KR102592229B1 - Power Supply for LED Lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 램프의 전원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교통 신호등과 같이 교류 전원에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 고역률을 가지게 하거나 낮은 고조파율을 갖기 위해 전류가 선형적으로 제어되도록 하고, 또한 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지하는 LED 램프의 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device for an LED lamp. More specifically, the current is linearly controlled to make an LED lamp used in an AC power source, such as a traffic signal, have a high power factor or a low harmonic factor with respect to the AC input power. It relates to a power supply device for LED lamps that prevents malfunction of traffic lights due to impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
반도체 기술의 발달로 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)의 생산이 다양화되면서 일반 전구에 비하여 동일한 조도를 얻는데 필요한 전력의 소모가 1/10 정도에 지나지 않는 LED가 차량용 및 신호등용 전등에 적용되는 추세이다.With the development of semiconductor technology, the production of light emitting diodes (LEDs) has diversified, and LEDs, which consume only 1/10 the power required to obtain the same illuminance compared to regular light bulbs, are being applied to vehicle and traffic light lights. It's a trend.
그런데, LED를 사용한 신호등을 구동하기 위해서는 별도의 전원 장치가 필요하다. 즉, 종래의 일반 전구를 사용하는 신호등은 220 볼트의 교류 전원을 사용하므로 별도의 전원 장치가 불필요하였으나, 발광 다이오드는 직류 전원을 사용하므로 220 볼트의 상용 전원을 직류로 정류하고, 정류된 직류 전압을 점등에 요구되는 크기의 직류 전압으로 변환하기 위하여 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply: SMPS)가 필요하게 되었다.However, a separate power supply is required to drive traffic lights using LEDs. In other words, traffic lights using conventional light bulbs used 220 volt alternating current power, so a separate power device was not needed, but light emitting diodes use direct current power, so the 220 volt commercial power is rectified into direct current, and the rectified direct current voltage is used. In order to convert the voltage into a direct current voltage of the size required for lighting, a switching mode power supply (SMPS) is needed.
도 1은 종래 LED 램프 구동용 SMPS 회로를 나타낸 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram showing a conventional SMPS circuit for driving an LED lamp.
종래 LED 구동용 SMPS 회로(100)는 입력되는 교류 전원의 과전류 및 과전압으로부터 SMPS를 보호하기 위하여 퓨즈와 바리스터 그리고 라인 필터로 이루어진 과전류 및 과전압 보호부(110), 교류 전압을 직류 전압으로 변환하기 위하여 브리지 다이오드로 이루어진 정류부(120), LED를 사용한 신호등(부하)에 공급하도록 정류부(120)를 통하여 입력되는 전류 전압을 트랜지스터 등의 스위칭 동작에 따라 변환하여 출력하는 전원 공급부(130), 트랜지스터의 듀티비를 제어하기 위하여 포토 다이오드로부터 제어 신호를 발생시키는 제어신호 발생부(140), 제어신호 발생부(140)에서 출력되는 제어 신호를 포토 트랜지스터를 통하여 수신하여 전원 공급부(130)의 2차측으로 출력되는 전압의 크기를 조절하기 위한 제어부(150), 전원 공급부(130)의 역률을 조정하기 위하여 전원 공급부(130)의 1차측에 접속된 역률 조정부(160), 정류부(120)와 전원 공급부(130) 사이에 접속되어 맥류분 전압을 차단하기 위한 맥류전압 방지부(170), 및 제어신호 발생부(140)와 부하단 사이에 직렬 접속된 복수의 저항이 병렬 접속되면서 제어신호 발생부(140)에 출력되는 기준 전압을 인출하는 부분과 출력 접지선 사이에 접속된 제1 저항과 병렬로 접속된 부온도 계수 써미스터를 포함하는 기준전압 발생부(180)를 포함한 구성을 갖는다.The conventional SMPS circuit 100 for driving an LED includes an overcurrent and overvoltage protection unit 110 consisting of a fuse, a varistor, and a line filter to protect the SMPS from overcurrent and overvoltage of the input AC power, and an overcurrent and overvoltage protection unit 110 to convert the AC voltage into a DC voltage. A rectifier 120 consisting of a bridge diode, a power supply unit 130 that converts and outputs the current voltage input through the rectifier 120 according to the switching operation of a transistor to be supplied to a signal light (load) using an LED, and the duty cycle of the transistor. A control signal generator 140 generates a control signal from a photo diode to control the ratio, and receives the control signal output from the control signal generator 140 through a photo transistor and outputs it to the secondary side of the power supply unit 130. A control unit 150 for adjusting the magnitude of the voltage, a power factor adjustment unit 160 connected to the primary side of the power supply unit 130 to adjust the power factor of the power supply unit 130, a rectifier unit 120, and a power supply unit 130. ) A pulsating current voltage prevention unit 170 for blocking the pulsating voltage, and a plurality of resistors connected in series between the control signal generating unit 140 and the load end are connected in parallel to form a control signal generating unit 140. It has a configuration including a reference voltage generator 180 including a negative temperature coefficient thermistor connected in parallel with a first resistor connected between the portion that draws the reference voltage output to and the output ground line.
과전류 및 과전압 방지부(110) 내 바리스터는 교류 전원단에서 입력될 수 있는 서지(Surge) 전압을 접지(Ground)로 연결하여 억제함으로써 SMPS에 영향을 주지 않도록 하고, 리액턴스 성분의 라인 필터(Line Filter)는 과전류 성분을 억제하며, 정류부(120)에서 과전류 및 과전압 방지부(110)를 통하여 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류한다.The varistor in the overcurrent and overvoltage prevention unit 110 suppresses the surge voltage that can be input from the AC power terminal by connecting it to the ground to prevent it from affecting the SMPS, and uses a line filter of the reactance component. ) suppresses the overcurrent component, and the rectifier 120 rectifies the alternating current voltage input through the overcurrent and overvoltage prevention unit 110 into a direct current voltage.
다이오드(D5)를 통과한 전류는 인덕터(L2)에 의하여 급격한 상승이 억제되고 전원 공급부(130)의 1차측(T1,T2)을 거쳐 캐패시터(C3)에 충전되는데, 다이오드(D5)는 콘트롤러(U1) 내 MOSFET가 오프되는 경우 전원 공급부(130)의 트랜스 전압의 상승으로 인한 전압이 캐패시터(C1)에 역충전되는 것을 방지한다. 또, 다이오드(D6)도 콘트롤러(U1) 내 MOSFET가 오프되는 경우 전류가 인덕터(L2)로 역류되는 것을 방지한다. 반면, 콘트롤러(U1) 내 MOSFET가 턴온되는 경우, 캐패시터(C3)의 충전 전압이 전원 공급부(130)의 1차측(T1 및 T2)을 거쳐 전류가 흐름으로써 2차측(T4)에 유기된다.The current passing through the diode (D5) is suppressed from rapid rise by the inductor (L2) and is charged to the capacitor (C3) through the primary side (T1, T2) of the power supply unit 130. The diode (D5) is connected to the controller ( When the MOSFET in U1) is turned off, the capacitor C1 is prevented from being reversely charged due to an increase in the transformer voltage of the power supply unit 130. Additionally, the diode (D6) also prevents current from flowing back to the inductor (L2) when the MOSFET in the controller (U1) is turned off. On the other hand, when the MOSFET in the controller (U1) is turned on, the charging voltage of the capacitor (C3) flows through the primary side (T1 and T2) of the power supply unit 130 and is induced to the secondary side (T4).
여기서, 역률 조정부(160) 내 인덕터(L2)가 캐패시터(C1)와 연관되어 역률을 향상시키게 되는데, 리액터(L2)의 인덕턴스는 크게 하고, 캐패시터(C1)의 캐패시턴스는 작게 한다. 역률 조정부(160) 내 캐패시터(C2)는 스너버(Snubber)용으로 사용되며, 캐패시터(C3)로는 무극성인 커플링 캐패시터를 사용하는 바, 이는 유극성의 캐패시터를 사용하는 경우 신호등의 속성상 요구되는 반복적인 온오프로 인해 절연 파괴 현상이 발생하여 고장이 잦게 되는 것을 방지하게 된다.Here, the inductor L2 in the power factor adjustment unit 160 is associated with the capacitor C1 to improve the power factor. The inductance of the reactor L2 is increased and the capacitance of the capacitor C1 is decreased. The capacitor C2 in the power factor adjustment unit 160 is used as a snubber, and a non-polar coupling capacitor is used as the capacitor C3, which is required due to the nature of the traffic light when a polarized capacitor is used. This prevents frequent breakdowns due to insulation breakdown caused by repeated on and off.
맥류전압 방지부(170)의 트랜지언트 다이오드(TD1)는 라인 필터에서 전원 공급부(130)의 1차측(T3)과 병렬로 접속된 캐패시터(C5) 양단에 걸리는 전압이 일정 이상이 되면 이를 차단하는 맥류 전압 방지용 다이오드이며, 맥류전압 방지부(170)의 저항(R1)은 최초에 시정수(R1*C5)를 갖고 캐패시터(C5)를 충전시키는 데에만 사용되며, 캐패시터(C5)가 충전된 이후에는 사용되지 않는 시동용 저항이다.The transient diode (TD1) of the pulsating current voltage prevention unit 170 is a pulsating current that blocks the voltage applied to both ends of the capacitor (C5) connected in parallel with the primary side (T3) of the power supply unit 130 in the line filter when it exceeds a certain level. It is a diode for voltage prevention, and the resistance (R1) of the pulsating voltage prevention unit 170 initially has a time constant (R1*C5) and is used only to charge the capacitor (C5), and after the capacitor (C5) is charged, This is an unused starting resistor.
제어부(150) 내 콘트롤러(U1)는 펄스폭 변조용 칩이며, 포토 트랜지스터(U2)의 턴온 시간의 변화에 따라 전압 펄스의 폭이 달라진다.The controller U1 in the control unit 150 is a pulse width modulation chip, and the width of the voltage pulse changes depending on the change in the turn-on time of the photo transistor U2.
이와 같이 교통 신호등에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 90% 이상의 고역률(High Power Factor)을 가지게 하거나, 40% 이하의 낮은 고조파율(THD: Total Hamornic Distortion)을 가지도록 점등하는 것은 15W 이하의 부하에서 매우 어렵다. 또한, 전원의 ±20% 변동과 온도 변화에 대해서도 조도를 일정 수준으로 유지하기란 기술적으로 여간 어려운 일이 아닐 수 없다.In this way, lighting LED lamps used in traffic lights to have a high power factor of more than 90% or a low harmonic distortion (THD: Total Hamornic Distortion) of less than 40% with respect to AC input power requires 15W. Very difficult at loads below that. In addition, it is technically difficult to maintain the illuminance at a certain level even with ±20% fluctuation in power and temperature changes.
