KR102246647B1 - 교류구동 발광소자의 조명장치 - Google Patents

교류구동 발광소자의 조명장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102246647B1
KR102246647B1 KR1020140071474A KR20140071474A KR102246647B1 KR 102246647 B1 KR102246647 B1 KR 102246647B1 KR 1020140071474 A KR1020140071474 A KR 1020140071474A KR 20140071474 A KR20140071474 A KR 20140071474A KR 102246647 B1 KR102246647 B1 KR 102246647B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
emitting device
driving
light emitting
dimming level
light
Prior art date
Application number
KR1020140071474A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150142898A (ko
Inventor
이형진
강현구
한상욱
Original Assignee
서울반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=54833789&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR102246647(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 서울반도체 주식회사 filed Critical 서울반도체 주식회사
Priority to KR1020140071474A priority Critical patent/KR102246647B1/ko
Priority to DE202015009356.6U priority patent/DE202015009356U1/de
Priority to US15/317,737 priority patent/US10080267B2/en
Priority to PCT/KR2015/005606 priority patent/WO2015190746A1/ko
Priority to EP15806981.5A priority patent/EP3157307B1/en
Priority to CN201580031480.0A priority patent/CN106465519B/zh
Publication of KR20150142898A publication Critical patent/KR20150142898A/ko
Priority to US15/438,737 priority patent/US9807828B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102246647B1 publication Critical patent/KR102246647B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/357—Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
    • H05B45/3574—Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps
    • H05B45/3575—Emulating the electrical or functional characteristics of incandescent lamps by means of dummy loads or bleeder circuits, e.g. for dimmers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/041—Controlling the light-intensity of the source
    • H05B39/044—Controlling the light-intensity of the source continuously

Abstract

본 발명은 조광이 가능한 교류구동 발광소자 조명장치가 개시된다.
개시된 본 발명의 교류구동 발광소자의 조명장치는 선택된 조광수준에 따라 교류전원의 위상을 변조하여 변조된 교류전압을 생성하는 트라이악 조광기와, 트라이악 조광기로부터 위상이 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성하는 정류부와, 구동전압에 따라 조광수준을 검출하는 조광수준 검출부와, 검출된 조광수준과 비교하기 위한 위상 변조 기준값을 설정하는 위상 변조 기준 설정부 및 검출된 조광수준과 위상 변조 기준값을 비교하여 복수의 발광소자 그룹을 정전류 제어하는 발광소자 구동모듈을 포함하고, 발광소자 구동모듈은 조광수준이 위상 변조 기준값보다 낮은 경우 복수의 발광소자 그룹으로 공급되는 하는 구동전류를 차단하는 발광소자 전류 차단부를 포함한다.
따라서, 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값 미만의 조광수준에서 복수의 발광소자 그룹 전체의 구동전류를 차단하여 플리커를 방지할 수 있고, 트라이악 조광기의 특성에 따라 변동되는 조광특성을 개선하여 조광기의 호환성을 향상시킬 수 있다.

Description

교류구동 발광소자의 조명장치{AC DRIVEN LED LUMINESCENT APPARUTUS}
본 발명은 조광(Dimmable)용 교류구동 발광소자(LED)의 조명장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 위상 제어를 이용해 조광제어를 수행하되 트라이악(TRIAC) 조광기(Dimmer)를 이용하여 조광수준(Dimming Level)의 전 구간에서 이상적이고 안정적인 조광수준의 변화를 나타내는 교류구동 발광소자의 조명 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 트라이악 조광기의 호환성을 향상시킬 수 있는 교류구동 발광소자의 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광소자와 같은 발광용 2극(Diode) 소자는 다이오드 특성에 의해 직류(DC) 전원에서만 구동할 수 있었다. 이에 종래의 발광소자를 이용한 발광 장치는 그 사용이 제한적일 뿐 아니라, 현재 가정에서 사용하는 교류(AC) 220V의 전원에서 사용하기 위해서는 스위칭 전원(SMPS)와 같은 별도의 회로를 포함하여야 한다. 이에 따라 발광 장치의 회로가 복잡해지고, 이의 제작 단가가 높아지게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다수의 발광 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 AC전원에서도 구동할 수 있는 발광소자에 관한 연구가 활발히 진행 중이다.
