JP2011238605A

JP2011238605A - 光量を向上させるｌｅｄ照明装置

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Publication number: JP2011238605A
Application number: JP2011089615A
Authority: JP
Inventors: Chun Yuan Hong; 洪淳元
Original assignee: TLI Inc
Current assignee: TLI Inc
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2011-11-24
Also published as: CN102235608B; US20110273103A1; CN102235608A; KR100997050B1; TW201143529A

Abstract

【課題】すべてのＬＥＤ素子が消灯される区間は、顕著に減少し、全体光量が増加するＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置１００は、整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、所定のベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロック１１０と、前記整流電圧により発光するように制御される複数のＬＥＤ素子を有する前記ＬＥＤ発光ブロック１３０と、前記発光電圧差の大きさに対応する数の前記ＬＥＤ素子が発光するように前記ＬＥＤ発光ブロックを制御するように駆動されるコントロールブロック１５０と、を備える。整流電圧が低くなる場合、相対的に少ない数のＬＥＤ素子が駆動され、正常発光状態が維持される。したがって、力率及び波高率も顕著に改善される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置に関し、特に光量を向上させるＬＥＤ照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：ＬＥＤ）素子は、化合物半導体の一種であって、印加される電圧により発光する素子である。このようなＬＥＤ素子は、小型であり、寿命が長く、且つ電気エネルギーを光エネルギーに変換させる効率が高いという長所を有する。これにより、ＬＥＤ素子を利用したＬＥＤ照明装置は、次第に白熱電球や蛍光灯を代替する照明装置に発展している。

一方、ＬＥＤ素子の電流は、印加される電圧に非常に敏感である。例えば、印加される電圧が一定電圧以上になれば、電流量が急激に増加し、ＬＥＤ素子の特性を低下させることがある。また、印加される電圧が他の一定電圧より低ければ、電流量が急激に減少し、場合によっては、発光自体に問題が生ずることもある。したがって、ＬＥＤ素子に印加される電圧は、適宜制御されることが重要である。

従来のＬＥＤ照明装置は、図１に示されたように、交流供給器１０、ブリッジダイオード２０及びＬＥＤ発光ブロック３０で構成される。前記ブリッジダイオード２０は、前記交流供給器１０で供給される交流電圧ＶＡＣを整流し、整流電圧ＶＲＥＣを発生する。また、前記ＬＥＤ発光ブロック３０のＬＥＤ素子は、前記整流電圧ＶＲＥＣにより発光する。

ところが、従来のＬＥＤ照明装置では、前記整流電圧ＶＲＥＣが一定電圧以下になれば、全体ＬＥＤ素子の輝度が非常に低くなり、場合によっては、全体ＬＥＤ素子が消灯される。そのため、従来のＬＥＤ照明装置は、光量が低いという問題点を有する。

本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、光量を向上させるＬＥＤ照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様によるＬＥＤ照明装置は、整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、ベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；第１〜第３ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１〜第３ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と前記ベース電圧との間に直列で連結される前記ＬＥＤ発光ブロックと；所定の第１境界電圧以下の前記発光電圧差に対して、前記第１ＬＥＤモジュールが発光し、前記第２ＬＥＤモジュール及び前記第３ＬＥＤモジュールが消灯するように駆動され、前記第１境界電圧より高くて且つ所定の第２境界電圧以下の前記発光電圧差に対して、前記第１及び前記第２ＬＥＤモジュールが発光し、前記第３ＬＥＤモジュールが消灯するように駆動され、前記第２境界電圧より高い前記発光電圧差に対して、前記第１〜第３ＬＥＤモジュールのすべてが発光するように前記ＬＥＤ発光ブロックを制御するコントロールブロックと；を備える。前記ＬＥＤ発光ブロックは、前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成される前記第１ＬＥＤモジュールと；前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成される前記第２ＬＥＤモジュールと；前記第２連結ノードと第３連結ノードとの間に形成される前記第３ＬＥＤモジュールであって、前記第３連結ノードが、前記ベース電圧に電気的に連結される前記第３ＬＥＤモジュールと；第１制御信号に応答して、前記ベース電圧に前記第１連結ノードを電気的に連結する第１連結スイッチと；第２制御信号に応答して、前記ベース電圧に前記第２連結ノードを電気的に連結する第２連結スイッチと；を備える。また、前記コントロールブロックは、前記発光電圧差を感知し、前記発光電圧差の大きさに対応して論理状態が制御される前記第１制御信号及び前記第２制御信号を発生する。