따라서, 일반적으로 위와 같은 SMPS 방식을 채택하면서 전단에 역률 조정부(160)를 사용하게 되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 회로 자체가 복잡할 뿐만 아니라 인덕터, 전해 콘덴서 등을 사용하게 됨으로써 장치 규모가 커지게 된다.Therefore, in general, the SMPS method as above is adopted and the power factor adjustment unit 160 is used in the front end. As shown in FIG. 1, not only is the circuit itself complicated, but the scale of the device is large due to the use of inductors, electrolytic capacitors, etc. You lose.
또한, 전해 콘덴서의 수명이 2∼3년 정도 밖에 되지 않아 10 년이상 수명을 유지해야 하는 LED 램프에는 적합하지 않다는 문제점이 있다. 그리고, 스위칭할 때 발생되는 전자파 장해(EMI) 문제로 맥류전압 방지부(170)와 같은 노이즈 필터를 추가시키므로, 장치 회로가 더욱 복잡해지는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the lifespan of the electrolytic condenser is only about 2 to 3 years, so it is not suitable for LED lamps that must maintain a lifespan of more than 10 years. In addition, due to the problem of electromagnetic interference (EMI) generated during switching, a noise filter such as the pulsating voltage prevention unit 170 is added, causing a problem in that the device circuit becomes more complicated.
또한, 전국에 설치된 다수의 구형 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스값 때문에 신호등이 오작동 하는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.In addition, there was a problem in which traffic lights sometimes malfunctioned due to the Z1 impedance value on the LSU (Load Switch Unit) board installed in many old traffic signal controllers installed throughout the country.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 교통 신호등에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 고역률을 가지게 하거나 낮은 고조파율을 가지게 하기 위해 전류가 선형적으로 제어되도록 하고, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지하는 LED 램프의 전원 장치를 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to linearly control the current in order to make the LED lamp used in traffic lights have a high power factor or a low harmonic factor with respect to the AC input power. , provides a power supply device for LED lamps that prevents malfunction of traffic lights due to Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다양한 측면에 따른 LED 램프의 전원 장치는, LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프의 전원 장치로서, 전원 전압을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부; 정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드를 통해 발광하는 신호등 발광부; 신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 전류원; 및 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지하기 위하여 전원 차단 시 Z1 임피던스로 인한 가전압을 방전하는 방전회로부를 포함할 수 있다. In order to achieve the above-described object, a power supply device for an LED lamp according to various aspects of the present invention is a power supply device for an LED lamp that linearly controls the current flowing in the LED lamp, including a power supply unit for supplying a power voltage; a rectifier that rectifies the power voltage supplied from the power supply unit; a traffic light emitting unit that receives the rectified power voltage and emits light through a plurality of light emitting diodes; A current source that ensures that the current flowing through the traffic light emitting unit flows almost constantly regardless of the voltage applied to the traffic light emitting unit; and a discharge circuit unit that discharges the applied voltage due to the Z1 impedance when the power is turned off to prevent malfunction of the traffic light due to the Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
상기 전류원은 트랜지스터형 전류원, MOSFET형 전류원, 증폭기형 전류원, 비교기형 전류원 등을 포함할 수 있다.The current source may include a transistor-type current source, a MOSFET-type current source, an amplifier-type current source, a comparator-type current source, etc.
본 발명의 다양한 측면에 따르면, LED 램프를 선형적으로 제어함으로써 고역률을 가지게 함과 더불어 낮은 고조파율을 가지게 한다. According to various aspects of the present invention, the LED lamp is linearly controlled to have a high power factor and a low harmonic ratio.
또한, 종래와 동일한 LED 전류를 흐르게 하더라도 통전 시간을 더 늘리게 함으로써, LED 램프의 조도를 더 오랫동안 유지할 수 있게 하며, LED 램프의 수명을 더 늘리게 할 수 있다.In addition, even if the same LED current flows as before, the energization time is further increased, so that the illuminance of the LED lamp can be maintained for a longer period of time and the lifespan of the LED lamp can be further extended.
또한, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, it has the effect of preventing malfunction of traffic lights due to Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
도 1은 종래 LED 램프 구동용 SMPS 회로를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 3은 전압에 따른 전류의 파형을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 8은 전원 전압에 따른 전계효과 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작과 LED 전류의 파형을 나타낸 도면,
도 9는 전압, 전류, 도통각과의 관계를 나타낸 도면,
도 10은 도 9의 관계를 회로에 적용한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a conventional SMPS circuit for driving an LED lamp;
Figure 2 is a circuit diagram showing a power supply device for an LED lamp according to a first embodiment of the present invention;
Figure 3 is a diagram showing the waveform of current according to voltage;
4 is a circuit diagram showing a power supply device for an LED lamp according to a second embodiment of the present invention;
5 is a circuit diagram showing a power supply device for an LED lamp according to a third embodiment of the present invention;
Figure 6 is a circuit diagram showing a power supply device for an LED lamp according to a fourth embodiment of the present invention;
7 is a circuit diagram showing a power supply device for an LED lamp according to a fifth embodiment of the present invention;
Figure 8 is a diagram showing the operation of the field effect transistors (Q1, Q2) and the waveform of the LED current according to the power supply voltage;
9 is a diagram showing the relationship between voltage, current, and conduction angle;
Figure 10 is a configuration diagram applying the relationship of Figure 9 to a circuit.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(200)를 나타낸 회로 구성도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, AC 전압을 공급하는 전원부(210); 전원부(210)로부터 공급되는 AC 전압을 정류하는 정류부(220); 정류된 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부(230); 신호등 발광부(230)에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부(230)에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 전류원(240); 및 정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250);를 포함할 수 있다.Figure 2 is a circuit diagram showing the power supply device 200 of an LED lamp according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, a power supply unit 210 that supplies AC voltage; A rectifier 220 that rectifies the AC voltage supplied from the power supply 210; A traffic light emitting unit 230 that receives a rectified voltage and emits light through a plurality of light emitting diodes (LEDs); A current source 240 that allows the current flowing through the traffic light emitting unit 230 to flow almost constantly regardless of the voltage applied to the traffic light emitting unit 230; and a discharge circuit unit 250 for selectively discharging the rectified voltage.
전원 장치(200)의 신호등 발광부(230)는 다수의 LED로 이루어져 있다. The signal light emitting unit 230 of the power supply device 200 is composed of a plurality of LEDs.
LED는 일정 이상의 전압이 인가되면 급격히 전류가 증가하는 전기적 특성을 갖는다. 따라서, 다수의 LED로 이루어진 신호등 발광부(230)를 통해 많은 전류가 흐르게 되나, 신호등 발광부(230)에 이어 연결된 전류원(240)에 의해 일정한 전류(ILED)가 흐르게 된다.LEDs have electrical characteristics in which current increases rapidly when a voltage above a certain level is applied. Accordingly, a large amount of current flows through the traffic light emitting unit 230 consisting of a plurality of LEDs, but a constant current (ILED) flows through the current source 240 connected to the traffic light emitting unit 230.
한편, 신호등 발광부(230)의 통전 시간은 정류부(220)로부터의 전원 공급 시간의 대략 1/3 밖에 되지 않는다. 이렇듯, LED의 통전 전류를 지속적으로 유지하지 못하므로 LED의 성능을 충분히 이용하지 못해 밝기가 낮아지게 되고, 이에 따라 원하는 조도를 얻기 위하여 고가인 LED의 갯수를 늘려야 했다.Meanwhile, the energization time of the traffic light emitting unit 230 is only approximately 1/3 of the power supply time from the rectifier 220. As such, since the current of the LED cannot be continuously maintained, the performance of the LED cannot be fully utilized, resulting in lower brightness. As a result, the number of expensive LEDs had to be increased to obtain the desired illuminance.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 신호등 발광부(230)에 이어 전류원(240)을 연결하게 됨으로써, 신호등 발광부(230)를 통해 흐르는 전류가 도 3에 도시된 바와 같이 전파 정류된 정현파 전압의 중앙에 해당하는 부분에서만 구형파 전류로 흐르게 된다. 따라서, 역률이 95% 이상 출력되고, 고조파율이 30% 이하로까지 가능하게 된다.However, in the embodiment of the present invention, the current source 240 is connected to the traffic light emitting unit 230 as shown in FIG. 2, so that the current flowing through the traffic light emitting unit 230 is as shown in FIG. 3. A square wave current flows only in the part corresponding to the center of the full-wave rectified sinusoidal voltage. Therefore, the power factor can be output at 95% or more, and the harmonic factor can be down to 30% or less.
전원 장치(200)의 방전회로부(250)는 정류부(220)의 출력단과 신호등 발광부(230)의 입력단 사이에 구비된다.The discharge circuit unit 250 of the power supply device 200 is provided between the output end of the rectifier unit 220 and the input end of the signal light emitting unit 230.
방전회로부(250)는, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함할 수 있다.The discharge circuit unit 250 includes a resistor R40 for limiting current, a diode D40 for detecting the voltage of the rectifier 220, a discharge resistor R43 for switching transistor Q40, a capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, and inversion (driving) of switching transistor Q41. switching transistor Q40, driving resistors R41 and R42 of switching transistor Q41, smoothing capacitor C41 of switching transistor Q41, load resistor R44 for discharging, switching transistor Q41 for discharging, and discharging for forming a discharge loop and changing the level. It may include diode D41.
R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결된다. Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결된다. R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결된다. C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된다.One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40. The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground. One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41. One end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
방전회로부(250)는, 평상시 AC입력전원(220Vac 기준전압) 투입시 D40을 통하여 Q40이 도통되고 Q41 오프(OFF)된다. 한편, 입력전원 차단 시 일정전압 이하가 되면 D40으로 차단되어 Q40은 오프(OFF)되고 Q41이 온(ON) 되어 R44에 부하저항으로 방전회로가 구성되어 입력전원을 다운(DOWN) 시킨다. 이 동작으로 단상전원 차단 시 콘덴서에 충전된 전력이나 가전압을 방전함으로써, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지할 수 있다.In the discharge circuit unit 250, when AC input power (220Vac reference voltage) is normally applied, Q40 is conducted through D40 and Q41 is turned off. Meanwhile, when the input power is cut off, if the voltage falls below a certain level, it is cut off by D40, turning Q40 off and Q41 turning on, forming a discharge circuit with a load resistance in R44 to turn the input power down. This operation discharges the power or applied voltage charged in the condenser when the single-phase power is cut off, thereby preventing malfunction of the traffic light due to the Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(400)를 나타낸 회로 구성도로, 전류원으로서 TR형 전류원을 사용한 경우를 예시한 것이다.Figure 4 is a circuit diagram showing the power supply device 400 of the LED lamp according to the second embodiment of the present invention, illustrating the case of using a TR type current source as the current source.
도 4를 참조하면, LED 램프의 전원 장치(400)는 전원부(210)와 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에는 저항(R1) 및 제너(Zener) 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있다.Referring to FIG. 4, the power supply device 400 of the LED lamp is electrically connected to the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230, and the connection point of the rectifier 220 and the traffic light emitting unit 230 A series structure of a resistor (R1) and a Zener diode (Dz) is connected between (a) and ground, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded.
