KR101473917B1 - Ｌｅｄ 조명기구 - Google Patents

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KR101473917B1
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

교류전원 직결형 LED(Light Emitting Diode) 조명 기기가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 조명기기는 교류전원에 연결되고, 전파 정류용 브릿지 다이오드로 구성되는 정류회로, 상기 정류회로와 제1 접속단을 통해 연결되어 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는, 적어도 하나의 LED로 구성되는 제1 LED 그룹, 상기 제1 LED 그룹과 상기 제1 접속단의 반대편 제2 접속단에 접속되는, 적어도 하나 이상의 LED로 구성되는 제2 LED 그룹, 상기 제2 LED 그룹과 상기 제2 접속단 반대편 제3 접속단에 접속되는 커패시터 C3, 상기 제2 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제1 스위치, 상기 제3 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제2 스위치 및 상기 C3의 상기 제2 접속단 반대편 제4 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제3 스위치를 포함하되, 상기 제1 접속단과 상기 제3 접속단은 제1 접속단으로부터 제3 접속단 방향으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 블로킹 다이오드를 통하여 연결된다.

Description

ＬＥＤ 조명기구{light emitting diode lighting apparatus}
본 발명은 LED 조명기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 깜빡임 현상을 개선한, AC 전원을 사용하는 LED 조명기구에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. LED의 발광원리는 전계 발광 효과를 이용하고 있고, 그 수명도 백열등에 비하여 상대적으로 긴 장점을 가지고 있다. 발광색은 사용되는 재료에 따라서 다양하며 자외선 영역에서 가시광선, 적외선 영역까지 발광할 수 있다. 이러한 LED의 장점으로 인해 LED는 다양한 방면에 활용되고 있으며 특히 일정한 전압을 바탕으로 공급되는 전류를 변화시켜 밝기를 조정하거나, 전류를 감지하여 일정 전류를 흐르도록 하는 전류제어방식을 이용하여 LED의 밝기를 조절할 수 있어 조명기기로서 널리 이용되고 있다.
통상, LED 조명기기는 AC/DC 컨버터(Converter)를 이용한 DC 출력전원을 이용하는 DC 전원 이용 방식과, AC 전원을 직접 입력하여 고주파 스위칭 내지는 맥류를 직접 사용하는 AC 직결형 방식으로 크게 구분할 수 있다. 최근에는 LED 조명기기의 무게, 공간 및 가격에 대한 개선 요구가 많아짐에 따라, 중량이 무겁고 공간을 상대적으로 더 차지하는 DC 전원 방식 보다는 구동회로가 간단한 AC 직결형 방식에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그런데, AC 전원을 사용하는 경우 깜빡임(flicker) 현상이 발생하는 문제가 있다. 이러한 깜빡임 현상은 AC 전원의 주기적인 전류변화에 의한 밝기변화에 의해 유발되는 것으로서 사람의 눈에 24 Hz 이상의 경우는 착시현상으로 인해 구분이 힘드나, 카메라와 같은 기기의 경우, 초당 24 프레임 정도로 화면을 중첩형태로 디스플레이되면서, 이러한 전류변화에 따른 음영영역이 줄무늬 형태로 나타나는 현상이 발생한다.
이러한 깜빡임 현상은 거리에 반비례하여 그 레벨이 현저하게 줄어들 수 있는 것으로, 보통 일반 조명으로 사용하는 경우 사용자들이 육안으로 두드러지게 느끼지는 못하지만, 깜빡임 현상이 발생되는 조명 기기를 사용자가 장시간 사용하게 되는 경우에는 눈의 피로감을 느끼게 될 뿐만 아니라, 깜빡임에 의해 노출되는 주변의 실내 상태에 의해 사용자의 심리 상태에도 안 좋은 영향을 끼칠 가능성이 있다. 따라서, AC 전원을 이용하는 LED 조명기구가 다양한 분야의 조명에 적용될 수 있도록 하기 위하여 깜빡임 현상의 개선이 필요하다.
국내 공개 특허 제 10-2010-0063648호 (2010. 06. 11)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 교류 전원을 사용하는, 깜빡임 현상을 개선한 LED 조명을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 교류 전압에 비례하여 증가하는 LED 사용 개수를 줄여 구현 비용을 감소시킨 LED 조명을 제공하는 것이다.
