POWER SUPPLY CIRCUIT FOR FLUORESCENT LAMP-COMPATIBLE LED LAMP
본 발명은 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 관한 것으로, 보다 상세하게 형광등 및 LED 램프 호환회로중 조명 점등시 안정기로 인한 서지전압을 우회 도통시켜 LED 램프 및 LED 구동회로를 보호할 수 있게 한 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 관한 것이다. 주지된 바와 같이, 일반적인 형광등 회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 형광등 램프(2)가 단락된 상태에서, 안정기(4)에 고전압이 유기되면 스타터(6)측으로 전류가 도통되다가 어느 순간 스타터(6)가 단락되게 되고, 그로인한 고전압이 상기 형광등 램프(2)의 단자에 가해져서 방전전압이 형광등 램프(2)에 가해진다. 그로인해, 상기 형광등 램프(2)가 도통되면서 점등이 이루어지게 된다. 한편, 최근에는 오존층 파괴의 주요 원인인 탄소 배출을 줄이기 위한 노력의 일환으로 소비전력이 적은 LED(발광다이오드)를 광원으로 이용하고 있는 조명기구의 보급이 점차 확대되고 있다. 여기에서 처음부터 LED 소자 특성에 적합한 전원 회로를 설계하는 것은 그다지 어려운 문제가 아니나, 기존에 설치된 조명 장치와 여기에 사용되는 인버터 회로가 모두 형광등을 대상으로 설계된 것이기 때문에 이를 제거하고 새롭게 제작된 LED 조명 장치를 설치함에 있어서는 막대한 비용 및 시간이 소요될 뿐만 아니라 자원의 낭비를 초래하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존에 설치된 형광등 점등용 인버터 회로를 그대로 이용하되, 형광등 램프(2) 대신에 형광등과 물리적인 규격, 즉 관경과 관 길이 및 연결핀의 구조가 동일한 LED 조명등(엘광등 또는 LED 직관램프)(이하 이를 '형광등 타입의 LED 조명등(엘광등 또는 LED 직관램프)'이라 하고 약칭으로 'LED 조명등(엘광등 또는 LED 직관램프)'이라고도 한다)을 제작하여 사용하고 있다. 그러나, LED 조명등(엘광등 또는 LED 직관램프)의 물리적인 규격을 형광등과 동일하게 한다고 할지라도 LED 조명등(엘광등 또는 LED 직관램프)과 형광등의 전기적인 특성이 완전히 상이하기 때문에 LED 조명등(엘광등 또는 LED 직관램프)의 관 내부에 LED 조명등을 위한 별도의 전원 회로를 설계해야 한다는 문제가 있었다. 특히, 종래의 형광등 회로는 점등시마다 고전압이 유기되는 바, 그 고전압에 의한 LED 구동회로의 훼손이 보호되게 설계해야 하지만 사용자가 형광등을 매우 빠르게 점멸시키는 경우 보호회로가 정상적으로 작동하지 못할 우려가 매우 높다. [선행기술] 대한민국 실용신안등록번호 제20-0167918호, 등록일자 1999년11월05일(형광등용 자기식 안정기의 고조파 감쇠회로) 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 형광등 및 LED 램프 호환회로중 조명 점등시 안정기로 인한 서지전압을 우회 도통시켜 LED 램프 및 LED 구동회로를 보호할 수 있게 한 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로를 제공함에 그 목적이 있다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 있어서, 인가되는 교류전원으로 구동 고전압을 유기하는 안정기(4)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전원을 도통 및 차단하는 스타터(6)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전류의 고조파를 제거하기 위해 저항(R)과 리액터(L)가 직렬 연결된 보호부(8)와; 상기 보호부(8)로부터 인가받은 교류전원을 정류하여 맥류를 출력하기 위한 정류부(D10,D11,D12,D13)와; 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)를 통해 인가된 전원을 정전류로 제한하고 평활화하여 LED 램프(12)를 점등시키는 LED 구동부(10)와; 상기 LED 구동부(10)에 대해 병렬로 접속되고, 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)로부터 고전압이 유기될 때 작동되어 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)로 유입되는 전류를 클램핑시킴으로써 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)를 보호하는 충전 보호부(20)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하되, 상기 충전 보호부(20)는 일정레벨 이상의 고전압 인가시 작동하는 제 1스위칭부(TA2,....TAn)와; 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)에 병렬로 접속되고, 전류를 충전하고 일정조건 만족시 충전되는 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)와; 상기 충방전부(22)에 병렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)의 전압을 게이트 전압으로 인가받아 도통됨으로써 고전압을 클램핑시키는 제 2스위칭부(TA1)와; 상기 제 2스위칭부(TA1)에 접속되어 충전되는 충전부(C1)와; 상기 충전부(C1)가 충전되었을 때, 포토커플러(26)를 턴온시키는 제 1브릿지 다이오드(24)와; 상기 제 1브릿지 다이오드(24)와 접속되고, 상기 제 1브릿지 다이오드(24)의 도통 전류에 의해 턴온되는 포토커플러(26)와; 상기 포토커플러(26)와 직렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)와 병렬로 접속되어 상기 포토커플러(26)의 턴온시 도통되어 상기 충방전부(22)를 방전시키는 제 2브릿지 다이오드(28)로 구성된 것을 특징으로 하는 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로가 제공된다. 