전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 교류전원을 이용한 발광소자의 순차구동 방식이 제안되었다. 이러한 순차구동 방식에 따르면, 3개의 발광소자 그룹들을 포함하고 있는 조명장치를 가정할 때, 입력전압이 시간에 따라 증가하는 상황에서, 제1 단 구동구간에서 제1 발광소자 그룹이 먼저 발광을 시작하고, 제1 단 구동구간보다 높은 구동전압의 제2 단 구동구간에서 제2 발광소자 그룹이 제1 발광소자 그룹과 직렬로 연결되어 제1 및 제2 발광소자 그룹이 발광하고, 제2 단 구동구간보다 높은 구동전압의 제3 단 구동구간에서 제1 내지 제4 발광소자 그룹이 발광한다. 또한, 구동전압이 시간에 따라 감소하는 상황에서, 상기 제2 단 구동구간에서 제3 발광소자 그룹이 먼저 발광을 중지하고, 제1 단 구동구간에서 제2 발광소자 그룹이 발광을 중지하며, 제1 단 구동구간보다 낮은 구동전압에서 제1 발광소자 그룹이 마지막으로 발광을 중지함으로써, 발광소자 구동전류가 입력전압에 근사하도록 설계된다.
한편, 발광소자의 조광제어(Dimming Control)는 인가되는 공급전압에 따라 발광소자 조명장치의 광속(Luminescent Flux) 또는 조도(Lux) 즉 일반으로 광원의 밝기(Brightness)가 변화되는 것을 지칭하며, 조광가능(Dimmable) 광원은 조명장치에서 이러한 조도 제어기능을 수행하는 장치를 의미한다. 이러한 발광소자 조광장치(Dimmable System)는, 발광소자 조명장치의 소비전력을 절감하고, 효율적인 동작을 위해 발광소자 조명장치에서 구비된다. 특히, 발광소자에서 지속적인 발광 동작으로 인해 발생되는 열은 조명 동작의 품질과 효율을 저하시키는 일 요인이 된다. 따라서, 사용자의 요구를 반영하고 동시에 소모 전력의 절감을 위하여, 조광 기능을 발광소자 조명장치에 부가하는 것이 일반화되고 있다. 조광 기능이 부가된 발광소자 조명장치에 있어, 전술한 바와 같은 직류 전원을 사용하는 발광소자 조명장치의 경우 스위칭 전원(SMPS)를 이용하여 교류전원을 직류으로 변환하여 발광소자 조명장치를 구동하므로 상대적으로 조광이 용이하여 어느 정도의 조광제어 특성을 기대할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같은 교류 구동 발광소자 조명장치의 경우, 교류전원을 정류(Rectifying)한 전압 만으로 발광소자(발광소자를 구동하므로 조광 기능의 구현이 용이하지 않고, 조광 제어에 있어 선형성을 확보하기 힘들다는 문제점이 있다. 특히, 순차구동 방식의 교류구동 발광소자의 조광장치는 구동 전압의 크기에 따라 발광되는 발광소자 그룹의 수가 변경되는 시점(예를 들면, 4단 구동에서 3단 구동으로 변화하는 시점, 3단 구동에서 2단 구동으로 변화하는 시점 등)에서 교류전원 공급선과 조광장치(Dimmer)의 내부저항(Internal Impedance)으로 다음 단계의 점등 혹은 소등과 동시에 일시적으로 전원전압이 내려가거나 올라가는 현상으로 구동전압이 흔들리므로 불안정한 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 즉, 종래기술에 따른 조광 기능을 구비한 교류 구동 발광소자 조명장치의 경우, 조광 레벨의 전 구간에서 이상적인 조도변경 특성을 내지 못하며, 일부 조광제어 구간에서 불규칙하게 광속이 변화하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명은 조광수준의 전 구간에 걸쳐 이상적인 조광특성을 갖는 교류구동 발광소자의 조명장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 위상제어(Phase cut control)를 이용해 조광제어를 수행하도록 구성된 트라이악(TRIAC) 조광기와 연동하여 매우 양호한 조광 특성을 나타내는 교류구동 발광소자의 조명장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 발광소자 그룹들의 순차 구동시 점등과 소등을 반복하는 흔들림 현상을 개선한 교류구동 발광소자의 조명장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 낮은 조광수준에서 발생하는 불균일한 조광특성을 개선하는 교류구동 발광소자의 조명장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교류구동 발광소자의 조명장치는 선택된 조광수준에 따라 교류전원의 위상을 변조하여 변조된 교류전압을 생성하는 트라이악 조광기; 상기 트라이악 조광기로부터 위상이 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성하는 정류부; 상기 구동전압에 따라 조광수준을 검출하는 조광수준 검출부;
검출된 상기 조광수준과 비교하기 위한 위상 변조 기준값을 설정하는 위상 변조 기준 설정부; 및 검출된 상기 조광수준과 상기 위상 변조 기준값을 비교하여 복수의 발광소자 그룹을 정전류 제어하는 발광소자 구동모듈을 포함하고,
상기 발광소자 구동모듈은 상기 조광수준이 상기 위상 변조 기준값보다 낮은 경우 상기 복수의 발광소자 그룹으로 공급되는 하는 구동전류를 차단하는 발광소자 전류 차단부를 포함한다.