本発明の他の態様によるＬＥＤ照明装置は、整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧は、所定のベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；第１〜第３連結部と、少なくとも第１〜第３ＬＥＤモジュールとを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュールが、前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成され、前記第３ＬＥＤモジュールが、前記第２連結ノードと第３連結ノードとの間に形成され、前記第１連結部が、第１制御信号に応答して前記第１連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結するように駆動され、前記第２連結部が、第２制御信号に応答して前記第２連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結するように駆動され、前記第３連結部が、第３制御信号に応答して前記第３連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１〜第３ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動される前記ＬＥＤ発光ブロックと；前記発光電圧差の大きさに対応する状態に制御される前記第１〜前記第３制御信号を発生するコントロールブロックと；を備える。前記第３連結部は、前記第３連結ノードとフィードバックノードとの間に形成されるスイッチング素子であって、比較信号の電圧によりコンダクタンスが制御される前記スイッチング素子と；前記フィードバックノードの電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記比較信号を発生する比較素子と；前記フィードバックノードと前記ベース電圧との間に形成される抵抗素子と；を備える。

本発明のさらに他の態様によるＬＥＤ照明装置は、整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、所定のベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；第１及び第２連結部と、少なくとも第１〜第３ＬＥＤモジュールとを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュールが、前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成され、前記第３ＬＥＤモジュールが、前記第２連結ノードと第３連結ノードとの間に形成され、前記第１連結部が、第１制御信号に応答して前記第１連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動され、前記第２連結部が、第２制御信号に応答して前記第２連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１及び第２ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動される前記ＬＥＤ発光ブロックと；前記発光電圧差の大きさに対応する状態に制御される前記第１及び前記第２制御信号を発生するコントロールブロックと；を備える。前記第１連結部は、前記第１連結ノードとフィードバックノードとの間に形成されるスイッチング素子であって、比較信号の電圧によりコンダクタンスが制御される前記スイッチング素子と；前記フィードバックノードの電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記比較信号を発生する比較素子と；前記フィードバックノードと前記ベース電圧との間に形成される抵抗素子と；を備える。

本発明のＬＥＤ照明装置は、供給される整流電圧により発光するＬＥＤモジュール、すなわちＬＥＤ素子の個数が調節される。さらに詳しく説明すれば、本発明のＬＥＤ照明装置において、整流電圧が低くなる場合、相対的に少ない数のＬＥＤ素子が駆動され、正常発光状態が維持される。したがって、本発明のＬＥＤ照明装置によれば、すべてのＬＥＤ素子が消灯される区間が顕著に減少し、全体光量が増加する。また、力率及び波高率も顕著に改善される。

従来のＬＥＤ照明装置を示す図である。本発明の第１実施例によるＬＥＤ照明装置を示す図である。図２の交流電圧を整流して生成される整流電圧を説明するための図である。図２のＬＥＤ照明装置の発光量をシミュレーションした図である。本発明の第２実施例によるＬＥＤ照明装置を示す図である。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施により達成される目的を充分に理解するためには、本発明の好ましい実施例を例示する添付の図面及び添付の図面に記載した内容を参照すべきである。各図面を理解するにあたって、同一の部材は、できるだけ同一の参照符号で図示していることに留意すべきである。また、本発明の要旨を不明瞭にすることができると判断される公知機能及び構成に対する詳細な説明を省略する。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明することによって、本発明を詳しく説明する。

（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例によるＬＥＤ照明装置１００を示す図である。図２を参照すれば、本発明の第１実施例によるＬＥＤ照明装置１００は、整流発生ブロック１１０、ＬＥＤ発光ブロック１３０及びコントロールブロック１５０を備える。

前記整流発生ブロック１１０は、整流電圧ＶＲＥＣを発生する。この時、前記整流電圧ＶＲＥＣは、ベース電圧ＶＢＡＳに対して一方向の発光電圧差ＶＬＵを有する。本実施例において、前記発光電圧差ＶＬＵは、時間によって変化する。

