로의 다른 한 단자에 연결되는 구성을 특징으로 하는 안정기 호환형 LED 램프.
A driving circuit for an LED lamp comprising an AC / DC rectification part, a DC / DC conversion part and an LED part, the driving circuit comprising: a rectifying part (first or second rectifying part) And the first capacitor is connected to one terminal of the main power source and one terminal of the point lighting coil, and the two terminals of the second capacitor are also connected to one terminal of the point lighting coil One terminal of the first capacitor connected to one terminal of the main power source is connected to the AC input terminal of the AC / DC rectification section and the other terminal is connected to one terminal of the inductor-capacitor series circuit, and the other terminal of the main power source is connected to the other terminal And one terminal of the connected second capacitor is connected to the other AC input terminal of the AC / DC rectification section and the other terminal is connected to the other terminal of the inductor-capacitor series circuit Regular-compatible LED lamps.
제1항에 있어 제1커패시터 및 제2커패시터의 용량은 0.5uF에서 10uF의 범위를 가지며, 인덕터-커패시터 직렬회로의 인덕턴스는 0.1mH에서 5mH의 범위를 가지고, 커패시턴스는 0.05uF에서 1uF의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 안정기 호환형 LED 램프.


The capacitor of claim 1, wherein the capacitances of the first and second capacitors range from 0.5 uF to 10 uF, the inductance of the inductor-capacitor series circuit ranges from 0.1 mH to 5 mH, and the capacitance ranges from 0.05 uF to 1 uF Wherein the ballast-compatible LED lamp is a ballast-compatible LED lamp.


KR1020140181994A 2014-12-17 2014-12-17 LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast KR20160073555A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140181994A KR20160073555A (en) 2014-12-17 2014-12-17 LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140181994A KR20160073555A (en) 2014-12-17 2014-12-17 LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160073555A true KR20160073555A (en) 2016-06-27

Family

ID=56344228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140181994A KR20160073555A (en) 2014-12-17 2014-12-17 LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160073555A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102391353B1 (en) 2020-11-20 2022-04-28 한국전자통신연구원 Led driving device with leading current element and led device having the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090096566A (en) 2008-03-08 2009-09-11 이강민 Control method of fire alarm system
KR20100006526A (en) 2008-07-09 2010-01-19 삼성전자주식회사 Method for selectively securing records in a ndef message
KR20110042592A (en) 2009-10-19 2011-04-27 주식회사 청담러닝 Device and method for learning vocabulary efficiently with fewer repetitions
KR20130089967A (en) 2012-01-18 2013-08-13 정형식 Method taht can value a provider on a consumer's smartphon and so on

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090096566A (en) 2008-03-08 2009-09-11 이강민 Control method of fire alarm system
KR20100006526A (en) 2008-07-09 2010-01-19 삼성전자주식회사 Method for selectively securing records in a ndef message
KR20110042592A (en) 2009-10-19 2011-04-27 주식회사 청담러닝 Device and method for learning vocabulary efficiently with fewer repetitions
KR20130089967A (en) 2012-01-18 2013-08-13 정형식 Method taht can value a provider on a consumer's smartphon and so on

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102391353B1 (en) 2020-11-20 2022-04-28 한국전자통신연구원 Led driving device with leading current element and led device having the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9220159B2 (en) Electronic ballast
US9232578B2 (en) LED lamp with variable input power supply
JP5051861B1 (en) Straight tube type light emitting diode lighting
KR100953325B1 (en) Led lighting apparatus
WO2012090489A1 (en) Light-emitting diode drive circuit and led light source
JP4909369B2 (en) Fluorescent lamp shaped LED lamp
JP2013225508A (en) Led lighting device using fluorescent lamp ballast
US10602597B1 (en) Solid-state lighting with a reduced temporal light artifact
JP2011082204A (en) Driving circuit for multiple serial leds
US9392671B2 (en) Lamp controller with extended life
CN109792819B (en) Modified light-emitting diode (LED) lamp tube for realizing step-by-step dimming in multi-lamp lighting system
JP2011243331A (en) Led power supply circuit
KR20130032108A (en) Led lighting apparatus
JP2011034847A (en) Power supply device and lighting fixture
JP2010157480A (en) Led lighting device
JP2011018557A (en) Power supply circuit for led lighting, and led electric bulb mounted with the power supply circuit for led lighting
US11172551B2 (en) Solid-state lighting with a driver controllable by a power-line dimmer
KR101844460B1 (en) LED lamp control circuit compatible type fluorescent and lighting the use
JP2014032773A (en) Led lamp
KR20160073555A (en) LED Lightening Circuit Compatible with Magnetic and Electronic Flourescent Lamp Ballast
JP3174463U (en) LED lighting
JP2012160284A (en) Led lighting device, luminaire, and lighting control system
KR101052338B1 (en) Power supply circuit for led lamp with fluorescent lamp type
KR20160125805A (en) LED Drive using dual current controller compatible for fluorescent ballast
US11330688B2 (en) Solid-state lighting with reduced light flickering

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application