신호등 발광부(230)와 접지 사이에 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)와 저항(R4)이 직렬로 연결되어 저항(R4)의 한쪽 단이 접지되며, 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 연결점 (나)와 제1 NPN형 트랜지스터(TR1) 사이에 저항(R2)를 통해 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 컬렉터가 연결되고, 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)의 베이스단과 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 베이스단이 서로 연결되며, 두 베이스단의 연결점은 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 연결된다. 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 에미터는 저항(R3)을 통해 접지되어 있다.A first NPN-type transistor (TR1) and a resistor (R4) are connected in series between the signal light emitting unit 230 and the ground, so that one end of the resistor (R4) is grounded, and the resistor (R1) and the Zener diode (Dz) are connected in series. The collector of the second NPN-type transistor (TR2) is connected between the connection point (B) and the first NPN-type transistor (TR1) through a resistor (R2), and the base terminal of the first NPN-type transistor (TR1) and the second NPN-type transistor (TR1) are connected. The base terminals of the transistor TR2 are connected to each other, and the connection point of the two base terminals is connected to the collector of the second NPN type transistor TR2. The emitter of the second NPN-type transistor TR2 is grounded through the resistor R3.
제너 다이오드(Dz)는 PN 접합의 항복(Breakdown) 영역에서 동작 특성이 나타나도록 제작된 정전압용 다이오드이다. PN 반도체의 도핑 레벨(Doping Level)을 변화시켜서 2~200[V]의 항복 범위를 갖도록 해당 전압별로 제작된다. 제너 항복은 애벌런취(Avalanche) 항복과 달리 다이오드가 강하게 도핑(Doping)되면 공핍층이 대단히 좁아지는데, 공핍층에서 인가되는 전계의 세기가 300,000[V/cm]정도가 되면 가전자대 전자가 전도대로 충분히 끌어 올려져 도전 상태가 되는 형태의 항복을 말한다. 제너 다이오드(Dz)의 특성에서 항복 전압 Vz 에 도달하기까지 역방향 전류는 무시할 수 있다.Zener diode (Dz) is a constant voltage diode manufactured to exhibit operating characteristics in the breakdown region of the PN junction. By changing the doping level of the PN semiconductor, it is manufactured for each voltage to have a breakdown range of 2 to 200 [V]. Unlike avalanche breakdown, Zener breakdown causes the depletion layer to become very narrow when the diode is heavily doped. When the intensity of the electric field applied to the depletion layer reaches about 300,000 [V/cm], the valence band electrons move to the conduction band. It refers to a form of surrender that has been lifted sufficiently to become a state of challenge. From the characteristics of the Zener diode (Dz), the reverse current can be ignored until the breakdown voltage Vz is reached.
도 4에서, LED 램프의 전원 장치(400)의 동작을 보면, 전원부(210)로부터 정류부(220)를 경유해 저항(R1) 및 제어 다이오드(Dz)에 전원 전압이 인가되면, 저항(R1) 및 저항(R2)를 통해 전류가 흐르게 된다. 4, looking at the operation of the power supply device 400 of the LED lamp, when the power supply voltage is applied from the power supply unit 210 to the resistor R1 and the control diode Dz via the rectifier unit 220, the resistance R1 And the current flows through the resistor (R2).
저항(R2)를 통해 흐르는 전류(I1)는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 이 전류의 일부는 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)와 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 베이스단으로 인가됨으로써, 제1 NPN형 트랜지스터(TR1) 및 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)가 턴 온 작동되고, 그에 따라 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)는 컬렉터에서 에미터를 경유해 저항(R3)을 통해 접지로 전류가 흐르게 된다.The current (I1) flowing through the resistor (R2) can be expressed as Equation 1, and a part of this current is applied to the base terminals of the first NPN-type transistor (TR1) and the second NPN-type transistor (TR2), The first NPN-type transistor (TR1) and the second NPN-type transistor (TR2) are turned on, and accordingly, the second NPN-type transistor (TR2) sends a current from the collector to the ground through the resistor (R3) via the emitter. flows.
[수학식 1][Equation 1]
또한, 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)도 컬렉터에서 에미터를 경유해 저항(R4)를 통해 접지로 전류가 흐르게 된다. 따라서, 신호등 발광부(230)에서도 수학식 2와 같은 LED 전류가 흐르게 됨으로써 다수의 LED가 발광하게 되는 것이다.In addition, the first NPN-type transistor TR1 also allows current to flow from the collector to the ground through the resistor R4 via the emitter. Accordingly, the LED current as shown in Equation 2 also flows in the traffic light emitting unit 230, causing a plurality of LEDs to emit light.
[수학식 2][Equation 2]
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(400)는 정류부(220)의 출력단과 연결점(가) 사이에 정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)가 연결되어 있다.In addition, the power supply device 400 of the LED lamp according to the second embodiment of the present invention has a discharge circuit 250 connected between the output terminal of the rectifier 220 and the connection point A to selectively discharge the rectified voltage. there is.
전원 장치(400)의 방전회로부(250)는 정류부(220)의 출력단과 신호등 발광부(230)의 입력단 사이에 구비된다.The discharge circuit unit 250 of the power supply device 400 is provided between the output terminal of the rectifier unit 220 and the input terminal of the signal light emitting unit 230.
방전회로부(250)는, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함할 수 있다.The discharge circuit unit 250 includes a resistor R40 for limiting current, a diode D40 for detecting the voltage of the rectifier 220, a discharge resistor R43 for switching transistor Q40, a capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, and inversion (driving) of switching transistor Q41. switching transistor Q40, driving resistors R41 and R42 of switching transistor Q41, smoothing capacitor C41 of switching transistor Q41, load resistor R44 for discharging, switching transistor Q41 for discharging, and discharging for forming a discharge loop and changing the level. It may include diode D41.
R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결된다. Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결된다. R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결된다. C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된다.One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40. The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground. One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41. One end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
방전회로부(250)는, 평상시 AC입력전원(220Vac 기준전압) 투입시 D40을 통하여 Q40이 도통되고 Q41 오프(OFF)된다. 한편, 입력전원 차단 시 일정전압 이하가 되면 D40으로 차단되어 Q40은 오프(OFF)되고 Q41이 온(ON) 되어 R44에 부하저항으로 방전회로가 구성되어 입력전원을 다운(DOWN) 시킨다. 이 동작으로 단상전원 차단 시 콘덴서에 충전된 전력이나 가전압을 방전함으로써, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지할 수 있다.In the discharge circuit unit 250, when AC input power (220Vac reference voltage) is normally applied, Q40 is conducted through D40 and Q41 is turned off. Meanwhile, when the input power is cut off, if the voltage falls below a certain level, it is cut off by D40, turning Q40 off and Q41 turning on, forming a discharge circuit with a load resistance in R44 to turn the input power down. This operation discharges the power or applied voltage charged in the condenser when the single-phase power is cut off, thereby preventing malfunction of the traffic light due to the Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(500)를 나타낸 회로 구성도로, 전류원으로서 MOSFET형 전류원을 사용한 경우를 예시한 것이다.Figure 5 is a circuit diagram showing the power supply device 500 of an LED lamp according to a third embodiment of the present invention, illustrating a case where a MOSFET type current source is used as the current source.
도 5를 참조하면, LED 램프의 전원 장치(500)는 전원부(210)와 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에는 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 직렬 연결이 연결되고 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있다.Referring to FIG. 5, the power supply device 500 of the LED lamp is electrically connected to the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230, and the connection point of the rectifier 220 and the traffic light emitting unit 230 A resistor (R1) and a Zener diode (Dz) are connected in series between (a) and ground, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded.
신호등 발광부(230)와 접지 사이에 제1 MOSFET(FET1)와 저항(R4)이 직렬로 연결되며, 저항(R4)의 일측 단자는 접지와 연결되어 있다. 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 연결점 (나)와 제1 MOSFET(FET1) 사이에 저항(R2)를 통해 제2 MOSFET(FET2)가 연결되고, 제1 MOSFET(FET1)의 게이트단과 제2 MOSFET(FET2)의 게이트단이 서로 연결되며, 두 게이트단의 연결점은 제2 MOSFET(FET2)의 드레인과 연결된다. 제2 MOSFET(FET2)의 소스는 저항(R3)을 통해 접지되어 있다.A first MOSFET (FET1) and a resistor (R4) are connected in series between the signal light emitting unit 230 and the ground, and one terminal of the resistor (R4) is connected to the ground. A second MOSFET (FET2) is connected between the connection point (b) of the resistor (R1) and the Zener diode (Dz) and the first MOSFET (FET1) through the resistor (R2), and the gate terminal of the first MOSFET (FET1) is connected to the first MOSFET (FET1). The gate terminals of the two MOSFETs (FET2) are connected to each other, and the connection point of the two gate terminals is connected to the drain of the second MOSFET (FET2). The source of the second MOSFET (FET2) is grounded through the resistor (R3).
여기서, 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)는 입력 전압으로 출력 전류를 제어하는 소자로써, 제1 MOSFET(FET1) 및 제2 MOSFET(FET2)는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET: Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)이나, 다른 반도체 증폭 소자로 대체하여 구성할 수 있다. 전계효과 트랜지스터(FET)는 입력 게이트가 산화 실리콘 박막으로 절연되어 있는 트랜지스터로 상당히 높은 입력 임피던스를 갖고 있다.Here, the field effect transistor is a device that controls the output current with an input voltage, and the first MOSFET (FET1) and the second MOSFET (FET2) are metal-oxide semiconductor field effect transistors (MOSFET). -Effect Transistor) or can be replaced with another semiconductor amplification element. A field-effect transistor (FET) is a transistor whose input gate is insulated with a thin silicon oxide film and has a fairly high input impedance.
도 5에서, LED 램프의 전원 장치(500)의 동작을 보면, 전원부(210)로부터 공급된 전원 전압이 정류부(220)에 의해 정류되어 저항(R1)과 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조에 인가된다. 이때, 제너 다이오드(Dz)의 양단에는 제너 전압(VZ)이 발생하고, 제너 다이오드(Dz)에 직렬로 연결된 저항(R1)에는 양단 전압이 인가된다. 여기서, 전원 전압이 변한다고 하더라도 제너 전압(VZ)은 일정한 전압을 유지한다.5, looking at the operation of the power supply device 500 of the LED lamp, the power voltage supplied from the power supply unit 210 is rectified by the rectifier unit 220 and applied to the series structure of the resistor R1 and the Zener diode Dz. do. At this time, a Zener voltage (VZ) is generated at both ends of the Zener diode (Dz), and the voltage at both ends is applied to the resistor (R1) connected in series to the Zener diode (Dz). Here, even if the power supply voltage changes, the Zener voltage (VZ) maintains a constant voltage.