好ましくは、前記整流発生ブロック１１０は、交流供給器１１１及び整流器１１３を備える。前記交流供給器１１１は、交流電圧ＶＡＣを供給する。この時、前記交流供給器１１１は、自家発電機であってもよく、家庭用電気のように、外部から受信し、前記交流電圧ＶＡＣを供給する装置であってもよい。

前記整流器１１３は、前記交流電圧ＶＡＣを整流し、前記整流電圧ＶＲＥＣを提供する。この時、前記整流器１１３から提供されるベース電圧ＶＢＡＳは、前記交流電圧ＶＡＣの最低電圧より整流に使用されたダイオードの順方向ターンオン電圧分だけ高い電圧であって、基準になる電圧である。また、前記ベース電圧ＶＢＡＳは、実質的に接地電圧ＶＳＳに該当する。

好ましくは、前記整流器１１３は、図３に示されたように、前記交流電圧ＶＡＣの全領域を同一方向の電圧に整流し、前記整流電圧ＶＲＥＣを提供する全波整流器である。

前記整流器１１３により、前記交流電圧ＶＡＣの負の電圧は、前記整流電圧ＶＲＥＣの正（＋）の電圧に整流される（図３の斜線部分参照）。

より好ましくは、前記整流器１１３は、４個のダイオードで構成されるブリッジダイオードである。

さらに図２を参照すれば、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０は、多数のＬＥＤ素子ＬＤを含む。前記多数のＬＥＤ素子ＬＤは、前記整流電圧ＶＲＥＣにより発光するように制御される。また、前記コントロールブロック１５０は、前記発光電圧差ＶＬＵ、すなわち前記ベース電圧ＶＢＡＳに対する前記整流電圧ＶＲＥＣの電圧の大きさに対応する数の前記ＬＥＤ素子ＬＤが発光するように、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０を制御する。

引き続いて、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０及び前記コントロールブロック１５０を具体的に説明する。

前記ＬＥＤ発光ブロック１３０は、少なくとも第１ＬＥＤモジュール１３１、第２ＬＥＤモジュール１３３及び第３ＬＥＤモジュール１３５に区分されることができる多数のＬＥＤ素子を含む。本実施例では、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０は、第１〜第４ＬＥＤモジュール１３１、１３３、１３５、１３７を含む。

前記第１〜第４ＬＥＤモジュール１３１、１３３、１３５、１３７は、前記整流電圧ＶＲＥＣと前記ベース電圧ＶＢＡＳとの間に直列で連結される。この時、前記第１〜第４ＬＥＤモジュール１３１、１３３、１３５、１３７の各々には、１つまたは２つ以上のＬＥＤ素子ＬＤが含まれる。また、前記ＬＥＤ素子ＬＤは、直列または並列で連結される。

本実施例において、前記第１ＬＥＤモジュール１３１は、前記整流電圧ＶＲＥＣと第１連結ノードＮＣ１との間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュール１３３は、前記第１連結ノードＮＣ１と第２連結ノードＮＣ２との間に形成される。また、前記第３ＬＥＤモジュール１３５は、前記第２連結ノードＮＣ２と第３連結ノードＮＣ３との間に形成され、前記第４ＬＥＤモジュール１３７は、前記第３連結ノードＮＣ３と第４連結ノードＮＣ４との間に形成される。

好ましくは、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０は、第１〜第４連結スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備える。前記第１連結スイッチＳＷ１は、第１制御信号ＶＣＯＮ１に応答して前記第１連結ノードＮＣ１を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結し、前記第２連結スイッチＳＷ２は、第２制御信号ＶＣＯＮ２に応答して前記第２連結ノードＮＣ２を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結する。また、前記第３連結スイッチＳＷ３は、第３制御信号ＶＣＯＮ１に応答して前記第３連結ノードＮＣ３を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結し、前記第４連結スイッチＳＷ４は、第４制御信号ＶＣＯＮ４に応答して前記第４連結ノードＮＣ４を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結する。