본 발명에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 형광등을 장착하는 동일한 구조의 전원회로에 포함되어 형광등 점등시와 동일하게 발생되는 고전압을 도통시켜 클램핑시키고 이후의 정류반파에 대해서는 LED 램프가 안정적으로 점등될 수 있게 함으로써 일반 형광등의 소켓에 호환되어 사용할 수 있어 경제성이 높다는 장점이 있으며, LED 램프의 반복적인 점멸에도 안정적으로 점멸이 이루어질 수 있도록 충전 및 방전이 자동으로 이루어져 상시 고전압에 대해 스탠바이 상태이므로 회로의 안전성이 높다는 장점이 있다. 도 1은 종래의 실시예에 따른 형광등 전원회로를 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로를 개략적으로 도시한 블록도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 포함된 충전 보호회로를 도시한 회로도이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 있어서, 인가되는 교류전원으로 구동 고전압을 유기하는 안정기(4)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전원을 도통 및 차단하는 스타터(6)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전류의 고조파를 제거하기 위해 저항(R)과 리액터(L)가 직렬 연결된 보호부(8)와; 상기 보호부(8)로부터 인가받은 교류전원을 정류하여 맥류를 출력하기 위한 정류부(D10,D11,D12,D13)와; 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)를 통해 인가된 전원을 정전류로 제한하고 평활화하여 LED 램프(12)를 점등시키는 LED 구동부(10)와; 상기 LED 구동부(10)에 대해 병렬로 접속되고, 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)로부터 고전압이 유기될 때 작동되어 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)로 유입되는 전류를 클램핑시킴으로써 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)를 보호하는 충전 보호부(20)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하되, 상기 충전 보호부(20)는 일정레벨 이상의 고전압 인가시 작동하는 제 1스위칭부(TA2,....TAn)와; 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)에 병렬로 접속되고, 전류를 충전하고 일정조건 만족시 충전되는 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)와; 상기 충방전부(22)에 병렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)의 전압을 게이트 전압으로 인가받아 도통됨으로써 고전압을 클램핑시키는 제 2스위칭부(TA1)와; 상기 제 2스위칭부(TA1)에 접속되어 충전되는 충전부(C1)와; 상기 충전부(C1)가 충전되었을 때, 포토커플러(26)를 턴온시키는 제 1브릿지 다이오드(24)와; 상기 제 1브릿지 다이오드(24)와 접속되고, 상기 제 1브릿지 다이오드(24)의 도통 전류에 의해 턴온되는 포토커플러(26)와; 상기 포토커플러(26)와 직렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)와 병렬로 접속되어 상기 포토커플러(26)의 턴온시 도통되어 상기 충방전부(22)를 방전시키는 제 2브릿지 다이오드(28)로 구성된 것을 특징으로 하는 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로가 제공된다. 바람직하게, 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)와 상기 제 2스위칭부(TA1)는 트라이액인 것을 특징으로 하는 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로가 제공된다. 이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로를 개략적으로 도시한 블록도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 포함된 충전 보호회로를 도시한 회로도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 형광등 및 LED 램프 호환회로중 조명 점등시 안정기로 인한 서지전압을 우회 도통시켜 LED 램프 및 LED 구동회로를 보호할 수 있게 한 전원회로이다. 보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 일반 형광등의 전원회로와 마찬가지로, 인가되는 교류전원으로 구동 고전압을 유기하는 안정기(4)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전원을 도통 및 차단하는 스타터(6)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전류의 고조파를 제거하기 위해 저항(R)과 리액터(L)가 직렬 연결된 보호부(8)와; 상기 보호부(8)로부터 인가받은 교류전원을 정류하여 맥류를 출력하기 위한 정류부(D10,D11,D12,D13)를 포함하여 구성된다. 