따라서, 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값 미만의 조광수준에서 복수의 발광소자 그룹 전체의 구동전류를 차단하여 플리커를 방지할 수 있다. 특히, 본 발명은 순차구동되는 복수의 발광소자 그룹에 있어서, 최대 구동구간에서 하나의 그룹씩 소등되는 구간(최대 4단 구동구간을 기준으로 4단 구동구간 및 3단 구동구간)에서 발생하는 플리커를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값에 의해 발광소자 그룹 전체의 구동전류를 차단함으로써, 트라이악 조광기의 특성에 따라 변동되는 조광특성을 개선하여 조광기의 호환성을 향상시킬 수 있다.
상기 복수의 발광소자 그룹은 제1 내지 제n 단 구동구간으로 순차적으로 구동된다.
상기 위상 변조 기준값은 상기 복수의 발광소자 그룹 전체가 구동되는 상기 제n 단 구동구간 내에 설정된다.
상기 발광소자 전류 차단부는 상기 복수의 발광소자 그룹 전체에 공급되는 구동전류를 동시에 차단한다.
상기 발광소자 구동모듈은 검출된 상기 조광수준과 상기 위상 변조 기준값을 비교하는 비교부를 더 포함한다.
상기 발광소자 구동전류 설정부는 조광수준에 따라 상기 복수의 발광소자 그룹의 구동전류 크기를 제어하는 구동전류 제어부를 더 포함한다.
상기 구동전류 제어부는 상기 조광수준에 따라 비례하게 미리 설정된 구동전류 레지스터를 포함한다.
상기 트라이악 조광기와 상기 정류부 사이에 연결되어, 상기 교류전원 입력으로 또는 정류전압 출력으로 트라이악(TRIAC) 점호전류(Trigger Current)를 흘려주거나 또는 의사부하(Dummy Load)로 작동하는 점호전류 유지회로를 더 포함한다.
상기 점호전류 유지회로는 블리더 회로(Bleeder Circuit)일 수 있다.
본 발명은 조광수준의 전 구간에 걸쳐 부드러운 조광 특성을 나타내는 교류구동 발광소자 조명장치를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 위상제어를 이용해 조광제어를 수행하도록 구성된 트라이악 조광기와 연동하여 양호한 조광 특성을 나타내는 교류구동 발광소자 조명장치를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광소자 그룹들의 순차 구동시 불규칙한 흔들림 현상을 개선한 교류구동 발광소자 조명장치를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 조광수준에 따라 위상 제어된 구동전압과 크기가 조정된 발광소자 구동전류를 함께 이용하여 보다 효율적으로 조광제어를 수행하는 교류구동 발광소자 조명장치를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값 미만의 조광수준에서 제1 내지 제4 발광소자 그룹 전체의 구동전류를 차단하여 플리커를 포함한 불균일한 휘도를 방지할 수 있다. 특히, 본 발명은 순차구동되는 복수의 발광소자 그룹에 있어서, 최대 구동구간에서 하나의 그룹씩 소등되는 구간(최대 4단 구동구간을 기준으로 4단 구동구간 및 3단 구동구간)에서 발생하는 플리커 및 불균일한 조광특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값을 기준으로 제1 내지 제4 발광소자 그룹 전체의 구동전류를 차단함으로써, 트라이악 조광기의 특성에 따라 변동되는 조광특성을 개선하여 조광기의 호환성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류구동 발광소자의 조명장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류구동 발광소자의 조명장치의 구동방법을 도시한 순서도이다.
도 3 및 도 4는 조광수준에 따른 발광소자 구동전압과 구동전류의 관계를 나타낸 파형도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당 업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구 항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구 항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 용어 '발광소자 그룹'란 복수의 발광소자들(또는 복수의 발광 셀들)이 직렬/병렬/직병렬로 연결되어, 발광소자 구동모듈의 제어에 따라 하나의 단위로서 동작이 제어되는(즉, 같이 점등/소등되는) 발광소자들의 집합을 의미한다.
또한, 용어 '발광소자 구동모듈'란 교류전압을 받아 발광소자를 구동 및 제어하는 모듈을 의미하며, 본 명세서 내에서 정류전압을 이용해 발광소자의 구동을 제어하는 실시예를 기준으로 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 포괄적이고 광의적으로 해석되어야 한다.