前記コントロールブロック１５０は、前記発光電圧差ＶＬＵ、すなわち前記ベース電圧ＶＢＡＳに対する前記整流電圧ＶＲＥＣの電圧を感知し、前記第１〜第４制御信号ＶＣＯＮ１〜ＶＣＯＮ４を発生する。この時、前記第１〜第４制御信号ＶＣＯＮ１〜ＶＣＯＮ４は、前記発光電圧差ＶＬＵに対応する論理状態を有する。

表１は、前記発光電圧差ＶＬＵにより前記第１〜第４制御信号ＶＣＯＮ１〜ＶＣＯＮ４の論理状態が決定される例を示す。

ここで、Ｖｐは、理想的な場合の前記発光電圧差ＶＬＵのピーク電圧を示す。この時、前記１／４＊Ｖｐ、２／４＊Ｖｐ、３／４＊Ｖｐは、本実施例においての第１〜第３境界電圧として作用することができる。

表１を参照すれば、前記区間Ｉは、前記発光電圧差ＶＬＵが１／４＊Ｖｐ以下の区間である。この区間では、第１制御信号ＶＣＯＮ１が”Ｈ”となるので、前記第１連結スイッチＳＷ１がオン（ＯＮ）状態になる。この場合、第１ＬＥＤモジュール１３１のＬＥＤ素子だけが発光し、残りの第２〜第４ＬＥＤモジュール１３３、１３５、１３７のＬＥＤ素子が消灯される。

前記区間ＩＩは、前記発光電圧差ＶＬＵが１／４＊Ｖｐより大きく且つ２／４＊Ｖｐ以下の区間である。この区間では、第２制御信号ＶＣＯＮ２が”Ｈ”となるので、前記第２連結スイッチＳＷ２がオン（ＯＮ）状態になる。この場合には、第１ＬＥＤモジュール１３１及び第２ＬＥＤモジュール１３３のＬＥＤ素子が発光し、残りの第３及び第４ＬＥＤモジュール１３５、１３７のＬＥＤ素子が消灯される。

前記区間ＩＩＩは、前記発光電圧差ＶＬＵが２／４＊Ｖｐより大きく且つ３／４＊Ｖｐ以下の区間である。この区間では、第３制御信号ＶＣＯＮ３が”Ｈ”となるので、前記第３連結スイッチＳＷ３がオン（ＯＮ）状態になる。この場合、第１〜第３ＬＥＤモジュール１３１、１３３、１３５のＬＥＤ素子が発光し、第４ＬＥＤモジュール１３７のＬＥＤ素子が消灯される。

また、前記区間ＩＶは、前記発光電圧差ＶＬＵが３／４＊Ｖｐより大きい区間である。この区間では、第４制御信号ＶＣＯＮ４が”Ｈ”となるので、前記第４連結スイッチＳＷ４がオン（ＯＮ）状態になる。この場合には、第１〜第４ＬＥＤモジュール１３１、１３３、１３５、１３７のＬＥＤ素子のすべてが発光する。

本実施例において、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０で発光するＬＥＤモジュールの数は、前記発光電圧差ＶＬＵによって調節される。さらに詳しく説明すれば、発光するＬＥＤ素子の数は、前記整流電圧ＶＲＥＣの大きさによって調節される。したがって、本発明のＬＥＤ照明装置では、ＬＥＤ素子が全体的に輝度が低下したり、消灯される領域は、顕著に減少する。

したがって、図２のＬＥＤ照明装置は、図４からも分かるように、従来のＬＥＤ照明装置に比べて顕著に高い発光量を有する。また、図２のＬＥＤ照明装置では、ＬＥＤ素子全体が消灯される区間が大きく減少する。したがって、図２のＬＥＤ照明装置によれば、従来のＬＥＤ照明装置に比べて、力率（ｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒ）及び波高率（Ｃｒｅｓｔｆａｃｔｏｒ）が顕著に改善される。

一方、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０において最終（右側）の連結ノードは、前記ベース電圧ＶＢＡＳに直接連結されてもよい。図２の実施例において、第４連結ノードＮＣ４が、第４連結スイッチＳＷ４を経由せずに、前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結されてもよい。この場合、前記第４連結スイッチＳＷ４は、要求されず、前記コントロールブロック１５０からの第４制御信号ＶＣＯＮ４の提供も要求されない。もし、第４ＬＥＤモジュール１３７が排除され、前記第１〜第３ＬＥＤモジュール１３１、１３３、１３５だけが前記整流電圧ＶＲＥＣと前記ベース電圧ＶＢＡＳとの間に具現される実施例の場合には、第３連結ノードＮＣ３が、第３連結スイッチＳＷ２を経由せずに、前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結されてもよい。