교류전원 직결형 LED(Light Emitting Diode) 조명 기기가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 조명기기는 교류전원에 연결되고, 전파 정류용 브릿지 다이오드로 구성되는 정류회로, 상기 정류회로와 제1 접속단을 통해 연결되어 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는, 적어도 하나의 LED로 구성되는 제1 LED 그룹, 상기 제1 LED 그룹과 상기 제1 접속단의 반대편 제2 접속단에 접속되는, 적어도 하나 이상의 LED로 구성되는 제2 LED 그룹, 상기 제2 LED 그룹과 상기 제2 접속단 반대편 제3 접속단에 접속되는 커패시터 C3, 상기 제2 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제1 스위치, 상기 제3 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제2 스위치 및 상기 C3의 상기 제2 접속단 반대편 제4 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제3 스위치를 포함하되, 상기 제1 접속단과 상기 제3 접속단은 제1 접속단으로부터 제3 접속단 방향으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 블로킹 다이오드를 통하여 연결된다.
상기 제1 LED 그룹에는 상기 제1 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는 구간에서 상기 교류 전원에 의해 충전되고, 상기 제1 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받지 못하는 구간에서 방전하여 상기 제1 LED 그룹에 전류를 공급하는 커패시터 C1이 병렬 연결되고, 상기 제2 LED 그룹에는 상기 제2 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는 구간에서 상기 교류 전원에 의해 충전되고, 상기 제2 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받지 못하는 구간에서 방전하여 상기 제2 LED 그룹에 전류를 공급하는 커패시터 C2이 병렬 연결될 수 있다.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는 상기 교류전원에 의해 인가되는 교류 전류 크기의 주기적인 변화에 따라 순차적으로 개폐되어, 상기 제1 LED 그룹, 상기 제2 LED 그룹 및 상기 C3에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
상기 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 수는 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수는 서로 다르며, 상기 C3의 용량은 상기 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 수 및 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수에 의해 결정될 수 있다.
교류전원을 LED 조명기구의 전원으로 사용하여 AC/DC 컨버터를 이용하지 아니하여 조명기구의 경량화 및 소형화를 이룰 수 있으며, AC 전원을 사용할 때 발생할 수 있는 깜빡임 현상을 개선하여 조명의 깜빡임 현상으로 인해 발생하는 문제점을 해소할 수 있다. 더불어 LED 그룹의 수와 각 LED 그룹에 속하는 LED의 수를 조절하여 조명기구의 광속, 역률, 왜율을 효과적으로 조절할 수 있다.
도 1은 AC 직결형 LED 조명기구의 회로 구성의 일례를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 회로에 AC 전원이 인가되었을 때 AC 전원 양단에 걸리는 전압 VAC과 흐르는 전류 IAC를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 회로를 구현하였을 때 얻어진 AC 전류 파형 및 각 LED 그룹의 파형을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조명기구 회로 구성의 일례이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 조명기구 회로의 전원 파형 변화에 따른 동작을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명기구 회로에서 주요부의 전압, 전류를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 AC 직결형 LED 조명기구의 회로 구성의 일례를 나타낸 것이다.
LED 조명은 AC 전원에 연결되어 교류전원을 정류하는 정류회로와 적어도 하나 이상의 LED 그룹으로 구성될 수 있다. LED 그룹은 다시 적어도 하나 이상의 LED를 포함한다.
도 1의 예에서 D1, D2, D3, D4로 구성된 다이오드 브리지는 정류회로의 일례이다. 도 1의 다이오드 브리지는 전파 정류 회로로서 교류 전원의 입력을 받아 맥류를 출력한다. 도 1의 GR1, GR2 및 GR3은 각각 LED 그룹을 의미하며 적어도 하나 이상의 LED를 포함한다. 도 1은 GR1, GR2 및 GR3의 3개의 LED 그룹으로 구성된 경우의 예로 이는 일 실시예에 불과하며, 이하에서도 설명의 편의를 위하여 2개 또는 3개의 LED 그룹을 갖는 LED 조명기구를 예로 하여 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 LED 조명을 구성하는 LED 그룹의 수에는 특별한 제한이 없다.
도 1의 예에서 GR1, GR2 및 GR3 각각에는 각각의 LED 그룹에 흐르는 전류를 제어하는 스위치 SW1, SW2 및 SW3이 연결되어 있다. SW1, SW2 및 SW3은 스위칭 제어회로에 의해 각각의 AC 전압의 크기에 따라 순차적으로 단락되도록 제어되거나, 스위치에 흐르는 전류를 감지하여 흐르는 전류의 크기에 따라 각각의 스위치가 개방 또는 단락되도록 제어될 수 있다. 실시예에 따라서는 AC 전압의 제로 크로싱 감지후 시간에 따라 순차적으로 개방/단락 되도록 제어될 수 있다. 각각의 LED 그룹에 흐르는 전류를 제어하는 스위치 SW1, SW2 및 SW3는 하나의 칩으로 구현된 LED 드라이버일 수 있다.
