KR100457878B1

KR100457878B1 - Ｌｅｄ 램프용 안정기 회로

Info

Publication number: KR100457878B1
Application number: KR10-2003-0032661A
Authority: KR
Inventors: 김용호
Original assignee: 김용호
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-05-22

Abstract

본 발명은 교통 신호등과 같이 교류 전원에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 고역률을 가지게 하거나 낮은 고조파율을 갖기 위해 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LED 램프용 안정기 회로는 LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서, 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 신호등 발광부(230)에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부(230)에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 전류원(240)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, LED 램프를 선형적으로 제어함으로써 고역률을 가지게 함과 더불어 낮은 고조파율을 가지게 한다. 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.

Description

ＬＥＤ 램프용 안정기 회로{Ballast Circuit for LED Lamp}

본 발명은 LED 램프용 안정기 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교통 신호등과 같이 교류 전원에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 고역률을 가지게 하거나 낮은 고조파율을 갖기 위해 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로에 관한 것이다.

최근에는 반도체 기술의 발달로 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 생산이 다양화되면서 일반 전구에 비하여 동일한 조도를 얻는데 필요한 전력의소모가 1/10 정도에 지나지 않는 발광 다이오드가 차량용 및 신호등용 전등에 적용되는 추세이다.

그런데, 발광 다이오드를 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, 이하 'SMPS'라 칭함)가 필요하게 되었다.

도 1은 종래 LED 램프 구동용 SMPS 회로를 나타낸 구성도이다.

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), 발광 다이오드를 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 접속되어맥류분 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.

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.

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.

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.

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.

제어부(150) 내 콘트롤러(U1)는 펄스폭 변조용 칩이며, 포토 트랜지스터(U2)의 턴온 시간의 변화에 따라 전압 펄스의 폭이 달라진다.

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 15 W 이하의 부하에서 매우 어렵다. 또한, 전원의 ±20 % 변동과 온도 변화에 대해서도 조도를 일정 수준으로 유지하기란 기술적으로 여간 어려운 일이 아닐 수 없다.

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.

또한, 전해 콘덴서의 수명이 2 ∼ 3 년 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.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 교통 신호등에 사용되는 LED 램프를 교류 입력 전원에 대해 고역률을 가지게 하거나 낮은 고조파율을 가지게 하기 위해 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프의 전원 안정기 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 LED 램프 구동용 SMPS 회로를 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로를 나타낸 구성도,

도 3은 전압에 따른 전류의 파형을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(400)를 나타낸 구성도,

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(500)를 나타낸 구성도,

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(600)를 나타낸 구성도,

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(700)를 나타낸 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.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

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 : 전원 안정기 회로

210 : 전원부 220 : 정류부

230 : 신호등 발광부 240 : 전류원

R1 ∼ R11, Rs : 저항 TR1, TR2 : NPN형 트랜지스터

FET1, FET2, Q1, Q2 : MOSFET AMP : 증폭기

CMP : 비교기 Z_D: 제너 다이오드

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서, 전원 전압을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부; 정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드를 통해 발광하는 신호등 발광부; 및 신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 전류원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전류원은 트랜지스터형 전류원, MOSFET형 전류원, 증폭기형 전류원, 비교기형 전류원 등으로 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 램프의 전원 안정기 회로를 나타낸 구성도이다.

본 발명에 따른 LED 램프의 전원 안정기 회로(200)는 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) 및 신호등 발광부(230)에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부(230)에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 전류원(240)을 포함한 구성을 갖는다.

위와 같이 구성되는 전원 안정기 회로(200)에 있어서, 신호등 발광부(230)는 다수의 LED로 이루어져 있다. 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(I_LED)가 흐르게 된다.

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.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 신호등발광부(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.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(400)를 나타낸 구성도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 램프의 전원 안정기 회로(400)는 전류원으로서 TR형 전류원을 사용한 경우를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 LED 램프의 전원 안정기 회로(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.

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.

위의 구성에서, 제너 다이오드(Dz)는 PN 접합의 항복(Breakdown) 영역에서동작 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.

도 4에서, LED 램프의 전원 안정기 회로(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. 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.

또한, 제1 NPN형 트랜지스터(TR1)도 컬렉터에서 에미터를 경유해 저항(R4)를 통해 접지로 전류가 흐르게 된다. 따라서, 신호등 발광부(230)에서도 수학식 2와같은 LED 전류가 흐르게 됨으로써 다수의 LED가 발광하게 되는 것이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(500)를 나타낸 구성도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(500)는 전류원으로서 MOSFET형 전류원을 사용한 경우를 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 LED 램프의 전원 안정기 회로(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.

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.

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-EffectTransistor)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.

도 5에서, LED 램프의 안정기 회로(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(V_Z)이 발생하고, 제너 다이오드(Dz)에 직렬로 연결된 저항(R1)에는 양단 전압이 인가된다. 여기서, 전원 전압이 변한다고 하더라도 제너 전압(V_Z)은 일정한 전압을 유지한다.

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(I_LED)가 흐르게 되어 다수의 LED가 발광하게 된다.

수학식 3에서 Vz는 제너 전압, Vth는 제2 MOSFET(FET2)의 동작 개시 전압을 나타낸다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(600)를 나타낸 구성도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(600)는 전류원으로서 OP-AMP형 전류원을 사용한 경우를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 LED 램프의 안정기 회로(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 제너 다이오드(Dz)의 직렬 구조가 연결되고 제너 다이오드(Dz)의 양극은 접지되어 있다.

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.