또한, 용어 '제1 순방향 전압 레벨'은 제1 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미하며, 용어 '제2 순방향 전압 레벨'은 직렬로 연결된 제1 발광소자 그룹 및 제 2 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미하고, 용어 '제3 순방향 전압 레벨'은 직렬로 연결된 제1 내지 제3 발광소자 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 즉, '제n 순방향 전압 레벨'은 직렬로 연결된 제1 내지 제n 발광소자 그룹들을 구동할 수 있는 임계 전압레벨을 의미한다. 한편, 발광소자 그룹별 순방향 전압레벨은 발광소자 그룹을 구성하는 발광소자들의 수/특성에 따라 동일하거나, 또는 상이할 수 있다.
또한, 용어 '순차구동 방식'란, 시간에 따라 크기가 변화하는 입력전압을 받아 발광소자를 구동하는 발광소자 구동모듈에 있어, 인가되는 입력전압의 증가에 따라 복수의 발광소자 그룹들을 순차적으로 발광시키고, 인가되는 입력전압의 감소에 따라 복수의 발광소자 그룹들을 순차적으로 소등시키는 구동방식을 의미한다.
또한, 용어 '제1 단 구동구간'란, 제1 발광소자 그룹만이 발광하는 시간구간을 의미하며, 용어 '제2 단 구동구간'란, 제1 발광소자 그룹 및 제2 발광소자 그룹만이 발광하는 시간구간을 의미한다. 따라서, '제n 단 구동구간'란 제1 발광소자 그룹 내지 제n 발광소자 그룹이 모두 발광하되, 제(n+1) 발광소자 그룹 이상의 그룹은 발광하지 않는 시간구간을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류구동 발광소자의 조명장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류구동 발광소자의 조명장치의 구동방법을 도시한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 교류구동 발광소자의 조명장치는 트라이악 조광기(100), 점호전류 유지회로(105), 정류부(120), 조광수준 검출부(140), 위상 변조 기준 설정부(150), 발광소자 구동모듈(200) 및 발광소자 발광부(300)를 포함한다.
상기 트라이악 조광기(100)는 교류전압원으로부터 교류전압(VAC)을 입력 받고, 입력된 교류전압(VAC)을 사용자의 조작에 의해 선택된 조광수준에 따라 위상이 변조된 교류전압을 생성한다. 상기 트라이악 조광기(100)는 사용자로부터 선택된 조광수준에 따라 교류전압(VAC)을 위상 변조(phase cut)함으로써 위상 제어된 교류전압을 생성한다. 트라이악 조광기는 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 점호전류 유지회로(105)는 트라이악 조광기(100)와 정류부(120) 사이에 연결되고, 교류전원 입력으로 또는 정류전압 출력으로 트라이악 점호전류를 흘려주거나 또는 의사부하(Dummy Load)로 작동하는 점호전류 유지회로(105)를 더 포함할 수 있다. 예컨대 상기 점호전류 유지회로(105)는 블리더 커패시터 및 이에 직렬로 연결된 블리더 저항으로 구성된 블리더 회로(Bleeder Circuit)일 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 점호전류 유지회로(105)는 블리더 회로에 한정되지 않고, 전압 안정화 회로들 중 하나가 채택될 수 있다.
상기 정류부(120)는 위상이 변조된 교류전압을 정류하여 구동전압을 생성하고, 생성된 구동전압을 출력한다. 상기 정류부(120)는 특별히 한정되지 않고, 전파 정류회로, 반파 정류회로 등 공지된 다양한 정류회로 중 하나가 이용될 수 있다. 예컨대 상기 정류부(120)는 4개의 다이오드들로 구성된 브릿지 전파 정류회로일 수 있다. 상기 정류부(120)로부터 생성된 구동전압은 상기 조광수준 검출부(140), 위상 변조 기준 설정부(150), 발광소자그룹 구동모듈(180) 및 발광소자 발광부(300)로 출력된다.
상기 발광소자 발광부(300)는 복수의 발광소자 그룹들을 포함한다. 상기 복수의 발광소자 그룹들은 순차적으로 발광 및 소등된다. 상기 발광소자 발광부(300)는 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)으로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 발광소자 그룹의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)은 각각 상이한 순방향 전압 레벨을 가질 수 있다. 예컨대 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)이 각각 상이한 수의 발광소자를 포함하는 경우, 서로 상이한 순방향 전압 레벨을 가진다.