도 2는 도 1의 회로에 AC 전원이 인가되었을 때 AC 전원 양단에 걸리는 전압 VAC과 흐르는 전류 IAC를 나타낸 것이다. 3개의 LED 그룹 GR1, GR2 및 GR3와 각각의 LED 그룹에 흐르는 전류를 제어하는 SW1, SW2 및 SW3의 제어에 따라 전류의 파형이 변화될 수 있다. 도 2의 예는 각각의 스위치의 제어에 따라 IAC가 3단계의 크기를 갖는 계단형 파형을 띈 경우를 예시한다.
본 발명의 실시예에 따른 조명기구는 LED 그룹의 수, 각각의 LED 그룹을 구성하는 LED의 수, 각 LED 그룹의 전류를 제어하는 스위치의 제어를 통해서 전류 IAC의 왜율(Total Harmonic Distortion, THD) ITHD과 조명기구의 역률을 조절할 수 있다. 다만, 도 2의 IAC 파형에서 IAC=0인 구간이 존재하고 이는 조명기구의 각 LED 그룹에 흐르는 전류의 불연속을 초래하여 결과적으로 조명기구의 깜빡거림을 유발한다.
도 3 및 도 4는 도 1의 회로를 구현하였을 때 얻어진 AC 전류 파형 및 각 LED 그룹의 파형을 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4에서 점선의 타원으로 표시된 부분은 각 LED 그룹에 흐르는 전류가 불연속인 구간을 나타내며 결과적으로 LED 조명의 깜빡거림을 초래하게 된다. 이하에서 깜빡거림을 개선한 조명기구를 본 발명의 다른 실시예를 도면과 함께 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구 회로 구성의 일례이다.
도 5의 회로를 도 1의 회로와 비교하면, 각각의 LED 그룹에 보조 전원이 연결되어 있다는 점, 직렬 연결된 LED 그룹의 마지막 단은 LED 그룹을 대신하여 보조 전원이 연결되고 LED 그룹을 대신한 보조전원은 정류회로에 연결된 첫번째 LED 그룹에 연결된다는 점 및 LED 그룹간 전류의 역류를 방지하는 블로킹 다이오드가 포함된다는 차별점을 갖는다.
도 5의 회로에서 LED 그룹과 보조전원에 연결된 스위치는 스위칭을 통해 전류를 제어한다. 스위치 제어는 상술한 다양한 방법에 의해 제어될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 조명기구 회로의 전원 파형 변화에 따른 동작을 나타낸 것이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명기구 회로에서 주요부의 전압, 전류를 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 도 5의 회로의 동작을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
도 6은 VAC 전압이 GR1의 문턱전압 Vfa 보다 작은 경우, 회로의 동작을 나타낸 것이다. 점선은 전류의 흐름을 나타낸 것이다. 도 10에서 'A' 구간이 그 일례가 될 수 있다. VAC 전압이 제로 크로싱 후 GR1의 문턱전압 Vfa에 이르지 못한 경우 교류 전압은 LED 그룹에 적정한 전압을 제공하지 못하며, 이때에 보조 전원 C3가 전압원으로서 기능하여 GR1에 전류를 흘려 GR1을 발광하도록 한다. 마찬가지로 보조전원 C1, C2는 각각 병렬연결된 LED 그룹 GR1 및 GR2에 대한 전원으로 기능하여 GR1 및 GR2를 발광시킨다.
이후 VAC전압이 상승하여 GR1의 문턱전압 Vfa 보다 커지면 교류 전원이 GR1 및 C1에 인가되어 전류는 GR1으로 흐르며, GR1의 LED가 발광한다. 도 7 및 도 10의 'B' 구간은 이를 나타낸다. 이때 C1은 충전되며 C2는 병렬 연결된 GR2에 대한 전원으로 기능하여 GR2를 발광시킨다.
도 8 및 도 10의 'C' 구간과 같이, VAC전압이 더 상승하여 GR1 + GR2의 문턱전압 Vfb보다 커지면 SW2에 전류가 흐르게 되고 SW2의 전류는 GR1, GR2로 흐르며, GR1 및 GR2의 LED가 발광한다. SW2가 단락되어 전류가 흐르면 SW1은 개방된다. 이때 C1 및 C2는 교류 전원에 의해 충전될 수 있다.