이때, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 일반 형광등 및 LED 램프(12)를 어느 것이라도 결합시켜 점등시킬 수 있어야 한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로도 역시 동일한 스타터(6)와 안정기(4)의 동작이 수행되므로 초기 점등시 안정기(4)의 방전전압이 형광등을 점등시키는 것과 동일하게, LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)에 가해지면 고장 위험이 매우 높다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 초기 점등시의 고전압이 형광등을 통해 방전시키고 그 이후에는 안정기(4)를 통해서 안정적인 전원이 유기되어 형광등의 점등이 유지되는 것과 동일한 동작이 수행되게 함으로써 LED 램프(12)를 안정적으로 점등시킬 수 있게 한다. 이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)를 통해 인가된 전원을 정전류로 제한하고 평활화하여 LED 램프(12)를 점등시키는 LED 구동부(10)와; 상기 LED 구동부(10)에 대해 병렬로 접속되고, 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)로부터 고전압이 유기될 때 작동되어 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)로 유입되는 전류를 클램핑시킴으로써 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)를 보호하는 충전 보호부(20)를 포함하여 이루어진다. 이때, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 상기 스타터(6)의 단락으로 인해 상기 안정기(4)에서 유기되는 고전압에 의해 방전개시가 이루어지면 그 고전압이 상기 LED 구동부(10) 및 상기 LED 램프(12)에 서지로 영향을 미치지 않으면서 상기 LED 램프(12)를 점등시키고 지속적으로 전류를 도통시켜주는 충전 보호부(20)가 구성되어져 있다. 상기 충전 보호부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일정레벨 이상의 고전압 인가시 작동하는 제 1스위칭부(TA2,....TAn)가 포함되어 구성되는 바, 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)는 직렬로 접속된 다수개의 트라이액으로 이루어진 것으로 일정한 레벨이상의 고전압이 유입되면 턴온(Turn On)되고, 평상시에는 턴오프(Turn Off)되어서 상기 충전 보호부(20)가 고전압시에만 작동되게 된다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 조명 점등시에 발생하는 고전압 유기시에만 상기 충전 보호부(20)가 작동된다. 또한, 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)와 직렬로 접속되어 전체 회로의 전류 경로를 도통되게 하거나 차단시키는 제 2스위칭부(TA1)가 포함되어 구성되는 바, 상기 제 2스위칭부(TA1)는 단일의 트라이액으로 구성된다. 또, 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)에 병렬로 접속되고, 전류를 충전하고 일정조건 만족시 충전되는 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)가 구성된다. 상기 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)는 상기 제 2스위칭부(TA1)에 게이트 전압을 인가하기 위한 구성으로, 상기 제 2스위칭부(TA1)가 상기 충방전부(22)에 병렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)의 전압을 게이트 전압으로 인가받아 턴온(Turn On)됨으로써 고전압을 클램핑시킨다. 한편, 상기 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)는 상기 제 2스위칭부(TA1)가 턴온(Turn On)되어 고전압이 클램핑된 다음, 안정적인 전압이 CON1과 CON2에 인가되면 방전이 이루어져야하고, 그로인해 차후 고전압 유입시 회로를 다시 작동시킬 수 있게 준비되어야 한다. 이를 위해, 상기 충전 보호부(20)는 상기 제 2스위칭부(TA1)에 접속되어 충전되는 충전부(C1)와; 상기 충전부(C1)가 충전되었을 때, 포토커플러(26)를 턴온시키는 제 1브릿지 다이오드(24)와; 상기 제 1 브릿지 다이오드(24)와 접속되고, 상기 제 1브릿지 다이오드(24)의 도통 전류에 의해 턴온되는 포토커플러(26)와; 상기 포토커플러(26)와 직렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)와 병렬로 접속되어 상기 포토커플러(26)의 턴온시 도통되어 상기 충방전부(22)를 방전시키는 제 2브릿지 다이오드(28)로 포함되어 구성된다. 즉, 상기 제 2스위칭부(TA1)가 턴온(Turn On)되면 제너다이오드(DZ1)에 제너전압이 걸려서 상기 충전부(C1)가 순간적으로 충전되면서 상기 제 1 브릿지 다이오드(24)가 작동되고 그로인해 상기 포토커플러(26)가 턴온(Turn On)되면서 상기 제 2 브릿지 다이오드(28)를 작동시킨다. 그러면, 상기 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)가 쇼트되면서 방전이 이루어진다. 그 상태에서, 상기 CON1과 CON2 사이에 유기되는 전압이 상시 정류반파이므로 상기 LED 램프(12)는 점등 상태를 유지함과 동시에, 제로크로스에 도달하여 상기 제 2스위칭부(TA1)가 턴오프(Turn Off)된다. 이후에도 고전압이 유기되지 않으면, 상기 충전 보호부(20)는 작동되지 않는다. 한편, 바람직하게 상기 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)가 방전될 때 그 방전전압이 제 2브릿지 다이오드(28)와 상기 포트 커플러(26)에 영향을 미치지 않도록 저항(R5)이 구성되는 것이 좋을 것이다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다. 