상기 조광수준 검출부(140)는 상기 정류부(120)로부터 제공된 구동전압을 기초하여 현재 선택되어 있는 조광수준을 검출하며, 검출된 조광수준 신호를 발광소자 구동모듈(200)로 출력하는 기능을 갖는다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 조광수준 검출부(140)는 시간에 따라 전압레벨이 변화하는 구동전압을 평균화하여 조광수준을 검출할 수 있다. 상기 트라이악 조광기(100)는 사용자의 선택에 의한 조광수준에 따라 교류전압(VAC)의 위상을 컷하도록 구성되어 있으므로, 구동전압을 평균화하는 경우 현재 선택된 조광수준을 검출할 수 있다. 검출된 조광수준 신호는 정전압 값을 갖는 직류신호일 수 있다. 예컨대 조광수준이 100%인 경우 이에 대응하는 조광수준 신호는 2V이며, 조광수준이 90%인 경우 이에 대응하는 조광수준 신호는 1.8V이며, 조광수준이 50%인 경우 이에 대응하는 조광수준 신호는 1V일 수 있는 등이다. 상기 조광 수준에 대응하는 조광수준 신호는 다양한 회로 설계로 변경될 수 있다. 예컨대 RC 적분회로 등을 이용할 수 있다.
상기 위상 변조 기준 설정부(150)는 위상 변조 기준값을 갖는다. 상기 위상 변조 기준값은 사용자에 의해 미리 설정되거나, 변경될 수 있다. 즉, 상기 위상 변조 기준 설정부(150)는 사용자에 의해 결정되며, 플리커와 같은 불량이 발생하는 구간 또는 낮은 조광수준에 의해 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)이 모두 구동되는 최단 구동구간 내에 설정될 수 있다. 예컨대 상기 위상 변조 기준값은 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)이 모두 구동되는 구간내에 설정될 수 있다.
상기 발광소자 구동모듈(200)은 비교부(160), 발광소자 전류 차단부(170) 및 발광소자그룹 구동부들(180)을 포함한다.
상기 비교부(160)는 상기 조광수준 검출부(140)의 조광수준 신호와 상기 위상 변조 기준 설정부(150)의 위상 변조 기준값을 비교하는 기능을 갖는다.
상기 발광소자 전류 차단부(170)는 상기 조광수준 검출부(140)의 조광수준 신호가 상기 위상 변조 기준 설정부(150)의 위상 변조 기준값보다 낮은 경우, 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동을 차단하는 기능을 갖는다. 상기 발광소자 전류 차단부(170)는 상기 발광소자그룹 구동부들(180)에 차단신호를 출력한다. 여기서, 상기 발광소자 전류 차단부(170)는 상기 비교부(160) 내에 포함될 수 있다.
상기 발광소자그룹 구동부들(180)은 정류부(120)로부터 입력되는 구동전압의 전압레벨에 따라 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)의 순차구동을 제어한다. 즉, 교류구동 발광소자 조명장치는 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)을 순차구동시키는 제1 내지 제7 구간을 갖는다. 상기 제1 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제1 순방향 전압레벨과 제2 순방향 전압레벨 사이의 구간으로 정의되고, 상기 제1 구간동안 제1 전류경로(P1)만 연결되어 제1 발광소자 그룹(310)이 발광된다. 또한, 상기 제2 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제2 순방향 전압레벨과 제3 순방향 전압레벨 사이의 구간으로 정의되고, 상기 제2 구간동안 제2 전류경로(P2)가 연결되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(310, 320)이 발광된다. 또한, 상기 제3 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제3 순방향 전압레벨과 제4 순방향 전압레벨 사이의 구간으로 정의되고, 상기 제3 구간동안 제3 전류경로(P3)가 연결되어 제1 내지 제3 발광소자 그룹(310 내지 330)이 발광된다. 또한, 상기 제4 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제4 순방향 전압레벨 구간으로 정의되고, 상기 제4 구간동안 제4 전류경로(P4)가 연결되어 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)이 발광된다. 또한, 상기 제5 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제4 순방향 전압레벨과 제3 순방향 전압레벨 사이의 구간으로 정의되고, 상기 제5 구간동안 제3 전류경로(P3)가 연결되어 제1 내지 제3 발광소자 그룹(310 내지 330)이 발광된다. 또한, 상기 제6 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제3 순방향 전압레벨과 제2 순방향 전압레벨 사이의 구간으로 정의되고, 상기 제6 구간동안 제2 전류경로(P2)가 연결되어 제1 및 제2 발광소자 그룹(310, 320)이 발광된다. 또한, 상기 제7 구간은 정류부(120)로부터 입력된 구동전압의 전압레벨이 제2 순방향 전압레벨과 제1 순방향 전압레벨 사이의 구간으로 정의되고, 상기 제7 구간동안 제1 전류경로(P1)만 연결되어 제1 발광소자 그룹(310)이 발광된다. 