또한, 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 연결점(나)에 연결된 저항(R2)에 의해 양단 전압이 발생되고, 저항(R2)에 의해 발생된 양단 전압은 제1 MOSFET(FET1) 및 제2 MOSFET(FET2)의 게이트단으로 인가된다. 따라서, 제1 MOSFET(FET1) 및 제2 MOSFET(FET2)는 턴 온 동작되어 제1 MOSFET(FET1) 및 제2 MOSFET(FET2) 모두 드레인단에서 소스단으로 전류가 흐르게 된다. 즉, 제2 MOSFET(FET2)의 드레인단에서 소스단을 경유해 저항(R3)를 통해 접지로 수학식 3과 같은 전류(I1)가 흐르게 되고, 제1 MOSFET(FET1)는 드레인단에서 소스단을 경유해 저항(R4)를 통해 접지로 흐르게 됨으로써, 신호등 발광부(230)로부터 제1 MOSFET(FET1)로 전류(ILED)가 흐르게 되어 다수의 LED가 발광하게 된다.In addition, a voltage across both ends is generated by the resistor R2 connected to the connection point (B) of the resistor R1 and the Zener diode Dz, and the voltage across both ends generated by the resistor R2 is connected to the first MOSFET (FET1) and the second MOSFET (FET1). 2 It is applied to the gate terminal of MOSFET (FET2). Accordingly, the first MOSFET (FET1) and the second MOSFET (FET2) are turned on so that current flows from the drain terminal to the source terminal in both the first MOSFET (FET1) and the second MOSFET (FET2). That is, a current (I1) as shown in Equation 3 flows from the drain terminal of the second MOSFET (FET2) to ground through the resistor (R3) via the source terminal, and the first MOSFET (FET1) flows from the drain terminal to the source terminal. As it flows to ground through the resistor R4, the current (ILED) flows from the signal light emitting unit 230 to the first MOSFET (FET1), causing a plurality of LEDs to emit light.
[수학식 3][Equation 3]
수학식 3에서 Vz는 제너 전압, Vth는 제2 MOSFET(FET2)의 동작 개시 전압을 나타낸다.In Equation 3, Vz represents the Zener voltage and Vth represents the operation start voltage of the second MOSFET (FET2).
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(500)는 정류부(220)의 출력단과 연결점(가) 사이에 정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)가 연결되어 있다.In addition, the power supply device 500 of the LED lamp according to the third embodiment of the present invention has a discharge circuit 250 connected between the output terminal of the rectifier 220 and connection point A to selectively discharge the rectified voltage. there is.
전원 장치(500)의 방전회로부(250)는 정류부(220)의 출력단과 신호등 발광부(230)의 입력단 사이에 구비된다.The discharge circuit unit 250 of the power supply device 500 is provided between the output terminal of the rectifier unit 220 and the input terminal of the signal light emitting unit 230.
방전회로부(250)는, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함할 수 있다.The discharge circuit unit 250 includes a resistor R40 for limiting current, a diode D40 for detecting the voltage of the rectifier 220, a discharge resistor R43 for switching transistor Q40, a capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, and inversion (driving) of switching transistor Q41. switching transistor Q40, driving resistors R41 and R42 of switching transistor Q41, smoothing capacitor C41 of switching transistor Q41, load resistor R44 for discharging, switching transistor Q41 for discharging, and discharging for forming a discharge loop and changing the level. It may include diode D41.
R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결된다. Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결된다. R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결된다. C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된다.One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40. The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground. One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41. One end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
방전회로부(250)는, 평상시 AC입력전원(220Vac 기준전압) 투입시 D40을 통하여 Q40이 도통되고 Q41 오프(OFF)된다. 한편, 입력전원 차단 시 일정전압 이하가 되면 D40으로 차단되어 Q40은 오프(OFF)되고 Q41이 온(ON) 되어 R44에 부하저항으로 방전회로가 구성되어 입력전원을 다운(DOWN) 시킨다. 이 동작으로 단상전원 차단 시 콘덴서에 충전된 전력이나 가전압을 방전함으로써, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지할 수 있다.In the discharge circuit unit 250, when AC input power (220Vac reference voltage) is normally applied, Q40 is conducted through D40 and Q41 is turned off. Meanwhile, when the input power is cut off, if the voltage falls below a certain level, it is cut off by D40, turning Q40 off and Q41 turning on, forming a discharge circuit with a load resistance in R44 to turn the input power down. This operation discharges the power or applied voltage charged in the condenser when the single-phase power is cut off, thereby preventing malfunction of the traffic light due to the Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(600)를 나타낸 회로 구성도이다.Figure 6 is a circuit diagram showing the power supply device 600 of an LED lamp according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(600)는 전류원으로서 OP-AMP형 전류원을 사용한 경우를 나타낸 것이다.The power supply device 600 for an LED lamp according to the fourth embodiment of the present invention shows a case where an OP-AMP type current source is used as a current source.
도 6에 도시된 LED 램프의 전원 장치(600)는 전원부(210)와 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에는 저항(R1) 및 제너다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있다.In the power supply device 600 of the LED lamp shown in FIG. 6, the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230 are electrically connected, and the connection point of the rectifier unit 220 and the traffic light emitting unit 230 is ( A series structure of a resistor (R1) and a Zener diode (Dz) is connected between a) and ground, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded.
신호등 발광부(230)와 접지 사이에 전계효과 트랜지스터(Q1)와 저항(Rs)이 직렬로 연결되며, 저항(Rs)의 일측 단자는 접지와 연결되어 있다. 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 연결점인 (나)와 전계효과 트랜지스터(Q1) 사이에 저항(R2), 증폭기(AMP) 및 저항(R6)이 직렬로 연결되어 있다.A field effect transistor (Q1) and a resistor (Rs) are connected in series between the signal light emitting unit 230 and the ground, and one terminal of the resistor (Rs) is connected to the ground. A resistor (R2), an amplifier (AMP), and a resistor (R6) are connected in series between (b), which is the connection point of the resistor (R1) and the Zener diode (Dz), and the field effect transistor (Q1).
그리고, 저항(R2)와 증폭기(AMP)의 연결점 (다)와 접지 사이에 저항(R3)이 연결되고, 증폭기(AMP)의 출력단자와 (-) 입력 단자 사이에는 궤환용 저항(R4)이 연결되어 있으며, 전계효과 트랜지스터(Q1)와 저항(Rs)의 연결점 (라)와 증폭기(AMP)의 (-) 입력 단자 사이에는 저항(R5)이 연결되는 구성을 갖는다.In addition, a resistor (R3) is connected between the resistor (R2) and the connection point (c) of the amplifier (AMP) and ground, and a feedback resistor (R4) is connected between the output terminal and the (-) input terminal of the amplifier (AMP). It is connected, and a resistor (R5) is connected between the connection point (D) of the field effect transistor (Q1) and the resistor (Rs) and the (-) input terminal of the amplifier (AMP).
증폭기(AMP)는 연산 증폭기(Operational Amplifier)로서, 두 개의 차동 입력(+, -)과 하나의 출력 단자를 가진다. 증폭기(AMP)는 기본적으로 두 입력 단자간 전압의 차이를 증폭하여 출력하는 것으로, 차동 입력의 (+) 입력측 전압이 높으면 출력도 (+)로 되고 (-) 입력측 전압이 높으면 출력은 (-)로 된다. 그러나 이렇게 하면 증폭도가 무한대에 가까운 크기가 되기 때문에 차동 입력 전압이 있으면 출력은 (+) 또는 (-)의 최대치로 되어 실용적으로 사용할 수 있는 증폭기로 작동하지 않게 된다. 따라서, 출력이 저항(R4)을 통해 (-) 입력측으로 궤환되도록 하는 부궤환을 걸어 줌으로써, 차동 입력의 전압 차이를 상쇄시키는 작용을 하게 한다.The amplifier (AMP) is an operational amplifier and has two differential inputs (+, -) and one output terminal. An amplifier (AMP) basically amplifies and outputs the difference in voltage between two input terminals. If the voltage on the (+) input side of the differential input is high, the output will be (+), and if the voltage on the (-) input side is high, the output will be (-). It becomes. However, if this is done, the degree of amplification will be close to infinity, so if there is a differential input voltage, the output will be at the maximum value of (+) or (-), making it impossible to operate as a practically usable amplifier. Therefore, by applying a negative feedback that causes the output to be fed back to the (-) input side through the resistor (R4), it acts to cancel out the voltage difference between the differential inputs.
도 6에서, LED 램프의 전원 장치(600)의 동작을 보면, 전원부(210)로부터 공급된 전원 전압이 정류부(220)에 의해 정류되어 저항(R1)과 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조에 인가된다. 이때, 제너 다이오드(Dz)의 양단에는 제너 전압(VZ)이 발생하고, 제너 다이오드(Dz)에 직렬로 연결된 저항(R1)에는 양단 전압이 인가된다. 여기서, 제너 전압(VZ)은 전원 전압이 변한다고 하더라도 일정한 전압을 유지한다.In Figure 6, looking at the operation of the power supply device 600 of the LED lamp, the power voltage supplied from the power supply unit 210 is rectified by the rectifier unit 220 and applied to the series structure of the resistor R1 and the Zener diode Dz. do. At this time, a Zener voltage (VZ) is generated at both ends of the Zener diode (Dz), and the voltage at both ends is applied to the resistor (R1) connected in series to the Zener diode (Dz). Here, the Zener voltage (VZ) maintains a constant voltage even if the power supply voltage changes.
또한, 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 연결점(나)에 연결된 저항(R2)에 의해 전압(V1)이 발생되고, 저항(R2)에 의해 발생된 전압(V1)은 수학식 4와 같이 나타나고, 증폭기(AMP)의 (+) 입력 단자로 인가된다.In addition, the voltage (V1) is generated by the resistor (R2) connected to the connection point (B) of the resistor (R1) and the Zener diode (Dz), and the voltage (V1) generated by the resistor (R2) is expressed in Equation 4 and It appears together and is applied to the (+) input terminal of the amplifier (AMP).
[수학식 4][Equation 4]
저항(R2)에 의해 발생된 전압(V1)이 증폭기(AMP)의 (+) 입력 단자로 인가되고, 증폭기(AMP)의 출력단의 출력은 전계효과 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자로 인가됨과 더불어 일부 증폭기(AMP)의 (-) 입력 단자로 저항(R4)을 통해 부궤환된다. 따라서, 전압(V1)과 연결점 (라)의 전압(Vf)은 비슷한 값이 되도록 제어된다. The voltage (V1) generated by the resistor (R2) is applied to the (+) input terminal of the amplifier (AMP), and the output of the output terminal of the amplifier (AMP) is applied to the gate terminal of the field effect transistor (Q1), and some It is negatively fed back to the (-) input terminal of the amplifier (AMP) through the resistor (R4). Therefore, the voltage V1 and the voltage Vf at the connection point (D) are controlled to have similar values.
증폭기(AMP)의 출력은 전계효과 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자에 인가되어, 전계효과 트랜지스터(Q1)가 작동됨으로써, 전계효과 트랜지스터(Q1)의 소스단에서 드레인단을 경유해 신호등 발광부(230)로 전류가 흐르게 된다. 이때, 신호등 발광부(230)로 흐르는 LED 전류(ILED)는 수학식 5와 같이 얻어진다.The output of the amplifier (AMP) is applied to the gate terminal of the field effect transistor (Q1), and the field effect transistor (Q1) is operated, thereby passing from the source terminal of the field effect transistor (Q1) to the signal light emitting unit (230). ) current flows. At this time, the LED current (ILED) flowing into the traffic light emitting unit 230 is obtained as shown in Equation 5.