但し、前記ＬＥＤ発光ブロック１３０において最後の連結ノードが連結スイッチを経て前記ベース電圧ＶＢＡＳに直接連結されている実施例では、前記整流電圧ＶＲＥＣが限界電圧を超過する場合に、ＬＥＤ素子全体の発光を中止させることができる。これにより、過度に高い電圧の印加によるＬＥＤ素子の信頼性低下を防止することができるという長所がある。

（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例によるＬＥＤ照明装置２００を示す図である。図５を参照すれば、本発明の第２実施例によるＬＥＤ照明装置２００は、整流発生ブロック２１０、ＬＥＤ発光ブロック２３０及びコントロールブロック２５０を備える。

前記整流発生ブロック２１０は、整流電圧ＶＲＥＣを発生する。この時、前記整流電圧ＶＲＥＣは、ベース電圧ＶＢＡＳに対して時間的に変化する一方向の発光電圧差を有する。また、図５の整流発生ブロック２１０は、図２の整流発生ブロック１１０と同一の構成及び作用効果を有する。したがって、本明細書では、説明の簡略化のために、これに関する具体的な説明を省略する。

前記ＬＥＤ発光ブロック２３０は、少なくとも第１ＬＥＤモジュール２３１、第２ＬＥＤモジュール２３３及び第３ＬＥＤモジュール２３５に区分されることができる多数のＬＥＤ素子を含む。本実施例では、前記ＬＥＤ発光ブロック２３０は、第１〜第４ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５、２３７を含む。

前記第１〜第４ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５、２３７は、前記整流電圧ＶＲＥＣと前記ベース電圧ＶＢＡＳとの間に直列で連結される。この時、前記第１〜第４ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５、２３７の各々には、１つまたは２つ以上のＬＥＤ素子が含まれる。また、前記ＬＥＤ素子は、直列または並列で連結される。

本実施例において、前記第１ＬＥＤモジュール２３１は、前記整流電圧ＶＲＥＣと第１連結ノードＮＣ１との間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュール２３３は、前記第１連結ノードＮＣ１と第２連結ノードＮＣ２との間に形成される。また、前記第３ＬＥＤモジュール２３５は、前記第２連結ノードＮＣ２と第３連結ノードＮＣ３との間に形成され、前記第４ＬＥＤモジュール２３７は、前記第３連結ノードＮＣ３と第４連結ノードＮＣ４との間に形成される。

好ましくは、前記ＬＥＤ発光ブロック２３０は、対応する前記連結ノードを前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結し、閉循環電流ループを形成する第１〜第４連結部２４１、２４３、２４５、２４７を備える。

前記第１連結部２４１は、第１制御信号ＶＣＯＮ１に応答して前記第１連結ノードＮＣ１を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結するように駆動され、前記第２連結部２４３は、第２制御信号ＶＣＯＮ２に応答して前記第２連結ノードＮＣ２を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結するように駆動される。また、前記第３連結部２４５は、第３制御信号ＶＣＯＮ３に応答して前記第３連結ノードＮＣ３を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結するように駆動され、前記第４連結部２４７は、第４制御信号ＶＣＯＮ４に応答して前記第４連結ノードＮＣ４を前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結するように駆動される。

前記コントロールブロック２５０は、前記発光電圧差ＶＬＵ、すなわち前記ベース電圧ＶＢＡＳに対する前記整流電圧ＶＲＥＣの電圧を感知し、前記第１〜第４制御信号ＶＣＯＮ１〜ＶＣＯＮ４を発生する。この時、前記第１〜第４制御信号ＶＣＯＮ１〜ＶＣＯＮ４は、前記発光電圧差ＶＬＵに対応する論理状態を有する。

また、前記発光電圧差ＶＬＵに対応する前記第１〜第４制御信号ＶＣＯＮ１〜ＶＣＯＮ４の論理状態の決定は、第１実施例と関連して前述した通りであるので、それに関する具体的な説明を省略する。