그리고, 저항(R2)와 증폭기(AMP)의 연결점 (다)와 접지 사이에 저항(R3)이 연결되고, 증폭기(AMP)의 출력 단자와 (-) 입력 단자 사이에는 궤환용 저항(R4)이 연결되어 있으며, 전계효과 트랜지스터(Q1)와 저항(Rs)의 연결점 (라)와증폭기(AMP)의 (-) 입력 단자 사이에는 저항(R5)이 연결되는 구성을 갖는다.

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.

도 6에서, LED 램프의 안정기 회로(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(V_Z)이 발생하고, 제너 다이오드(Dz)에 직렬로 연결된 저항(R1)에는 양단 전압이 인가된다. 여기서, 제너 전압(V_Z)은 전원 전압이 변한다고 하더라도 일정한 전압을 유지한다.

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.

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.

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(I_LED)는 수학식 5와 같이 얻어진다.

LED 전류(I_LED)가 신호등 발광부(230)로부터 증폭기(AMP)로 흐르게 됨에 따라 신호등 발광부(230)에서는 다수의 LED가 발광하게 된다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(700)를 나타낸 구성도이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 램프의 안정기 회로(700)는 전류원으로서 비교기(CMP)형 전류원을 사용한 경우를 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 LED 램프의 안정기 회로(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.

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.

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.

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.

도 7에서, LED 램프의 안정기 회로(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(V_Z)이 발생한다.

저항(R8)에 발생된 전압 Va는 비교기(CMP)의 반전 단자(-)에 인가되고, 제너 전압(V_Z)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.

도 8은 전원 전압에 따른 전계효과 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작과 LED 전류의 파형을 나타낸 도면이다.

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.

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.

즉, 제1 전계효과 트랜지스터(Q1)만 도통할 때보다 제2 전계효과트랜지스터(Q2)까지 모두 도통할 때가 LED 전류를 더 오랫동안 흐르게 함으로써, 신호등 발광부(230)의 조도를 오랫동안 유지할 수 있게 되는 것이다.

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 작게할 수 있다.

도 10은 전압, 전류 및 도통각과의 관계가 도 9에 도시된 바와 같이 나타나도록 회로에 적용한 구성도이다.

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.

증폭기(AMP)의 출력단에는 저항(R6)을 통해 MOSFET(Q1)의 게이트단이 연결되고, MOSFET(Q1)의 드레인단에는 접지 저항(Rs)이 연결되어 있다.

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.

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 안정기 회로를 실현할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, LED 램프를 선형적으로 제어함으로써 고역률을 가지게 함과 더불어 낮은 고조파율을 가지게 한다.

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.

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전원 전압을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부; 정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부; 및 신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 트랜지스터(TR)형 전류원을 포함하여 LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서,

상기 전류은 상기 전원부, 상기 정류부 및 상기 신호등 발광부가 전기적으로 연결되고, 상기 정류부 및 상기 신호등 발광부의 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 발광부와 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 연결되며, 상기 제2 NPN형 트랜지스터(TR2)의 에미터는 저항(R3)을 통해 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 램프용 안정기 회로.
전원 전압을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부; 정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부; 및 신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 금속 산화 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)형 전류원을 포함하여 LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서,

상기 전류원(240)은 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 연결되며, 두 게이트단의 연결점은 상기 제2 MOSFET(FET2)의 드레인과 연결되며, 상기 제2 MOSFET(FET2)의 소스는 저항(R3)을 통해 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 램프용 안정기 회로.
전원 전압을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 공급되는 전원 전압을 정류하는 정류부; 정류된 상기 전원 전압을 공급받아 다수의 발광 다이오드(LED)를 통해 발광하는 신호등 발광부; 및 신호등 발광부에 인가되는 전압에 상관없이 신호등 발광부에 흐르는 전류가 거의 일정하게 흐르도록 하는 증폭기(OP-AMP)형 전류원을 포함하여 LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서,

상기 전류원(240)은 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 있는 것을 특징으로 하는 LED 램프용 안정기 회로.
제 5 항에 있어서,

상기 저항(R1) 및 제어 다이오드(Z_D)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 램프용 안정기 회로.
제 6 항에 있어서,

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(V_Z)이 발생하고,

상기 저항(R1) 및 상기 제너 다이오드(Z_D)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(I_LED)가 흐르게 되어 다수의 LED가 발광하게 되는 것을 특징으로 하는 LED 램프용 안정기 회로.
제 7 항에 있어서,

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(V_Z)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, 상기 LED 전류(I_LED)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 램프용 안정기 회로.
LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서,

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)를 포함하여 구성하되,

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 상기제너 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)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 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 제너 다이오드(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 있는 것을 특징으로 하는 LED 램프용 안정기 회로.
제 11 항에 있어서,

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(V_Z)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(V_Z)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 경우에 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 동작하게되고, 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 램프용 안정기 회로.
제 12 항에 있어서,

상기 전압 V2가 220 V 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 램프용 안정기 회로.
LED 램프에 흐르는 전류가 선형적으로 제어되도록 하는 LED 램프용 안정기 회로로서,

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)를 포함하여 구성하되,

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 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 있으며,

상기 연결점 (가)와 접지 사이에 저항(R100) 및 캐패시터(C100)의 직렬 구조가 연결되고, 상기 저항(R100)과 상기 캐패시터(C100)의 연결점(마)는 저항(R101)을 통해 상기 증폭기(AMP)의 반전 단자(-)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는LED 램프용 안정기 회로.
제 14 항에 있어서,

상기 연결점 (가)의 전압이 저전압이고, 상기 신호등 발광부(230)의 도통각이 작을 경우, 상기 신호등 발광부(230)의 전류 크기를 크게 하여 휘도를 보상하고,

상기 연결점 (가)의 전압이 고전압인 경우, 상기 신호등 발광부(230)의 전류 크기를 작게하는 것을 특징으로 하는 LED 램프용 안정기 회로.