[수학식 5][Equation 5]
LED 전류(ILED)가 신호등 발광부(230)로부터 증폭기(AMP)로 흐르게 됨에 따라 신호등 발광부(230)에서는 다수의 LED가 발광하게 된다.As the LED current (ILED) flows from the traffic light emitting unit 230 to the amplifier (AMP), a plurality of LEDs emit light in the traffic light emitting unit 230.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(600)는 정류부(220)의 출력단과 연결점(가) 사이에 정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)가 연결되어 있다.In addition, the power supply device 600 of the LED lamp according to the fourth embodiment of the present invention has a discharge circuit 250 connected between the output terminal of the rectifier 220 and connection point A to selectively discharge the rectified voltage. there is.
전원 장치(600)의 방전회로부(250)는 정류부(220)의 출력단과 신호등 발광부(230)의 입력단 사이에 구비된다.The discharge circuit unit 250 of the power supply device 600 is provided between the output terminal of the rectifier unit 220 and the input terminal of the signal light emitting unit 230.
방전회로부(250)는, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함할 수 있다.The discharge circuit unit 250 includes a resistor R40 for limiting current, a diode D40 for detecting the voltage of the rectifier 220, a discharge resistor R43 for switching transistor Q40, a capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, and inversion (driving) of switching transistor Q41. switching transistor Q40, driving resistors R41 and R42 of switching transistor Q41, smoothing capacitor C41 of switching transistor Q41, load resistor R44 for discharging, switching transistor Q41 for discharging, and discharging for forming a discharge loop and changing the level. It may include diode D41.
R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결된다. Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결된다. R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결된다. C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된다.One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40. The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground. One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41. One end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
방전회로부(250)는, 평상시 AC입력전원(220Vac 기준전압) 투입시 D40을 통하여 Q40이 도통되고 Q41 오프(OFF)된다. 한편, 입력전원 차단 시 일정전압 이하가 되면 D40으로 차단되어 Q40은 오프(OFF)되고 Q41이 온(ON) 되어 R44에 부하저항으로 방전회로가 구성되어 입력전원을 다운(DOWN) 시킨다. 이 동작으로 단상전원 차단 시 콘덴서에 충전된 전력이나 가전압을 방전함으로써, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지할 수 있다.In the discharge circuit unit 250, when AC input power (220Vac reference voltage) is normally applied, Q40 is conducted through D40 and Q41 is turned off. Meanwhile, when the input power is cut off, if the voltage falls below a certain level, it is cut off by D40, turning Q40 off and Q41 turning on, forming a discharge circuit with a load resistance in R44 to turn the input power down. This operation discharges the power or applied voltage charged in the condenser when the single-phase power is cut off, thereby preventing malfunction of the traffic light due to the Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(700)를 나타낸 회로 구성도이다.Figure 7 is a circuit diagram showing the power supply device 700 of an LED lamp according to the fifth embodiment of the present invention.
본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(700)는 전류원으로서 비교기(CMP)형 전류원을 사용한 경우를 나타낸 것이다.The power supply device 700 for an LED lamp according to the fifth embodiment of the present invention shows a case where a comparator (CMP) type current source is used as the current source.
도 7에 도시된 LED 램프의 전원 장치(700)는 도 6과 같이 전원부(210)와 정류부(220) 및 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 정류부(220)와 신호등 발광부(230) 사이에 증폭기(AMP)가 연결된 구성을 갖는다.In the power supply device 700 of the LED lamp shown in FIG. 7, the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230 are electrically connected as shown in FIG. 6, and the rectifier unit 220 and the traffic light emitting unit 230 are electrically connected to each other. ) has an amplifier (AMP) connected between them.
신호등 발광부(230)의 다른 출력단과 접지 저항(Rs) 사이에 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 연결되며, 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트단이 저항(R12)을 통해 증폭기(AMP)의 출력에 연결된다.A second field effect transistor (Q2) is connected between the other output terminal of the signal light emitting unit 230 and the ground resistance (Rs), and the gate terminal of the field effect transistor (Q2) is connected to the amplifier (AMP) through the resistor (R12). connected to the output.
정류부(220) 및 신호등 발광부(230)의 연결점 (A)와 접지 사이에는 저항(R7) 및 저항(R8)의 직렬 연결이 연결되고, 저항(R7)과 저항(R8)의 연결점(a)은 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 연결된다.A series connection of a resistor (R7) and a resistor (R8) is connected between the connection point (A) of the rectifier 220 and the signal light emitting unit 230 and the ground, and the connection point (a) of the resistor (R7) and the resistor (R8) is connected to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP).
또한, 연결점 (A)와 접지 사이에는 저항(RI) 및 제너 다이오드(Dz)의 직렬 연결이 연결되고 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있으며, 저항(RI)과 제너 다이오드(Dz)의 연결점(b)과 접지 사이에는 저항(R9) 및 저항(R10)의 직렬 연결이 연결되어 있다. 저항(R9) 및 저항(R10)의 연결점(c)은 비교기(CMP)의 비반전 단자(+)에 연결되어 있다. 비교기(CMP)의 출력은 저항(R11)을 통해 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트단에 연결된다.In addition, a series connection of a resistor (RI) and a Zener diode (Dz) is connected between the connection point (A) and the ground, the anode of the Zener diode (Dz) is grounded, and the connection point of the resistor (RI) and the Zener diode (Dz) is connected in series. A series connection of resistor (R9) and resistor (R10) is connected between (b) and ground. The connection point (c) of resistor (R9) and resistor (R10) is connected to the non-inverting terminal (+) of the comparator (CMP). The output of the comparator (CMP) is connected to the gate terminal of the second field effect transistor (Q2) through the resistor (R11).
도 7에서, LED 램프의 전원 장치(700)의 동작을 보면, 전원부(210)로부터 공급된 전원 전압이 정류부(220)에 의해 정류되어 저항(R7)과 저항(R8)의 직렬 구조에 인감됨과 더불어 저항(R1)과 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조에 인가된다. 이때, 저항(R7)과 저항(R8)의 직렬 연결에는 전압 V2가 발생하고, 제너 다이오드(Dz)의 양단에는 제너 전압(VZ)이 발생한다.7, looking at the operation of the power supply device 700 of the LED lamp, the power voltage supplied from the power supply unit 210 is rectified by the rectifier 220 and is connected to the series structure of the resistor R7 and R8. In addition, it is applied to the series structure of the resistor (R1) and the Zener diode (Dz). At this time, a voltage V2 is generated in the series connection of the resistor R7 and R8, and a Zener voltage VZ is generated at both ends of the Zener diode Dz.
저항(R8)에 발생된 전압 Va는 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 인가되고, 제너 전압(VZ)의 분배 전압 Vc는 비교기(CMP)의 비반전 단자(+)에 인가된다. 이때, 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 인가되는 전압 Va가 비반전 단자(+)에 인가되는 전압 Vc보다 큰 경우에, 비교기(CMP)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 전압 Va보다 전압 Vc가 더 큰 경우에 비교기(CMP)는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 비교기(CMP)로부터 하이 레벨의 신호가 출력될 경우, 제1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제2 전계효과 트랜지스터(Q2) 모두 턴 온 동작하게 되고, 비교기(CMP)로부터 로우 레벨의 신호가 출력될 경우, 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)는 동작하지 않고 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 동작하게 된다.The voltage Va generated in the resistor R8 is applied to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP), and the divider voltage Vc of the Zener voltage (VZ) is applied to the non-inverting terminal (+) of the comparator (CMP). At this time, when the voltage Va applied to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP) is greater than the voltage Vc applied to the non-inverting terminal (+), the comparator (CMP) outputs a high level signal and is higher than the voltage Va. When the voltage Vc is larger, the comparator (CMP) outputs a low level signal. When a high level signal is output from the comparator (CMP), both the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) are turned on, and a low level signal is output from the comparator (CMP). In this case, the second field effect transistor (Q2) does not operate and only the first field effect transistor (Q1) operates.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 전원 장치(700)는 정류부(220)의 출력단과 연결점(A) 사이에 정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)가 연결되어 있다.In addition, the power supply device 700 of the LED lamp according to the fifth embodiment of the present invention has a discharge circuit 250 connected between the output terminal of the rectifier 220 and the connection point A to selectively discharge the rectified voltage. there is.
전원 장치(600)의 방전회로부(250)는 정류부(220)의 출력단과 신호등 발광부(230)의 입력단 사이에 구비된다.The discharge circuit unit 250 of the power supply device 600 is provided between the output terminal of the rectifier unit 220 and the input terminal of the signal light emitting unit 230.
방전회로부(250)는, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함할 수 있다.The discharge circuit unit 250 includes a resistor R40 for limiting current, a diode D40 for detecting the voltage of the rectifier 220, a discharge resistor R43 for switching transistor Q40, a capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, and inversion (driving) of switching transistor Q41. switching transistor Q40, driving resistors R41 and R42 of switching transistor Q41, smoothing capacitor C41 of switching transistor Q41, load resistor R44 for discharging, switching transistor Q41 for discharging, and discharging for forming a discharge loop and changing the level. It may include diode D41.
R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결된다. Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결된다. R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결된다. Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결된다. C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된다.One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40. The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground. One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground. The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41. One end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
방전회로부(250)는, 평상시 AC입력전원(220Vac 기준전압) 투입시 D40을 통하여 Q40이 도통되고 Q41 오프(OFF)된다. 한편, 입력전원 차단 시 일정전압 이하가 되면 D40으로 차단되어 Q40은 오프(OFF)되고 Q41이 온(ON) 되어 R44에 부하저항으로 방전회로가 구성되어 입력전원을 다운(DOWN) 시킨다. 이 동작으로 단상전원 차단 시 콘덴서에 충전된 전력이나 가전압을 방전함으로써, 교통신호제어기내에 설치된 LSU(Load Switch Unit) 보드 상의 Z1 임피던스로 인한 신호등의 오작동을 방지할 수 있다.In the discharge circuit unit 250, when AC input power (220Vac reference voltage) is normally applied, Q40 is conducted through D40 and Q41 is turned off. Meanwhile, when the input power is cut off, if the voltage falls below a certain level, it is cut off by D40, turning Q40 off and Q41 turning on, forming a discharge circuit with a load resistance in R44 to turn the input power down. This operation discharges the power or applied voltage charged in the condenser when the single-phase power is cut off, thereby preventing malfunction of the traffic light due to the Z1 impedance on the LSU (Load Switch Unit) board installed in the traffic signal controller.
도 8은 전원 전압에 따른 전계효과 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작과 LED 전류의 파형을 나타낸 도면이다. Figure 8 is a diagram showing the operation of the field effect transistors (Q1 and Q2) and the waveform of the LED current according to the power supply voltage.