第１実施例と同様に、第２実施例の前記ＬＥＤ発光ブロック２３０で発光するＬＥＤモジュールの数は、前記発光電圧差ＶＬＵによって調節される。

一方、前記第１〜第４連結部２４１は、対応する前記連結ノードを前記ベース電圧ＶＢＡＳに連結し、閉循環電流ループを形成することは、前述した通りである。この時、前記第１〜第４連結部２４１は、前記閉循環電流ループに含まれるＬＥＤモジュールの電流を調節し、ＬＥＤモジュールの過渡電流が低減されるように駆動される。

具体的に、前記第１連結部２４１は、前記第１ＬＥＤモジュール２３１の電流を調節するように駆動される。前記連結部２４３は、前記第１及び第２ＬＥＤモジュール２３１、２３３の電流を調節するように駆動される。前記第３連結部２４５は、前記第１〜第３ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５の電流を調節するように駆動される。また、前記第４連結部２４７は、前記第１〜第４ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５、２３７の電流を調節するように駆動される。

このような前記第１〜第４連結部２４１、２４３、２４５、２４７の作用効果によって、各ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５、２３７での過渡電流の発生可能性が減少する。

前記第１連結部２４１は、具体的に第１スイッチング素子２４１ａ、第１比較素子２４１ｂ及び第１抵抗素子２４１ｃを備える。好ましくは、前記第１スイッチング素子２４１ａは、前記第１連結ノードＮＣ１と第１フィードバックノードＮＦＢ１との間に形成されるＮＭＯＳトランジスタである。この時、前記第１スイッチング素子２４１ａのコンダクタンスは、第１比較信号ＶＣＯＭ１の電圧により制御される。本実施例において、前記第１比較信号ＶＣＯＭ１の電圧が低いほど、前記第１スイッチング素子２４１ａのコンダクタンスが低くなる。さらに詳しく説明すれば、前記第１比較信号ＶＣＯＭ１の電圧が低いほど、前記第１スイッチング素子２４１ａの抵抗成分が増加する。

前記第１比較素子２４１ｂは、前記第１フィードバックノードＮＦＢ１の電圧と第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較し、前記第１比較信号ＶＣＯＭ１を生成する。この時、前記第１フィードバックノードＮＦＢ１の電圧が上昇するにつれて、前記第１比較信号ＶＣＯＭ１の電圧レベルが下降する。

また、前記第１抵抗素子２４１ｃは、前記第１フィードバックノードＮＦＢ１と前記ベース電圧ＶＢＡＳとの間に形成される。

前記第２連結部２４３も前記第１連結部２４１と同様の構成及び作用効果を有する。

前記第２連結部２４３は、具体的に第２スイッチング素子２４３ａ、第２比較素子２４３ｂ及び第２抵抗素子２４３ｃを備える。好ましくは、前記第２スイッチング素子２４３ａは、前記第２連結ノードＮＣ２と第２フィードバックノードＮＦＢ２との間に形成されるＮＭＯＳトランジスタである。この時、前記第２スイッチング素子２４３ａのコンダクタンスは、第２比較信号ＶＣＯＭ２の電圧により制御される。本実施例において、前記第２比較信号ＶＣＯＭ２の電圧が低いほど、前記第２スイッチング素子２４３ａのコンダクタンスが低くなる。さらに詳しく説明すれば、前記第２比較信号ＶＣＯＭ２の電圧が低いほど、前記第２スイッチング素子２４３ａの抵抗成分が増加する。

前記第２比較素子２４３ｂは、前記第２フィードバックノードＮＦＢ２の電圧と第２基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較し、前記第２比較信号ＶＣＯＭ２を生成する。この時、前記第２フィードバックノードＮＦＢ２の電圧が上昇するにつれて、前記第２比較信号ＶＣＯＭ２の電圧レベルが下降する。

また、前記第２抵抗素子２４３ｃは、前記第２フィードバックノードＮＦＢ２と前記ベース電圧ＶＢＡＳとの間に形成される。

また、前記第３及び第４連結部２４５、２４７も前記第１連結部２４１及び第２連結部２４３と同一の構成及び作用効果を有するので、本明細書では、それに関する具体的な説明を省略する。