상기 제1 및 제7 구간은 제1 단 구동구간으로 정의할 수 있고, 상기 제2 및 제6 구간은 제2 단 구동구간으로 정의할 수 있고, 상기 제3 및 제5 구간은 제3 단 구동구간으로 정의할 수 있고, 제4 구간은 제4 단 구동구간으로 정의할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 발광소자 구동모듈(200)은 조광수준에 따라 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동전류 크기를 제어하는 구동전류 제어부(미도시)를 더 포함한다. 상기 구동전류 제어부는 상기 발광소자그룹 구동부들(180)에 포함될 수 있다. 상기 구동전류 제어부는 상기 조광수준에 따라 비례하게 설정될 수 있다. 상기 구동전류 제어부는 상기 조광수준과 대응되게 미리 설정된 구동전류 레지스트를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 교류구동 발광소자의 조명장치의 구동 방법은 사용자의 조작에 의해 선택된 조광수준에 따라 트라이악 조광기(120)에 의해 위상이 변조된 교류전압을 생성된다.(S100)
정류부(120)는 상기 위상이 변조된 교류전압을 정류하여 구동전압을 생성하고, 생성된 구동전압을 출력한다.(S200)
조광수준 검출부(140)는 상기 정류부(120)로부터 제공된 구동전압을 기초하여 현재 선택되어 있는 조광수준을 검출하며, 검출된 조광수준 신호를 발광소자 구동모듈(200)로 출력하는 기능을 갖는다.(S300)
발광소자 구동모듈(200)은 상기 조광수준 신호와 위상 변조 기준값을 비교한다.(S400) 상기 발광소자 구동모듈(200)은 상기 조광수준 신호와 상기 위상변조 기준값을 비교하는 비교부(160)를 포함하고, 조광수준이 미리 설정된 위상 변조 기준값 미만일 경우 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동을 모두 정지시키는 발광소자 전류 차단부(170)를 포함한다.
상기 발광소자 구동모듈(200)은 상기 조광수준 신호가 상기 위상 변조 기준값 이상일 경우, 상기 조광수준에 대응되는 구동전류를 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340) 중 적어도 하나에 제공한다.(S500) 여기서, 비교부(160)는 상기 제1 내지 제3 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동 구간 동안에 상기 조광수준 신호와 상기 위상 변조 기준값을 비교한다.
상기 발광소자 구동모듈(200)은 상기 조광수준 신호가 상기 위상 변조 기준값 미만일 경우, 상기 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340)에 공급되는 구동전류를 차단한다.(S600) 여기서, 상기 비교부(160)는 상기 제1 내지 제3 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동이 정지된 구간 동안에 상기 조광수준 신호와 상기 위상 변조 기준값을 비교한다. 따라서, 본 발명의 발광소자 구동모듈(200)은 상기 제1 내지 제3 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동 구간 및 구동 정지 구간 동안에 상기 조광수준 신호와 상기 위상 변조 기준값을 비교함으로써, 조광수준이 변화함에 따라 상기 제1 내지 제3 발광소자 그룹(310 내지 340)의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값 미만의 조광수준에서 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340) 전체의 구동전류를 차단하여 플리커를 포함한 불균일한 휘도를 방지할 수 있다. 특히, 본 발명은 순차구동되는 복수의 발광소자 그룹에 있어서, 최대 구동구간에서 하나의 그룹씩 소등되는 구간(최대 4단 구동구간을 기준으로 4단 구동구간 및 3단 구동구간)에서 발생하는 플리커 및 불균일한 조광특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값을 기준으로 제1 내지 제4 발광소자 그룹(310 내지 340) 전체의 구동전류를 차단함으로써, 트라이악 조광기(100)의 특성에 따라 변동되는 조광특성을 개선하여 조광기의 호환성을 향상시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 조광수준의 변화에 따른 발광소자 그룹의 구동전류와의 관계를 나타낸 파형도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 교류구동 발광소자의 조명장치는 사용자로부터 설정되는 조광수준에 비례하여 발광소자 구동전류의 크기가 제어되어 조광수준의 전 구간에 걸쳐 부드러운 조광 특성을 나타나게 된다. 또한, 본 발명의 교류구동 발광소자의 조명장치는 미리 설정된 위상 변조 기준값보다 낮은 조광수준에 있어서, 전체 발광소자 그룹으로 제공되는 구동전류를 차단하여 플리커 또는 불균일한 조광특성을 개선할 수 있다. 예컨대 본 발명은 미리 설정된 위상 변조 기준값 미만의 구간(제4 단 구동구간에서 점차 감소되는 구간)에서 복수의 발광소자 그룹 전체 구동을 제한하여 플리커 및 불균일한 조광특성을 개선할 수 있다. 여기서, 상기 위상 변조 기준값은 위상 변환된 교류전압의 제1 주기를 기준으로 90 내지 0 사이의 구간내에 설정될 수 있다.