도 8에 도시된 바와 같이, 전압 V2가 220 V 일 경우, 전압 V2의 분배 전압 Va가 비교기(CMP)의 비반전 단자(-)로 인가되어 비교기(CMP)의 출력은 로우 레벨의 신호를 출력하게 되므로, 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)는 동작하지 않고 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 동작하게 되어, 도통각이 90˚인 LED 전류가 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)를 통해 흐르게 된다.As shown in FIG. 8, when the voltage V2 is 220 V, the divided voltage Va of the voltage V2 is applied to the non-inverting terminal (-) of the comparator (CMP), and the output of the comparator (CMP) outputs a low level signal. Therefore, the second field effect transistor (Q2) does not operate and only the first field effect transistor (Q1) operates, so that the LED current with a conduction angle of 90° flows through the first field effect transistor (Q1).
도 8에서, 전압 V2가 150 V 일 경우, 비교기(CMP)는 하이 레벨의 신호를 출력하게 되어, 제1 전계효과 트랜지스터(Q1) 뿐만 아니라 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)도 턴 온 동작하게 된다. 따라서, 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 동작하게 됨에 따라 도통각이 120˚로서 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 동작할 때보다 더 큰 도통각을 가지는 LED 전류가 흐르게 된다.In Figure 8, when the voltage V2 is 150 V, the comparator (CMP) outputs a high level signal, so that not only the first field effect transistor (Q1) but also the second field effect transistor (Q2) is turned on. . Therefore, as the second field effect transistor (Q2) operates, an LED current with a conduction angle of 120° flows, which is larger than when only the first field effect transistor (Q1) operates.
즉, 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 도통할 때보다 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)까지 모두 도통할 때가 LED 전류를 더 오랫동안 흐르게 함으로써, 신호등 발광부(230)의 조도를 오랫동안 유지할 수 있게 되는 것이다.In other words, the LED current flows for a longer time when the second field effect transistor (Q2) is all conductive than when only the first field effect transistor (Q1) is conductive, so that the illuminance of the traffic light emitting unit 230 can be maintained for a long time. will be.
한편, 저전압에서 신호등 발광부(230)의 휘도 변화를 보상하기 위한 도통각을 넓히기 위해서는 2 단의 MOSFET를 사용하였으나, 이러한 구성이 다소 복잡할 경우에는 MOSFET(Q1)를 1 단으로만 구성하고, 도 9에 도시한 바와 같이 저전압(예컨대, 176 V)에서는 도통각을 작게 하는 대신 전류 크기를 크게 하며, 고전압(220 V 이상)에서는 전류 크기를 작게 할 수 있다.Meanwhile, in order to widen the conduction angle to compensate for the change in luminance of the traffic light emitting unit 230 at low voltage, a two-stage MOSFET was used. However, if this configuration is somewhat complicated, the MOSFET (Q1) is configured as a single stage, As shown in FIG. 9, at low voltage (eg, 176 V), the current size can be increased instead of reducing the conduction angle, and at high voltage (220 V or more), the current size can be decreased.
도 10은 전압, 전류 및 도통각과의 관계가 도 9에 도시된 바와 같이 나타나도록 회로에 적용한 구성도이다.FIG. 10 is a configuration diagram applied to a circuit so that the relationship between voltage, current, and conduction angle appears as shown in FIG. 9.
도 10에 도시된 바와 같이 연결점 (가)에 걸린 전압 V1과 접지 사이에 저항(R100) 및 캐패시터(C100)의 직렬 구조가 연결되고, 저항(R100)과 캐패시터(C100)의 연결점(마)는 저항(R101)을 통해 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)에 연결되어 있다.As shown in Figure 10, a series structure of the resistor (R100) and the capacitor (C100) is connected between the voltage V1 applied to the connection point (A) and the ground, and the connection point (E) of the resistor (R100) and the capacitor (C100) is It is connected to the inverting terminal (-) of the amplifier (AMP) through a resistor (R101).
증폭기(AMP)의 출력단에는 저항(R6)을 통해 MOSFET(Q1)의 게이트단이 연결되고, MOSFET(Q1)의 드레인단에는 접지 저항(Rs)이 연결되어 있다.The gate terminal of the MOSFET (Q1) is connected to the output terminal of the amplifier (AMP) through a resistor (R6), and a ground resistance (Rs) is connected to the drain terminal of the MOSFET (Q1).
MOSFET(Q1)와 접지 저항(Rs)과의 연결점(라)에는 저항(R5)을 통해 저항(R101)과 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)의 연결점(다)가 연결되어 있다.The connection point (d) between the MOSFET (Q1) and the ground resistance (Rs) is connected to the connection point (c) between the resistor (R101) and the inverting terminal (-) of the amplifier (AMP) through the resistor (R5).
본 발명의 실시예들에 의하면, 교통 신호등에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 고역률을 가지게 하거나 낮은 고조파율을 가지게 하기 위해 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프의 전원 장치를 실현할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to realize a power supply device for an LED lamp in which the current is linearly controlled so that the LED lamp used in the traffic light has a high power factor or a low harmonic factor with respect to the AC input power. there is.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
100 : LED 구동용 SMPS 회로
110 : 과전류 및 과전압 보호부
120 : 정류부
130 : 전원 공급부
140 : 제어신호 발생부
150 : 제어부
160 : 역률 조정부
170 : 맥류전압 방지부
180 : 기준전압 발생부
200, 400, 500, 600, 700 : 전원 장치
210 : 전원부
220 : 정류부
230 : 신호등 발광부
240 : 전류원
250 : 방전회로부
TR1, TR2 : NPN형 트랜지스터
AMP : 증폭기
ZD: 제너 다이오드
R1 ∼ R11, Rs : 저항
FET1, FET2, Q1, Q2 : MOSFET
CMP : 비교기
Q40, Q41 ; 스의칭 트랜지스터100: SMPS circuit for LED driving
110: Overcurrent and overvoltage protection unit
120: rectifier
130: power supply unit
140: Control signal generator
150: control unit
160: Power factor adjustment unit
170: Pulse voltage prevention unit
180: Reference voltage generator
200, 400, 500, 600, 700: Power unit
210: power unit
220: rectifier
230: Traffic light emitting unit
240: current source
250: Discharge circuit unit
TR1, TR2: NPN type transistor
AMP: Amplifier
ZD: Zener diode
R1 ~ R11, Rs: Resistance
FET1, FET2, Q1, Q2: MOSFET
CMP: Comparator
Q40, Q41 ; seuching transistor
Claims (13)
상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부(220);
정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부(230);
신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 트랜지스터(TR)형 전류원; 및
정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)를 포함하고,
상기 트랜지스터형 전류원은 상기 전원부(210), 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에 저항(R1) 및 제너(Zener) 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 상기 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있으며,
상기 신호등 발광부(230)와 접지 사이에 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)와 저항(R4)이 직렬로 연결되어 상기 저항(R4)의 한쪽단이 접지되며, 상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점 (나)와 상기 제1 NPN형 트랜지스터(TR1) 사이에 저항(R2)를 통해 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 컬렉터가 연결되고, 상기 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)의 베이스단과 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 베이스단이 서로 연결되며, 두 베이스단의 연결점은 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 연결되고, 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 에미터는 저항(R3)을 통해 접지되어 있으며,
상기 방전회로부(250)는 상기 정류부(220)의 출력단과 상기 연결점(가) 사이에 연결되되, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함하고,
상기 저항(R1) 및 제너 다이오드(DZ)에 전원 전압이 인가되면, 저항(R1) 및 저항(R2)를 통해 전류가 흐르게 되고, 상기 저항(R2)를 통해 흐르는 전류(I1)는 상기 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)와 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 베이스단으로 인가됨으로써, 상기 제1 NPN형 트랜지스터(TR1) 및 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)가 턴 온 작동되고, 그에 따라 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)는 컬렉터에서 에미터를 경유해 저항(R3)을 통해 접지로 전류가 흐르게 되며, 상기 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)도 컬렉터에서 에미터를 경유해 상기 저항(R4)를 통해 접지로 전류가 흐르게 됨으로써, 상기 신호등 발광부(230)에서 LED 전류가 흐르게 되어, 상기 신호등 발광부(230)에 있는 다수의 LED가 발광하게 되는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.A power supply unit 210 that supplies power voltage;
A rectifier 220 that rectifies the power supply voltage supplied from the power supply unit;
A traffic light emitting unit 230 that receives the rectified power supply voltage and emits light through a plurality of light emitting diodes (LEDs);
A transistor (TR) type current source that allows the current flowing through the traffic light emitting part to flow almost constantly regardless of the voltage applied to the traffic light emitting part; and
It includes a discharge circuit unit 250 for selectively discharging the rectified voltage,
The transistor-type current source is electrically connected to the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230, and the connection point (a) of the rectifier unit 220 and the traffic light emitting unit 230 is grounded. A series structure of a resistor (R1) and a Zener diode (Dz) is connected between them, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded,
A first NPN-type transistor (TR1) and a resistor (R4) are connected in series between the signal light emitting unit 230 and the ground, so that one end of the resistor (R4) is grounded, and the resistor (R1) and the Zener diode are connected in series. The collector of the second NPN-type transistor TR2 is connected between the connection point (B) of (Dz) and the first NPN-type transistor TR1 through a resistor R2, and the collector of the first NPN-type transistor TR1 is connected. The base terminal and the base terminal of the second NPN type transistor TR2 are connected to each other, the connection point of the two base terminals is connected to the collector of the second NPN type transistor TR2, and the connection point of the second NPN type transistor TR2 is connected to the base terminal of the second NPN transistor TR2. The emitter is grounded through resistor (R3),
The discharge circuit unit 250 is connected between the output terminal of the rectifier unit 220 and the connection point (A), and discharges the resistor R40 for limiting the current, the diode D40 for detecting the voltage of the rectifier unit 220, and the switching transistor Q40. Resistor R43, capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, switching transistor Q40 for inverting (driving) switching transistor Q41, resistors R41 and R42 for driving switching transistor Q41, capacitor C41 for smoothing switching transistor Q41, load resistor R44 for discharge, It includes a dedicated switching transistor Q41 and a discharge diode D41 to form a discharge loop and change the level,
When the power supply voltage is applied to the resistor (R1) and the Zener diode (DZ), a current flows through the resistor (R1) and the resistor (R2), and the current (I1) flowing through the resistor (R2) is the first By being applied to the base terminals of the NPN-type transistor (TR1) and the second NPN-type transistor (TR2), the first NPN-type transistor (TR1) and the second NPN-type transistor (TR2) are turned on, and accordingly The second NPN-type transistor (TR2) allows current to flow from the collector to the ground via the emitter and the resistor (R3), and the first NPN-type transistor (TR1) also flows from the collector to the emitter via the resistor ( As current flows to ground through R4), LED current flows in the traffic light emitting unit 230, causing a plurality of LEDs in the traffic light emitting unit 230 to emit light. .