본 발명에 따른 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로는 형광등을 장착하는 동일한 구조의 전원회로에 포함되어 형광등 점등시와 동일하게 발생되는 고전압을 도통시켜 클램핑시키고 이후의 정류반파에 대해서는 LED 램프가 안정적으로 점등될 수 있게 함으로써 일반 형광등의 소켓에 호환되어 사용할 수 있어 경제성이 높다는 장점이 있으며, LED 램프의 반복적인 점멸에도 안정적으로 점멸이 이루어질 수 있도록 충전 및 방전이 자동으로 이루어져 상시 고전압에 대해 스탠바이 상태이므로 회로의 안전성이 높다는 장점이 있다. The present invention relates to a power supply circuit for a fluorescent lamp-compatible LED lamp, and the purpose of the present invention is to provide a power supply circuit for a fluorescent lamp-compatible LED lamp configured to protect an LED lamp and an LED driving circuit by conducting a surge voltage, caused by a ballast when a lamp in a fluorescent lamp and LED lamp compatible circuit is turned on, to bypass the LED lamp and the LED driving circuit. When applying the present invention, there is an advantage in that high economic efficiency is achieved because the power supply circuit of the present invention can be compatibly used in sockets of general fluorescent lamps by being included in a power supply circuit of the same structure as that for mounting a fluorescent lamp, conducting and clamping a high voltage generated identically when turning on the fluorescent lamp, and enabling an LED lamp to be stably turned on for a subsequent half-wave rectification. Also, there is an advantage in that high circuit stability is achieved since the power supply circuit of the present invention is in a standby state at all times with respect to a high voltage because charging and discharging thereof are automatically performed so as to have stable flickering even when the LED lamp repeatedly flickers. 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로에 있어서, 인가되는 교류전원으로 구동 고전압을 유기하는 안정기(4)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전원을 도통 및 차단하는 스타터(6)와; 상기 안정기(4)로부터 인가받은 전류의 고조파를 제거하기 위해 저항(R)과 리액터(L)가 직렬 연결된 보호부(8)와; 상기 보호부(8)로부터 인가받은 교류전원을 정류하여 맥류를 출력하기 위한 정류부(D10,D11,D12,D13)와; 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)를 통해 인가된 전원을 정전류로 제한하고 평활화하여 LED 램프(12)를 점등시키는 LED 구동부(10)와; 상기 LED 구동부(10)에 대해 병렬로 접속되고, 상기 정류부(D10,D11,D12,D13)로부터 고전압이 유기될 때 작동되어 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)로 유입되는 전류를 클램핑시킴으로써 상기 LED 구동부(10) 및 LED 램프(12)를 보호하는 충전 보호부(20)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하되, 상기 충전 보호부(20)는 일정레벨 이상의 고전압 인가시 작동하는 제 1스위칭부(TA2,....TAn)와; 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)에 병렬로 접속되고, 전류를 충전하고 일정조건 만족시 충전되는 충방전부(22: VZ1, VZ2..VZn)와; 상기 충방전부(22)에 병렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)의 전압을 게이트 전압으로 인가받아 도통됨으로써 고전압을 클램핑시키는 제 2스위칭부(TA1)와; 상기 제 2스위칭부(TA1)에 접속되어 충전되는 충전부(C1)와; 상기 충전부(C1)가 충전되었을 때, 포토커플러(26)를 턴온시키는 제 1브릿지 다이오드(24)와; 상기 제 1브릿지 다이오드(24)와 접속되고, 상기 제 1브릿지 다이오드(24)의 도통 전류에 의해 턴온되는 포토커플러(26)와; 상기 포토커플러(26)와 직렬로 접속되고, 상기 충방전부(22)와 병렬로 접속되어 상기 포토커플러(26)의 턴온시 도통되어 상기 충방전부(22)를 방전시키는 제 2브릿지 다이오드(28)로 구성된 것을 특징으로 하는 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로. 제 1항에 있어서, 상기 제 1스위칭부(TA2,....TAn)와 상기 제 2스위칭부(TA1)는 트라이액인 것을 특징으로 하는 형광등 호환형 LED 램프의 전원회로.