好ましくは、第１〜第４基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ４は、同一の電圧レベルである。

引き続いて、前記第１〜第４連結部２４１、２４３、２４５、２４７によって、各々の閉循環電流ループに含まれるＬＥＤモジュールで発生し得る過渡電流の低減過程を説明する。

まず、当該ＬＥＤモジュールのＬＥＤ素子の数が設計した値より小さい場合、あるいはＬＥＤ素子の自体抵抗が設計した値より小さい場合などでは、当該ＬＥＤモジュールに過渡電流が発生することができる。また、供給される交流電圧ＶＡＣが許容レベルより高くなり、前記整流電圧ＶＲＥＣが許容レベルより高くなる場合にも、当該ＬＥＤモジュールに過渡電流が発生することができる。

この場合には、当該フィードバックノードＮＦＢ１、ＮＦＢ２、ＮＦＢ３、ＮＦＢ４の電圧は、設計した値より高くなる。すると、当該比較信号ＶＣＯＭ１、ＶＣＯＭ２、ＶＣＯＭ３、ＶＣＯＭ４の電圧レベルが低くなり、当該スイッチング素子２４１ａ、２４３ａ、２４５ａ、２４７ａの抵抗成分が増加する。したがって、閉循環電流ループに含まれる前記ＬＥＤモジュールの過渡電流が低減される。

一方、本実施例では、前記第１〜第４連結部２４１、２４３、２４５、２４７のすべてが当該ＬＥＤモジュール２３１、２３３、２３５、２３７の過渡電流を低減するように駆動される。しかし、最後の連結部だけが当該ＬＥＤモジュールの過渡電流を低減するように駆動される例によっても、本発明の技術的思想が相当部分具現されることができることは当業者に自明である。

また、前記第１〜第４連結部２４１、２４３、２４５、２４７の一部だけが当該ＬＥＤモジュールの過渡電流を低減するように駆動される例によっても、本発明の技術的思想が相当部分具現されることができることは当業者に自明である。

本発明は、図面に示された一実施例を参照して説明したが、これは、例示的なものに過ぎず、この技術分野における通常の知識を有するなら、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解することができる。

例えば、本明細書には、ＬＥＤ発光ブロックに４個のＬＥＤモジュールが含まれる実施例が図示されて説明された。しかし、本発明の技術的思想は、ＬＥＤ発光ブロックに２または３個のＬＥＤモジュールまたは５個以上のＬＥＤモジュールを含む実施例によっても具現されることができることは当業者には自明な事実である。

また、本明細書では、前記整流器は、全波整流器の一種であるブリッジダイオードとして図示され説明される。しかし、本発明の技術的思想が交流電圧の負（−）の部分を除去する半波整流器によっても相当部分具現されることができることは当業者に自明である。

したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。

１００ＬＥＤ照明装置
１１０整流発生ブロック
１３０ＬＥＤ発光ブロック
１５０コントロールブロック１５０

Claims

ＬＥＤ照明装置において、
整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、ベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；
少なくとも第１〜第３ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１〜第３ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と前記ベース電圧との間に直列で連結される前記ＬＥＤ発光ブロックと；
所定の第１境界電圧以下の前記発光電圧差に対して、前記第１ＬＥＤモジュールが発光し、前記第２ＬＥＤモジュール及び前記第３ＬＥＤモジュールが消灯するように駆動され、前記第１境界電圧より高く且つ所定の第２境界電圧以下の前記発光電圧差に対して、前記第１及び前記第２ＬＥＤモジュールが発光し、前記第３ＬＥＤモジュールが消灯するように駆動され、前記第２境界電圧より高い前記発光電圧差に対して、前記第１〜第３ＬＥＤモジュールのすべてが発光するように前記ＬＥＤ発光ブロックを制御するコントロールブロックと；を備え、
前記ＬＥＤ発光ブロックは、
前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成される前記第１ＬＥＤモジュールと；
前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成される前記第２ＬＥＤモジュールと；
前記第２連結ノードと第３連結ノードとの間に形成される前記第３ＬＥＤモジュールであって、前記第３連結ノードが、前記ベース電圧に電気的に連結される前記第３ＬＥＤモジュールと；
第１制御信号に応答して、前記ベース電圧に前記第１連結ノードを電気的に連結する第１連結スイッチと；
第２制御信号に応答して、前記ベース電圧に前記第２連結ノードを電気的に連結する第２連結スイッチと；を備え
前記コントロールブロックは、
前記発光電圧差を感知し、前記発光電圧差の大きさに対応して論理状態が制御される前記第１制御信号及び前記第２制御信号を発生することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記ＬＥＤ発光ブロックは、
第３制御信号に応答して前記第３連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結する第３連結スイッチをさらに備え、
前記コントロールブロックは、
前記発光電圧差を感知し、前記発光電圧差に対応して論理状態が制御される前記第３制御信号をさらに発生することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
ＬＥＤ照明装置において、
整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、所定のベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；
第１及び第２連結部と、第１及び第２ＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュールが、前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成され、前記第１連結部が、第１制御信号に応答して前記第１連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結するように駆動され、前記第２連結部が、第２制御信号に応答して前記第２連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１及び第２ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動される前記ＬＥＤ発光ブロックと；
前記発光電圧差の大きさに対応する状態に制御される前記第１〜前記第３制御信号を発生するコントロールブロックと；を備え、
前記第２連結部は、
前記第２連結ノードとフィードバックノードとの間に形成されるスイッチング素子であって、比較信号の電圧によりコンダクタンスが制御される前記スイッチング素子と；
前記フィードバックノードの電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記比較信号を発生する比較素子と；
前記フィードバックノードと前記ベース電圧との間に形成される抵抗素子と；を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記スイッチング素子は、
前記比較信号にゲーティングされるゲート端子と、前記フィードバックノードに連結されるソース端子と、前記第２連結ノードに連結されるドレーン端子とを有するＮＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
ＬＥＤ照明装置において、
整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、所定のベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；
第１及び第２連結部と、第１及び第２ＬＥＤモジュールとを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュールが、前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成され、前記第１連結部が、第１制御信号に応答して前記第１連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動され、前記第２連結部が、第２制御信号に応答して前記第２連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１及び第２ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動される前記ＬＥＤ発光ブロックと；
前記発光電圧差の大きさに対応する状態に制御される前記第１及び前記第２制御信号を発生するコントロールブロックと；を備え、
前記第１連結部は、
前記第１連結ノードとフィードバックノードとの間に形成されるスイッチング素子であって、比較信号の電圧によりコンダクタンスが制御される前記スイッチング素子と；
前記フィードバックノードの電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記比較信号を発生する比較素子と；
前記フィードバックノードと前記ベース電圧との間に形成される抵抗素子と；を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記スイッチング素子は、
前記比較信号にゲーティングされるゲート端子と、前記フィードバックノードに連結されるソース端子と、前記第１連結ノードに連結されるドレーン端子とを有するＮＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明装置。
ＬＥＤ照明装置において、
整流電圧を発生する整流発生ブロックであって、前記整流電圧が、所定のベース電圧に対して一方向の発光電圧差を有する前記整流発生ブロックと；
第１及び第２連結部と、第１及び第２ＬＥＤモジュールとを含むＬＥＤ発光ブロックであって、前記第１ＬＥＤモジュールが、前記整流電圧と第１連結ノードとの間に形成され、前記第２ＬＥＤモジュールが、前記第１連結ノードと第２連結ノードとの間に形成され、前記第１連結部が、第１制御信号に応答して前記第１連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動され、前記第２連結部が、第２制御信号に応答して前記第２連結ノードを前記ベース電圧に電気的に連結し、且つ前記第１及び第２ＬＥＤモジュールの電流を調節するように駆動される前記ＬＥＤ発光ブロックと；
前記発光電圧差の大きさに対応する状態に制御される前記第１及び前記第２制御信号を発生するコントロールブロックと；を備え、
前記第２連結部は、
前記第２連結ノードとフィードバックノードとの間に形成されるスイッチング素子であって、比較信号の電圧によりコンダクタンスが制御される前記スイッチング素子と；
前記フィードバックノードの電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記比較信号を発生する比較素子と；
前記フィードバックノードと前記ベース電圧との間に形成される抵抗素子と；を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記スイッチング素子は、
前記比較信号にゲーティングされるゲート端子と、前記フィードバックノードに連結されるソース端子と、前記第２連結ノードに連結されるドレーン端子とを有するＮＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。