상기 R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결되며; Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결되며; R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결되고; C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.According to paragraph 1,
One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40; The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground; One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41; A power supply device for an LED lamp, characterized in that one end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부(220);
정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부(230);
신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 금속 산화 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)형 전류원; 및
정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)를 포함하고,
상기 전류원은 상기 전원부(210)와 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 상기 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있으며,
상기 신호등 발광부(230)와 접지 사이에 제1 MOSFET(FET1)와 저항(R4)이 직렬로 연결되며, 상기 저항(R4)의 일측 단자는 접지와 연결되어 있고, 상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점 (나)와 상기 제1 MOSFET(FET1) 사이에 저항(R2)를 통해 제2 MOSFET(FET2)가 연결되고, 상기 제1 MOSFET(FET1)의 게이트단과 상기 제2 MOSFET(FET2)의 게이트단이 서로 연결되고, 두 게이트단의 연결점은 상기 제2 MOSFET(FET2)의 드레인과 연결되고, 상기 제2 MOSFET(FET2)의 소스는 저항(R3)을 통해 접지되어 있으며,
상기 방전회로부(250)는 상기 정류부(220)의 출력단과 상기 연결점(가) 사이에 연결되되, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.A power supply unit 210 that supplies power voltage;
A rectifier 220 that rectifies the power supply voltage supplied from the power supply unit;
A traffic light emitting unit 230 that receives the rectified power supply voltage and emits light through a plurality of light emitting diodes (LEDs);
A metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) type current source that allows the current flowing through the traffic light emitting part to flow almost constantly regardless of the voltage applied to the traffic light emitting part; and
It includes a discharge circuit unit 250 for selectively discharging the rectified voltage,
The current source is electrically connected to the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230, and is connected between the connection point (a) of the rectifier unit 220 and the traffic light emitting unit 230 and ground. A series structure of a resistor (R1) and a Zener diode (Dz) is connected, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded,
A first MOSFET (FET1) and a resistor (R4) are connected in series between the signal light emitting unit 230 and the ground, one terminal of the resistor (R4) is connected to the ground, and the resistor (R1) and the A second MOSFET (FET2) is connected between the connection point (B) of the Zener diode (Dz) and the first MOSFET (FET1) through a resistor (R2), and the gate terminal of the first MOSFET (FET1) and the second MOSFET The gate terminals of (FET2) are connected to each other, the connection point of the two gate terminals is connected to the drain of the second MOSFET (FET2), and the source of the second MOSFET (FET2) is grounded through the resistor (R3),
The discharge circuit unit 250 is connected between the output terminal of the rectifier unit 220 and the connection point (A), and discharges the resistor R40 for limiting the current, the diode D40 for detecting the voltage of the rectifier unit 220, and the switching transistor Q40. Resistor R43, capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, switching transistor Q40 for inverting (driving) switching transistor Q41, resistors R41 and R42 for driving switching transistor Q41, capacitor C41 for smoothing switching transistor Q41, load resistor R44 for discharge, A power supply device for an LED lamp, comprising a dedicated switching transistor Q41 and a discharge diode D41 for forming a discharge loop and changing the level.
상기 전원 전압이 상기 정류부(220)에 의해 정류되어 상기 저항(R1)과 상기 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조에 인가되면, 상기 제너 다이오드(Dz)의 양단에는 제너 전압(VZ)이 발생하고,
상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점(나)에 연결된 상기 저항(R2)에 의해서도 전압이 발생되며, 상기 저항(R2)에 의해 발생된 상기 전압은 상기 제1 MOSFET(FET1) 및 상기 제2 MOSFET(FET2)의 게이트단으로 인가되어, 상기 제1 MOSFET(FET1) 및 상기 제2 MOSFET(FET2)를 턴 온 동작하게 하며,
상기 제2 MOSFET(FET2)의 드레인단에서 소스단을 경유해 상기 저항 (R3)를 통해 접지로 전류(I1)가 흐르게 되고, 상기 제1 MOSFET(FET1)는 드레인단에서 소스단을 경유해 상기 저항 (R4)를 통해 접지로 흐르게 됨으로써, 상기 신호등 발광부(230)로부터 상기 제1 MOSFET(FET1)로 LED 전류(ILED)가 흐르게 되어 다수의 LED가 발광하게 되는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.According to paragraph 4,
When the power voltage is rectified by the rectifier 220 and applied to the series structure of the resistor R1 and the Zener diode Dz, a Zener voltage VZ is generated at both ends of the Zener diode Dz,
A voltage is also generated by the resistor (R2) connected to the connection point (B) of the resistor (R1) and the Zener diode (Dz), and the voltage generated by the resistor (R2) is connected to the first MOSFET (FET1). and is applied to the gate terminal of the second MOSFET (FET2) to turn on the first MOSFET (FET1) and the second MOSFET (FET2),
A current (I1) flows from the drain terminal of the second MOSFET (FET2) through the source terminal to the ground through the resistor (R3), and the first MOSFET (FET1) flows from the drain terminal to the source terminal. By flowing to ground through the resistor (R4), the LED current (ILED) flows from the signal light emitting unit 230 to the first MOSFET (FET1), causing a plurality of LEDs to emit light. Device.
상기 R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결되며; Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결되며; R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결되고; C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.According to paragraph 4,
One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40; The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground; One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41; A power supply device for an LED lamp, characterized in that one end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부(220);
정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부(230);
신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 증폭기(OP-AMP)형 전류원; 및
정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)를 포함하고,
상기 전류원은 상기 전원부(210), 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에는 저항(R1) 및 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 상기 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있으며,
상기 신호등 발광부(230)와 접지 사이에 전계효과 트랜지스터(Q1)와 저항(Rs)이 직렬로 연결되며, 상기 저항(Rs)의 일측 단자는 접지와 연결되어 있고, 상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점인 (나)와 전계효과 트랜지스터(Q1) 사이에 저항(R2), 증폭기(AMP) 및 저항(R6)이 직렬로 연결되어 있으며,
상기 저항(R2)와 상기 증폭기(AMP)의 연결점 (다)와 접지 사이에 저항(R3)이 연결되고, 상기 증폭기(AMP)의 출력 단자와 (-) 입력 단자 사이에 궤환용 저항(R4)이 연결되어 있으며, 상기 전계효과 트랜지스터(Q1)와 상기 저항(Rs)의 연결점 (라)와 상기 증폭기(AMP)의 (-) 입력 단자 사이에는 저항(R5)이 연결되어 있고,
상기 방전회로부(250)는 상기 정류부(220)의 출력단과 상기 연결점(가) 사이에 연결되되, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.A power supply unit 210 that supplies power voltage;
A rectifier 220 that rectifies the power supply voltage supplied from the power supply unit;
A traffic light emitting unit 230 that receives the rectified power supply voltage and emits light through a plurality of light emitting diodes (LEDs);
An amplifier (OP-AMP) type current source that allows the current flowing through the traffic light emitting part to flow almost constantly regardless of the voltage applied to the traffic light emitting part; and
It includes a discharge circuit unit 250 for selectively discharging the rectified voltage,
The current source is electrically connected to the power supply unit 210, the rectifier unit 220, and the traffic light emitting unit 230, and is connected between the connection point (a) of the rectifier unit 220 and the traffic light emitting unit 230 and ground. A series structure of a resistor (R1) and a Zener diode (Dz) is connected, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded,
A field effect transistor (Q1) and a resistor (Rs) are connected in series between the traffic light emitting unit 230 and the ground, one terminal of the resistor (Rs) is connected to the ground, and the resistor (R1) and the A resistor (R2), an amplifier (AMP), and a resistor (R6) are connected in series between the connection point (B) of the Zener diode (Dz) and the field effect transistor (Q1).
A resistor (R3) is connected between the resistor (R2) and the connection point (C) of the amplifier (AMP) and ground, and a feedback resistor (R4) is connected between the output terminal and the (-) input terminal of the amplifier (AMP). is connected, and a resistor (R5) is connected between the connection point (D) of the field effect transistor (Q1) and the resistor (Rs) and the (-) input terminal of the amplifier (AMP),
The discharge circuit unit 250 is connected between the output terminal of the rectifier unit 220 and the connection point (A), and discharges the resistor R40 for limiting the current, the diode D40 for detecting the voltage of the rectifier unit 220, and the switching transistor Q40. Resistor R43, capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, switching transistor Q40 for inverting (driving) switching transistor Q41, resistors R41 and R42 for driving switching transistor Q41, capacitor C41 for smoothing switching transistor Q41, load resistor R44 for discharge, A power supply device for an LED lamp, comprising a dedicated switching transistor Q41 and a discharge diode D41 for forming a discharge loop and changing the level.
상기 전원 전압이 상기 정류부(220)에 의해 정류되어 상기 저항(R1)과 상기 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조에 인가되면, 상기 제너 다이오드(Dz)의 양단에는 제너 전압(VZ)이 발생하고, 상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점(나)에 연결된 상기 저항(R2)에 의해 전압(V1)이 발생되고,
상기 전압(V1)이 상기 증폭기(AMP)의 (+) 입력 단자로 인가되고, 상기 증폭기(AMP)의 출력단의 출력은 상기 전계효과 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자로 인가됨과 더불어 일부 상기 증폭기(AMP)의 (-) 입력 단자로 상기 저항(R4)을 통해 부궤환되며,
상기 증폭기(AMP)의 출력은 상기 전계효과 트랜지스터(Q1)의 게이트 단자에 인가되어, 상기 전계효과 트랜지스터(Q1)가 작동됨으로써, 상기 전계효과 트랜지스터(Q1)의 소스단에서 드레인단을 경유해 상기 신호등 발광부(230)로 전류가 흐르게 되고, LED 전류(ILED)가 상기 신호등 발광부(230)로부터 상기 증폭기(AMP)로 흐르게 됨에 따라 상기 신호등 발광부(230)에서 다수의 LED가 발광하게 되는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.In clause 7,
When the power voltage is rectified by the rectifier 220 and applied to the series structure of the resistor R1 and the Zener diode Dz, a Zener voltage VZ is generated at both ends of the Zener diode Dz, A voltage (V1) is generated by the resistor (R2) connected to the connection point (B) of the resistor (R1) and the Zener diode (Dz),
The voltage V1 is applied to the (+) input terminal of the amplifier (AMP), and the output of the output terminal of the amplifier (AMP) is applied to the gate terminal of the field effect transistor (Q1), and some of the amplifier (AMP) )'s (-) input terminal is negatively fed back through the resistor (R4),
The output of the amplifier (AMP) is applied to the gate terminal of the field effect transistor (Q1), and the field effect transistor (Q1) is operated, thereby passing from the source terminal of the field effect transistor (Q1) to the drain terminal. As the current flows into the traffic light emitting unit 230, and the LED current (ILED) flows from the traffic light emitting unit 230 to the amplifier (AMP), a plurality of LEDs emit light from the traffic light emitting unit 230. A power supply device for an LED lamp, characterized in that.