도 9 및 도 10의 'D' 구간과 같이 VAC전압이 더 상승하여 GR1 + GR2의 문턱전압 Vfb와 C3의 전압 VC3의 합보다 커지면 SW3에 전류가 흐르게 되고 SW3의 전류는 GR1, GR2로 흘러 GR1 및 GR2를 발광시키며 C1, C2, C3를 충전한다. SW3에 전류가 흐르면 전류감지 신호를 통하여 SW2는 개방된다.
도 10의 'E' 구간과 같이 VAC전압이 최고점을 지나 Vfb+VC3 보다 낮아지면 SW3는 개방되고 다시 SW2가 단락되어 SW2의 전류가 GR1 및 GR2를 통해 흐르며, GR1 및 GR2의 LED가 발광한다. 이때의 회로의 동작은 도 8과 같다.
도 10의 'F' 구간과 같이 VAC전압이 GR1 + GR2의 문턱전압 Vfb보다 낮아지면 SW2는 개방되고 다시 SW1이 단락되어 SW1의 전류가 GR1을 통해 흐르며, GR1의 LED가 발광한다. 이때의 회로의 동작은 도 7과 같다.
VAC전압이 GR1의 문턱전압 Vfa보다 낮아지면 SW1은 개방되어 SW1, SW2 및, SW3 모두 개방된 상태가 된다. 이 때 SW1의 단락/개방 여부와 관계없이 SW1에 전류가 흐르지 아니하므로 실시예에 따라서는 이 경우 SW1을 개방하지 아니하고 단락 상태를 유지하도록 할 수 있다. 이때, GR1 및 GR2에 병렬 연결된 보조 전원 C1 및 C2와 C3 중 적어도 어느 하나의 보조 전원이 동작하여 자신과 병렬 연결된 LED 그룹(C3의 경우 GR1)에 전원을 공급하여 해당 LED 그룹의 LED를 발광시킨다.
이후 다시 VAC전압이 상승하여 GR1의 문턱전압 Vfa 보다 커지면 SW1이 단락되고(상술한 다른 실시예와 같이 SW1이 개방되지 아니하고 단락상태가 유지되는 경우라면 SW1을 단락시키는 제어는 불필요하다.) SW1의 전류는 GR1으로 흐르며, GR1의 LED가 발광하고 상술한 단계가 반복된다.
상술한 회로의 동작에 의하면 스위치가 모두 개방되어 각각의 LED 그룹에 전원이 공급되지 아니하는 경우(달리 표현하여 교류전원에 의해 제공되는 교류전압의 순시치가 작아 LED 그룹에 전원을 제공하지 못하는 경우) 보조 전원 C1, C2, C3에 의해 LED 그룹에 전류가 흐르도록 하여 해당 LED 그룹의 LED를 발광시킬 수 있어 결과적으로 조명기구의 깜빡거림을 개선할 수 있다.
도 5의 예에서 보조 전원 C1, C2 및 C3는 SW1, SW2 및 SW3의 동작 제어에 연계되어 제어되며, 실시예에 따라 독립 전원 또는 종속 전원으로 구성될 수 있다.
상술한 예에서 보조 전원은 수동 소자인 커패시터로 구성되었으나, 이는 예시에 불과하며 교류전원이 LED 그룹에 전원을 공급하지 못할 때 LED 그룹에 전원을 공급하는 전원 공급 회로로 대체 가능하다. 도 5의 예와 같이, 보조 전원이 커패시터로 구성될 때, 커패시터는 자신과 병렬로 연결된 LED 그룹에 전류가 흐를 때 해당 LED 그룹의 양단에 걸리는 전압에 의해 충전되고 해당 LED 그룹에 전류가 흐르지 아니하는 경우 방전을 시작하여 해당 LED 그룹에 전류가 흐르도록 할 수 있다.
도 5의 회로에서 D5, D7는 보조 전원 C2, C3의 역전압을 방지하기 위한 블로킹 다이오드이다. 상술한 바와 같이 LED 그룹의 수, 각각의 LED 그룹을 구성하는 LED 개수는 역율, 광속(luminous flux) 및 왜율 ITHD를 고려하여 다양하게 구성할 수 있다. 각 LED 그룹에 속하는 LED의 수는 같거나 다르게 할 수 있고, 실시예에 따라 순차적으로 증가하거나 감소하는 구조를 가질 수 있으며, 스위치에서의 전력손실을 최소화 하기 위해 각 LED 그룹을 구성하는 LED의 수는 AC전압에 비례하도록 결정할 수 있다.
일례로, LED개수가 GR1>GR2>GR3라면 상대적으로 높은 광속을 얻을 수 있지만 역율 감소, ITHD는 증가된다. ITHD 개선을 위해 각각의 스위치 전류는 I_SW1 =< I_SW2 =< I_SW3로 설정할 수 있다.
도 5의 회로에서 C3는 상술한 바와 같이 교류 전원이 LED 그룹에 전원을 공급하지 못하는 구간에서 전원으로 기능하여 LED 그룹에 전류를 흘려 LED 조명의 깜빡임을 방지하는 기능 이외에 GR1 및 GR2를 구성하는 LED의 수를 조정하는 기능을 수행할 수 있다.
상술한 예에서 C3가 충전되는 전압 VC3는 교류전원의 전압 VAC에서 GR1 및 GR2의 문턱전압을 감하여 얻을 수 있다. 즉, VC3는 대략 VC3=VAC-Vfb, VAC= VC3+Vfb 이다. 이는 VAC에서 Vfb 만큼의 전압강하는 GR1 및 GR2에 의해 이루어지며, VC3에 해당하는 만큼의 전압 강하는 보저전원 C3에 의해 이루어짐을 의미한다. 즉, C3는 SW3의 제어에 따라 LED 그룹을 대신하여 조명기구에 적용된 LED 그룹과 함께 VAC의 순시치 변화에 적응적으로 기능할 수 있도록 한다. C3는 VC3의 전압 강하를 일으키는 적어도 하나의 LED 그룹을 대체하므로 결과적으로 LED 조명에 적용되는 LED 그룹의 수와 LED의 수를 줄여 회로의 역율과 왜율을 개선함과 동시에 구현 비용을 줄 일 수 있다.
일반적으로 VAC가 일정할 때(rms 값), VC3는 Vfb에 의해 결정될 수 있다. Vfb는 GR1 및 GR2의 문턱전압이므로 GR1 및 GR2의 LED의 수에 따라 결정되고, 결과적으로 VC3는 GR1 및 GR2의 LED의 수에 따라 조절될 수 있다.
VC3는 C3가 보조전원으로 기능할 때(VAC가 Vfa보다 작을 때), GR1 또는 GR1, GR2에 전류를 공급할 수 있어야 하므로 Vfa 또는 Vfb 이상으로 충전되어야 한다. 또한 교류전원에 의해 전류가 공급되지 아니하는 구간 동안 끊임없이 GR1, GR2에 전류를 공급할 수 있도록 C1, C2, C3의 용량이 결정되어야 하며, 이 또한 GR1 및 GR2의 LED의 수에 따라 결정될 수 있다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (4)

  1. 교류전원 직결형 LED(Light Emitting Diode) 조명 기기에 있어서,
    교류전원에 연결되고, 전파 정류용 브릿지 다이오드로 구성되는 정류회로;
    상기 정류회로와 제1 접속단을 통해 연결되어 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는, 적어도 하나의 LED로 구성되는 제1 LED 그룹;
    상기 제1 LED 그룹과 상기 제1 접속단의 반대편 제2 접속단에 접속되는, 적어도 하나 이상의 LED로 구성되는 제2 LED 그룹;
    상기 제2 LED 그룹과 상기 제2 접속단 반대편 제3 접속단에 접속되는 커패시터 C3;
    상기 제2 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제1 스위치;
    상기 제3 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제2 스위치; 및
    상기 C3의 상기 제2 접속단 반대편 제4 접속단과 접지단과의 연결을 개폐하는 제3 스위치;를 포함하되,
    상기 제1 접속단과 상기 제3 접속단은 제1 접속단으로부터 제3 접속단 방향으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 블로킹 다이오드를 통하여 연결된 것을 특징으로 하는 교류전원 직결형 LED 조명 기기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹에는 상기 제1 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는 구간에서 상기 교류 전원에 의해 충전되고, 상기 제1 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받지 못하는 구간에서 방전하여 상기 제1 LED 그룹에 전류를 공급하는 커패시터 C1이 병렬 연결되고,
    상기 제2 LED 그룹에는 상기 제2 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받는 구간에서 상기 교류 전원에 의해 충전되고, 상기 제2 LED 그룹이 상기 교류전원으로부터 전류를 공급받지 못하는 구간에서 방전하여 상기 제2 LED 그룹에 전류를 공급하는 커패시터 C2이 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 교류전원 직결형 LED 조명 기기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는 상기 교류전원에 의해 인가되는 교류 전류 크기의 주기적인 변화에 따라 순차적으로 개폐되어, 상기 제1 LED 그룹, 상기 제2 LED 그룹 및 상기 C3에 흐르는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 교류전원 직결형 LED 조명 기기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 수와 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수는 서로 다르며,
    상기 C3의 용량은 상기 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 수 및 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 교류전원 직결형 LED 조명 기기.
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