또한, 본 발명은 트라이악 조광기의 특성에 따라 변동되는 조광특성을 개선하여 조광기의 호환성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 특정 실시예에서 설명한 구성요소는 본원 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 다른 실시예에서 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
100 : 트라이악 조광기 105 : 점호전류 유지회로
120 : 정류부 140 : 조광수준 검출부
150 : 위상 변조 기준 설정부 160 : 비교부
170 : 발광소자 전류 차단부

Claims (9)

  1. 선택된 조광수준에 따라 교류전원의 위상을 변조하여 변조된 교류전압을 생성하는 트라이악 조광기;
    상기 트라이악 조광기로부터 위상이 변조된 교류전압을 전파정류하여 구동전압을 생성하는 정류부;
    상기 구동전압에 따라 조광수준을 검출하는 조광수준 검출부;
    검출된 상기 조광수준과 비교하기 위한 위상 변조 기준값을 설정하는 위상 변조 기준 설정부; 및
    검출된 상기 조광수준과 상기 위상 변조 기준값을 비교하여 순차 구동되는 복수의 발광소자 그룹을 정전류 제어하는 발광소자 구동모듈을 포함하고,
    상기 발광소자 구동모듈은 상기 조광수준이 상기 위상 변조 기준값보다 낮은 경우 상기 복수의 발광소자 그룹으로 공급되는 구동전류를 동시에 차단하는 발광소자 전류 차단부를 포함하며,
    상기 위상 변조 기준값은 상기 복수의 발광소자 그룹 전체가 구동되는 최대 구동 구간 범위 내로 설정되는 교류구동 발광소자의 조명장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광소자 구동모듈은 검출된 상기 조광수준과 상기 위상 변조 기준값을 비교하는 비교부를 더 포함하는 교류구동 발광소자의 조명장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광소자 구동모듈은 조광수준에 따라 상기 복수의 발광소자 그룹의 구동전류 크기를 제어하는 구동전류 제어부를 더 포함하는 교류구동 발광소자의 조명장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020140071474A 2014-06-12 2014-06-12 교류구동 발광소자의 조명장치 KR102246647B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140071474A KR102246647B1 (ko) 2014-06-12 2014-06-12 교류구동 발광소자의 조명장치
DE202015009356.6U DE202015009356U1 (de) 2014-06-12 2015-06-04 Wechselstrombetriebene Beleuchtungsvorrichtung mit lichtemittierendem Element
US15/317,737 US10080267B2 (en) 2014-06-12 2015-06-04 Alternating current-driven light emitting element lighting apparatus
PCT/KR2015/005606 WO2015190746A1 (ko) 2014-06-12 2015-06-04 교류구동 발광소자의 조명장치
EP15806981.5A EP3157307B1 (en) 2014-06-12 2015-06-04 Alternating current-driven light emitting element lighting apparatus
CN201580031480.0A CN106465519B (zh) 2014-06-12 2015-06-04 交流电驱动发光元件照明装置
US15/438,737 US9807828B2 (en) 2014-06-12 2017-02-21 Alternating current-driven light emitting element lighting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140071474A KR102246647B1 (ko) 2014-06-12 2014-06-12 교류구동 발광소자의 조명장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150142898A KR20150142898A (ko) 2015-12-23
KR102246647B1 true KR102246647B1 (ko) 2021-04-30

Family

ID=54833789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140071474A KR102246647B1 (ko) 2014-06-12 2014-06-12 교류구동 발광소자의 조명장치

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10080267B2 (ko)
EP (1) EP3157307B1 (ko)
KR (1) KR102246647B1 (ko)
CN (1) CN106465519B (ko)
DE (1) DE202015009356U1 (ko)
WO (1) WO2015190746A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6649622B2 (ja) * 2016-05-24 2020-02-19 サンケン電気株式会社 コンデンサ放電回路
KR102296981B1 (ko) * 2017-04-24 2021-09-01 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 구동 모듈, 그것의 동작 방법, 및 그것을 포함하는 조명 장치
KR102367335B1 (ko) * 2017-04-07 2022-02-24 서울반도체 주식회사 발광 다이오드들을 구동하는 발광 다이오드 구동 모듈, 그것의 동작 방법, 및 그것을 포함하는 조명 장치
CN108696965B (zh) * 2017-04-07 2020-08-14 首尔半导体株式会社 发光二极管驱动模块、其工作方法以及包括此的照明装置
CN109587868B (zh) * 2017-09-29 2021-11-23 朗德万斯公司 用于led照明模块的电子驱动器和led灯
EP3892066B1 (en) * 2018-12-07 2024-01-17 Hubbell Incorporated Automatic trimming for a dimmer switch
US10568173B1 (en) * 2018-12-21 2020-02-18 Chiplight Technology (Shenzhen) Co., Ltd. Dimmer circuit for use in light-emitting diode lighting system
CN112867195B (zh) * 2021-01-25 2021-09-21 刘冰冰 一种ka型单火线墙壁智能开关