상기 R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결되며; Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결되며; R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결되고; C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.In clause 7,
One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40; The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground; One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41; A power supply device for an LED lamp, characterized in that one end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
전원 전압을 공급하는 전원부(210);
상기 전원부(210)로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부(220);
정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부(230); 및
정류된 전압을 선택적으로 방전하기 위한 방전회로부(250)를 포함하고,
상기 전원부(210), 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)가 전기적으로 연결되고, 상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)의 연결점 (가)와 접지 사이에는 저항(R1) 및 제너(Zener) 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 상기 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있으며,
상기 신호등 발광부(230)와 접지 사이에 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)와 접지 저항(Rs)이 직렬로 연결되며, 상기 접지 저항(Rs)의 일측 단자는 접지와 연결되어 있고, 상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점인 (나)와 제1 전계효과 트랜지스터(Q1) 사이에 저항(R2), 증폭기(AMP) 및 저항(R6)이 직렬로 연결되어 있으며,
상기 저항(R2)과 상기 증폭기(AMP)의 연결점 (다)와 접지 사이에 저항(R3)이 연결되고, 상기 증폭기(AMP)의 출력 단자와 (-) 입력 단자 사이에 궤환용 저항(R4)이 연결되어 있으며, 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)와 상기 접지 저항(Rs)의 연결점 (라)와 상기 증폭기(AMP)의 (-) 입력 단자 사이에는 저항(R5)이 연결되어 있으며,
상기 신호등 발광부(230)의 다른 출력단과 상기 접지 저항(Rs) 사이에 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 연결되며, 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트단이 저항(R12)을 통해 상기 증폭기(AMP)의 출력에 연결되고,
상기 정류부(220) 및 상기 신호등 발광부(230)의 연결점 (A)와 접지 사이에는 저항(R7) 및 저항(R8)의 직렬 구조가 연결되고, 상기 저항(R7)과 상기 저항(R8)의 연결점(a)은 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 연결되며, 상기 연결점 (A)와 접지 사이에 저항(RI) 및 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고, 상기 제너다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있으며, 상기 저항(RI)과 상기 제너 다이오드(Dz)의 연결점(b)과 접지 사이에는 저항(R9) 및 저항(R10)의 직렬 구조가 연결되어 있으며, 상기 저항(R9) 및 상기 저항(R10)의 연결점(c)은 상기 비교기(CMP)의 비반전 단자(+)에 연결되어 있으며, 상기 비교기(CMP)의 출력은 저항(R11)을 통해 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트단에 연결되어 있으며,
상기 방전회로부(250)는 상기 정류부(220)의 출력단과 상기 연결점(가) 사이에 연결되되, 전류 제한을 위한 저항 R40, 정류부(220)의 전압을 감지하기 위한 다이오드 D40, 스위칭 트랜지스터 Q40에 방전 저항 R43, 감지 전압 평활용 캐패시터 C40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 반전(구동)용 스위칭 트랜지스터 Q40, 스위칭 트랜지스터 Q41의 구동용 저항 R41과 R42, 스위칭 트랜지스터 Q41의 평활용 캐패시터 C41, 방전용 부하 저항 R44, 방전용 스위칭 트랜지스터 Q41, 및 방전 루프를 형성하고 레벨을 변경하기 위한 방전용 다이오드 D41을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.A power supply device for an LED lamp that linearly controls the current flowing in the LED lamp,
A power supply unit 210 that supplies power voltage;
a rectifier 220 that rectifies the power voltage supplied from the power supply 210;
A traffic light emitting unit 230 that receives the rectified power supply voltage and emits light through a plurality of light emitting diodes (LEDs); and
It includes a discharge circuit unit 250 for selectively discharging the rectified voltage,
The power unit 210, the rectifier 220, and the traffic light emitting unit 230 are electrically connected, and a resistance R1 is formed between the connection point (a) of the rectifier 220 and the traffic light emitting unit 230 and ground. ) and a series structure of a Zener diode (Dz) are connected, and the anode of the Zener diode (Dz) is grounded,
A first field effect transistor (Q1) and a ground resistance (Rs) are connected in series between the signal light emitting unit 230 and the ground, one terminal of the ground resistance (Rs) is connected to the ground, and the resistance ( A resistor (R2), an amplifier (AMP), and a resistor (R6) are connected in series between R1) and (b), which is the connection point of the Zener diode (Dz), and the first field effect transistor (Q1),
A resistor (R3) is connected between the resistor (R2) and the connection point (C) of the amplifier (AMP) and ground, and a feedback resistor (R4) is connected between the output terminal and the (-) input terminal of the amplifier (AMP). is connected, and a resistor (R5) is connected between the connection point (D) of the first field effect transistor (Q1) and the ground resistance (Rs) and the (-) input terminal of the amplifier (AMP),
A second field effect transistor (Q2) is connected between the other output terminal of the traffic light emitting unit 230 and the ground resistance (Rs), and the gate terminal of the second field effect transistor (Q2) is connected through the resistor (R12). Connected to the output of the amplifier (AMP),
A series structure of a resistor (R7) and a resistor (R8) is connected between the connection point (A) of the rectifier 220 and the signal light emitting unit 230 and the ground, and the resistor (R7) and the resistor (R8) are connected in series. The connection point (a) is connected to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP), and a series structure of a resistor (RI) and a Zener diode (Dz) is connected between the connection point (A) and ground, and the Zener diode (Dz) is connected to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP). ) is grounded, and a series structure of a resistor (R9) and a resistor (R10) is connected between the connection point (b) of the resistor (RI) and the Zener diode (Dz) and the ground, and the resistor (R9) ) and the connection point (c) of the resistor (R10) is connected to the non-inverting terminal (+) of the comparator (CMP), and the output of the comparator (CMP) is transmitted through the resistor (R11) to the second field effect transistor. It is connected to the gate terminal of (Q2),
The discharge circuit unit 250 is connected between the output terminal of the rectifier unit 220 and the connection point A, and discharges the resistor R40 for limiting the current, the diode D40 for detecting the voltage of the rectifier unit 220, and the switching transistor Q40. Resistor R43, capacitor C40 for smoothing the sensing voltage, switching transistor Q40 for inverting (driving) switching transistor Q41, resistors R41 and R42 for driving switching transistor Q41, capacitor C41 for smoothing switching transistor Q41, load resistor R44 for discharge, A power supply device for an LED lamp, comprising a dedicated switching transistor Q41 and a discharge diode D41 for forming a discharge loop and changing the level.
상기 전원부(210)로부터 공급된 전원 전압이 상기 정류부(220)에 의해 정류되어 상기 저항(R7)과 상기 저항(R8)의 직렬 구조에 인감됨과 더불어 상기 저항(R1)과 상기 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조에 인가되며, 이때 상기 저항(R7)과 상기 저항(R8)의 직렬 구조에는 전압 V2가 발생하고, 상기 제너 다이오드(Dz)의 양단에는 제너 전압(VZ)이 발생하며,
상기 전압 V2의 분배 전압으로 상기 저항(R8)에 발생된 전압 Va는 상기 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 인가되고, 상기 제너 전압(VZ)의 분배 전압 Vc는 상기 비교기(CMP)의 비반전 단자(+)에 인가되며, 이때 상기 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 인가되는 상기 전압 Va가 비반전 단자(+)에 인가되는 상기 전압 Vc보다 큰 경우에, 상기 비교기(CMP)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 상기 전압 Va보다 상기 전압 Vc가 더 큰 경우 에 상기 비교기(CMP)는 로우 레벨의 신호를 출력하며,
상기 비교기(CMP)로부터 하이 레벨의 신호가 출력될 경우, 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 모두 턴 온 동작하게 되고, 상기 비교기(CMP)로부터 로우 레벨의 신호가 출력될 경우, 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)는 동작하지 않고 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 동작하게 되는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.According to clause 10,
The power voltage supplied from the power unit 210 is rectified by the rectifier 220 and is connected to the series structure of the resistor R7 and the resistor R8, and the resistor R1 and the Zener diode Dz is applied to the series structure, and at this time, a voltage V2 is generated in the series structure of the resistor R7 and the resistor R8, and a Zener voltage VZ is generated at both ends of the Zener diode Dz,
The voltage Va generated in the resistor R8 as the divided voltage of the voltage V2 is applied to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP), and the divided voltage Vc of the Zener voltage (VZ) is applied to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP). It is applied to the non-inverting terminal (+), and in this case, when the voltage Va applied to the inverting terminal (-) of the comparator (CMP) is greater than the voltage Vc applied to the non-inverting terminal (+), the comparator (CMP) ) outputs a high level signal, and when the voltage Vc is greater than the voltage Va, the comparator (CMP) outputs a low level signal,
When a high level signal is output from the comparator (CMP), both the first field effect transistor (Q1) and the second field effect transistor (Q2) are turned on, and a low level signal is output from the comparator (CMP). When a signal of is output, the second field effect transistor (Q2) does not operate and only the first field effect transistor (Q1) operates.
상기 전압 V2가 220V 일 경우, 상기 비교기(CMP)의 출력은 로우 레벨의 신호를 출력하게 되어, 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)는 동작하지 않고 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 동작하게 되고, 도통각이 90˚인 LED 전류가 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)를 통해 흐르게 되며,
상기 전압 V2가 150 V 일 경우, 상기 비교기(CMP)는 하이 레벨의 신호를 출력하게 되어, 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1) 뿐만 아니라 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)도 턴 온 동작하게 되고, 상기 제2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 동작하게 됨에 따라 도통각이 120˚로서 상기 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 동작할 때보다 더 큰 도통각을 가지는 LED 전류가 흐르게 되는 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.According to clause 11,
When the voltage V2 is 220V, the output of the comparator (CMP) outputs a low level signal, so that the second field effect transistor (Q2) does not operate and only the first field effect transistor (Q1) operates. And the LED current with a conduction angle of 90° flows through the first field effect transistor (Q1),
When the voltage V2 is 150 V, the comparator (CMP) outputs a high level signal, so that not only the first field effect transistor (Q1) but also the second field effect transistor (Q2) is turned on. , As the second field effect transistor (Q2) operates, the conduction angle is 120°, which is characterized in that the LED current flows with a conduction angle larger than when only the first field effect transistor (Q1) operates. Power supply of LED lamps.
상기 R40의 일단은 정류부(220)의 출력단에 연결되고 타단은 D40의 일단에 연결되며; Q40은 베이스가 D40의 타단에 연결되고 컬렉터는 R41을 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되고 에미터는 접지에 연결되며; R43의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; C40의 일단은 D40과 Q40의 베이스 사이에 연결되고 타단은 접지에 연결되며; Q41은 베이스가 Q40의 컬렉터와 R41, R42의 공통 접속점에 연결되고 컬렉터가 R44를 통해 정류부(220)의 출력단에 연결되며 에미터가 D41을 통해 접자와 연결되고; C41의 일단은 Q41의 베이스에 연결되고 타단은 접지와 연결된 것을 특징으로 하는 LED 램프의 전원 장치.According to clause 10,
One end of R40 is connected to the output terminal of the rectifier 220 and the other end is connected to one end of D40; The base of Q40 is connected to the other end of D40, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R41, and the emitter is connected to ground; One end of R43 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; One end of C40 is connected between the bases of D40 and Q40, and the other end is connected to ground; The base of Q41 is connected to the common connection point of the collector of Q40 and R41 and R42, the collector is connected to the output terminal of the rectifier 220 through R44, and the emitter is connected to the terminal through D41; A power supply device for an LED lamp, characterized in that one end of C41 is connected to the base of Q41 and the other end is connected to ground.
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