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120098505A1 (en) * 2008-03-25 2012-04-26 Microsemi Corporation Phase-cut dimming circuit

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8115419B2 (en) * 2008-01-23 2012-02-14 Cree, Inc. Lighting control device for controlling dimming, lighting device including a control device, and method of controlling lighting
JP4943487B2 (ja) * 2009-10-26 2012-05-30 シャープ株式会社 Ｌｅｄ駆動回路、ｌｅｄ照明灯具、ｌｅｄ照明機器、及びｌｅｄ照明システム
CN102474958B (zh) 2010-05-26 2015-03-25 松下电器产业株式会社 Led的点亮电路、灯以及照明装置
CN102458014B (zh) * 2010-10-28 2014-08-20 英飞特电子（杭州）股份有限公司 光源控制方法、装置及系统
JP5476279B2 (ja) * 2010-11-19 2014-04-23 シャープ株式会社 Ｌｅｄ駆動回路およびｌｅｄ照明機器
US20120206062A1 (en) 2011-02-10 2012-08-16 Scott Riesebosch Time-domain reduction of flicker and power consumption in led lighting
CN102186282B (zh) 2011-03-21 2013-11-27 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种可提高ac led 灯功率因数的驱动电路
KR101965556B1 (ko) * 2011-06-14 2019-04-05 서울시립대학교 산학협력단 조명구동장치
US20130049631A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Scott A. Riesebosch Led lamp with variable dummy load
EP2584866B1 (en) 2011-10-20 2015-07-22 Rohm Co., Ltd. A dimmable energy-efficient electronic lamp
KR101357635B1 (ko) * 2012-02-08 2014-02-04 (주)로그인디지탈 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
US20130293139A1 (en) * 2012-02-24 2013-11-07 Laurence P. Sadwick Dimmable Driver and Interface
KR101349516B1 (ko) * 2012-03-13 2014-01-09 엘지이노텍 주식회사 Led 전원 장치.
WO2013159277A1 (en) 2012-04-24 2013-10-31 Dow Global Technologies Llc Epoxy resin composition for marine maintenance and repair coatings with improved overcoatability
KR101341976B1 (ko) * 2012-06-04 2013-12-16 주식회사 루멘스 엘이디 조명장치
KR101166389B1 (ko) 2012-06-08 2012-07-23 안병하 초미세기포 발생장치
CN103547014B (zh) * 2012-07-12 2016-07-20 全汉企业股份有限公司 关联于发光二极管灯管的负载驱动装置及其方法
KR20140059627A (ko) 2012-11-08 2014-05-16 서울반도체 주식회사 교류 ｌｅｄ 구동 및 조광 제어장치와 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120098505A1 (en) * 2008-03-25 2012-04-26 Microsemi Corporation Phase-cut dimming circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US20180160497A1 (en) 2018-06-07
EP3157307A4 (en) 2018-01-17
CN106465519A (zh) 2017-02-22
US20170164435A1 (en) 2017-06-08
DE202015009356U1 (de) 2017-03-23
CN106465519B (zh) 2020-02-04
US10080267B2 (en) 2018-09-18
WO2015190746A1 (ko) 2015-12-17
EP3157307B1 (en) 2022-08-10
EP3157307A1 (en) 2017-04-19
US9807828B2 (en) 2017-10-31
KR20150142898A (ko) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102246647B1 (ko) 교류구동 발광소자의 조명장치
JP6461033B2 (ja) 調光可能な交流駆動発光素子照明装置
US8669721B2 (en) Solid state light source based lighting device and lighting system
KR102206282B1 (ko) 발광소자 구동회로 및 조명장치
JP2013545238A5 (ko)
KR20160014379A (ko) 조명 장치
US9538599B2 (en) LED lighting apparatus with improved flicker index
JP2016115685A (ja) 交流駆動方式のｌｅｄ照明装置およびその駆動方法
KR20160060350A (ko) 조명 장치
KR101314425B1 (ko) 디밍 가능한 엘이디 조명장치
KR102320590B1 (ko) 조광 가능한 발광소자 조명장치
KR102297781B1 (ko) 발광소자 구동회로
JP6218164B2 (ja) 発光ダイオード照明装置
KR102003365B1 (ko) Led 구동 장치
US20220095426A1 (en) Ac led circuit with standard dimmer compatibility
KR20090001101A (ko) 교류 구동 ｌｅｄ의 조광기
KR102286777B1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치
KR20170049120A (ko) 조명 장치
KR20160049961A (ko) 발광소자 구동회로 및 조명장치
KR20160100193A (ko) 조명 장치
KR20150066267A (ko) 조명기기

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant