KR100980420B1

KR100980420B1 - Ｌｅｄ 구동 회로 및 ｌｅｄ 발광 장치

Info

Publication number: KR100980420B1
Application number: KR1020080016179A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 마리야마; 세이고 오카다
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2010-09-07
Also published as: CN101257750B; CN101257750A; JP2008218043A; US7764028B2; JP4430084B2; US20080203936A1; KR20080080012A

Abstract

드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 대해, 상용 전원(4)의 반파마다 펄스 신호를 발생하고, LED유닛(1)을 구성하는 역병렬 접속된 LED군 lx, ly의 발광량을 독립적으로 제어한다. 즉, LED군 lx의 발광 시간을 제어하기 위한 제1펄스 신호와, LED ly의 발광시간을 제어하기 위한 제2펄스 신호가, 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 제공된다.

드라이버 회로, SSR, 상용 전원, LED유닛, 발광시간, 펄스 신호

Description

ＬＥＤ 구동 회로 및 ＬＥＤ 발광 장치{LED DRIVE CIRCUIT AND LED LIGHT-EMITTING DEVICE}

본 발명은, LED(Light Emitting Diode) 유닛을 구동하는 LED 구동 회로, 및 이를 포함하는 LED 발광 장치에 관한 것으로, 특히, 교류 전원에 의해 LED 유닛을 구동시키는 LED 구동 회로 및 이를 포함하는 LED 발광 장치에 관한 것이다.

근년, 영상이나 음성에 의한 데이터를 기록하기 위한 기록 매체의 대용량에 수반하여, 기록매체의 고밀도화가 요구되는 것에 의해 기록 매체인 광디스크에 조사하는 레이저광에 대해, 단파장으로 되는 레이저광이 요구되고 있다. 한편, 청색 광을 출사하는 LED(청색 LED)가 개발되어 있다. 이 청색 LED의 개발과 함께, 백색 광을 출사하는 LED(백색 LED)에 대해서도 개발되고, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)의 백 라이트나 조명 장치 등에 사용되는 것으로 보급되고 있다. 그리고, 현재는, LED의 발광색의 종류도 많아지고 있어, 그 용도에 있어서도, 조명은 물론, 네온 사인이나 각종 공업용으로서도 다양하게 확대되고 있다.

이와 같은 LED를 복수 구비한 LED유닛에 구동 전류를 공급하는 LED구동 회로에서는, AC(교류)전원에 의해 동작하는 것과, DC(직류)전원에 의해 동작하는 것이 제공되어 있다. 그리고, LED유닛이 AC전원으로 구동되는 LED 구동회로의 예로서는 JP-A-H11-330561(이하, "특허 문헌1") 및 JP-A-2002-015606(이하, "특허 문헌2")에 개시되어 있다. 이 LED 구동회로에 있어서는, 도21에 나타낸 바와 같이, 2개의 LED군(100x,100y)을 AC전원(101)에 대해 병렬 및 역방향으로 접속하고, 각각의 LED군(100x,100y)을 구성하는 LED(100a,100b)를 같은 방향으로 접속함으로서, AC전원의 반주기마다 LED군(100x,100y)을 번갈아 발광시키는 것이 제공되어 있다.

특허 문헌1의 LED조명기에서는, AC전원으로부터 공급되는 교류 전류를 제한하는 전류 제한 트랜스포머를 제공함으로써, 이 전류 제한 트랜스포머의 임피던스에 의해 LED군을 구성하는 LED에 흐르는 전류를 제한하는 구성으로 하고 있다. 또 특허 문헌2의 LED조명 장치에서는, 도21과 같이 병렬 및 역방향으로 접속한 LED군(100x,100y)을 하나의 부하 회로로서 복수 구비하는 동시에, 각 부하 회로를 AC전원에 대해 병렬로 접속한다. 그리고, 부하 회로의 일방에 인덕터를 직렬로 접속함과 동시에, 타방에 커패시터를 직렬로 접속함으로써, 각 부하 회로의 LED군에 흐르는 전류 위상을 다르게 하여, 고역률이 얻어지도록 구성하고 있다. 또한, 각각을 흐르는 전류 위상이 다른 LED군을 번갈아 배열함으로써, 광 왜곡을 적게 한 구성으로 하고 있다.

또한, LED 구동회로는 JP-A-2002-231471(이하, "특허 문헌3"), JP-A-2004-327152(이하, "특허 문헌4"), JP-A-2004-111104(이하, "특허 문헌5")에 개시된 바와 같이 구성되어 있다. 이 LED 구동회로는, 도22에 나타낸 바와 같이, 상용 전원인 AC전원(150)을 AC/DC 컨버터(151)에 의해 DC전원으로 변환하고, 변환하여 얻은 DC전원이 제공되는 구동 회로(152)에 의해 LED군(153)의 구동을 행하는 구성으로 된다(특허 문헌3∼특허 문헌5 참조). 특허 문헌3의 LED점등 장치에서는, DC전원으로부터의 직류 전압을 승압하는 승압 초퍼 회로가 제공된다. 그리고, 이 초퍼 회로에서는, LED군을 흐르는 전류의 크기에 따른 전압 신호와 LED군 광의 조광분량을 나타내는 전압 신호의 합에 기초하여, 스위칭 소자를 동작시키는 듀티비를 결정하여, LED군에, 조광량에 따른 직류 전압을 인가한다.

특허 문헌4의 LED 점등 장치에서는, 특허 문헌3에서의 LED점등 장치와 같이, DC전원으로부터의 직류 전압을 승압하는 승압 초퍼 회로가 제공되나, 이 승압 초퍼 회로 내에 제공된 스위칭 소자를 동작시키는 듀티비를 결정하는 PWM(Pulse Width Modulation) 회로가 제공된다. 그리고, 위상 제어된 AC전원의 교류 전압의 실효치를 검출하고, 실효치에 따라 듀티비를 설정함으로써, LED를 조광제어한다.

또한, 특허 문헌5의 LED점등 장치에서는, LED군으로서, 백색 LED에 의한 LED군과, 유색 LED에 의한 LED군을 구비하고, 백색 LED군 및 유색 LED군 각각을 조광하기 위한 제어 회로가 제공되어 있다. 그리고, 백색 LED군 및 유색 LED군 각각이 제어 회로에 의해 조광제어됨으로써, 최대 발광시의 밝기 및 발광색과, 조광 시의 밝기 및 발광색을 연속적으로 변화시킨다.

또한, 위상 제어식의 조광장치로서, 포토트라이악과 LED를 커플링한 포토트라이악 커플러를 구비한 것이 제안되어 있다((JP-A-2006-032030(이하, "특허 문헌6"), JP-A-2006-032031(이하, "특허 문헌7"), JP-A-2006-032032(이하, "특허 문헌8"), 및 JP-A-2006-032033(이하, "특허 문헌9") 참조)). 이들 특허 문헌6∼특허 문 헌9의 LED점등 장치에서는, AC전원으로부터의 교류 전압을 전파 정류하여 LED군에 공급하기 때문에, 교류 전압의 반주기마다의 위상 제어를 동일하게 행한 때에, 조광의 하한 부근에서 발생하는 문제를 회피하기 위한 구성으로 된다.

상기한 바와 같이 AC전원 및 DC전원 각각에 의해 LED의 구동 회로를 구비한 LED발광 장치가 실현되어 있는데, 특허 문헌1 및 특허문헌2에 의한 구성에서는, 안정된 LED구동이나 고효율인 전력 소비를 목적으로 한 구성으로 될 뿐으로, 조광제어를 행하기 위한 회로구성이 없다.

또한, 특허 문헌3 및 특허문헌4에 의한 구성에서는, 조광제어를 행하는 구성으로 하고 있지만, DC변환 후의 직류 전압을, 승압 초퍼 회로에 의해 LED군에 공급하는 전류량에 따른 값으로 변환할 필요가 있을 뿐만 아니라, 상용 전원을 사용하는 환경에 있어서는, AC/DC 컨버터가 반드시 필요하게 된다. 그 때문에, 특허 문헌3 및 특허문헌4에 의한 구성에서는, 구동회로의 회로 구성이 복잡화할 뿐만 아니라, 그 회로 규모도 커진다.

또한, 특허 문헌5에 의한 구성에서는, 백색 LED군 및 유색 LED군 각각을 조광제어하고 있는데, 각각의 조광제어에 대해서는, 동일한 위상 제어에 기초하고 있고, 독립적인 조광제어는 아니다. 그 때문에, 최대발광 시의 밝기 및 발광색과, 조광시의 밝기 및 발광색을 연속적으로 변화시킬 수 있지만, 다른 LED군 각각을 조광제어하여, 최적의 밝기 및 발광색을 취득할 수 없다.

또한, 이 특허 문헌5의 구성에 있어서도, DC변환되어 얻어진 직류 전압을 인버터 회로 등에 의해 고주파 전압으로 변환하고, 조광제어 가능한 구성으로 하고 있다. 그 때문에, 특허문헌3 및 특허문헌4에 의한 구성과 같이, 구동 회로의 회로 구성이 복잡화할 뿐만 아니라, 그 회로 규모도 커진다.

또한, 특허 문헌6∼특허 문헌9는, 백색등을 부하로 하는 조명 기구에 대한 조광장치이기 때문에, 반파마다의 위상 조정을 동등하게 하여, 반파마다 부하에 흐르는 전류량을 조정하고 있다. 그래서, LED유닛으로서는, 다이오드 브리지를 사용하여 전파 정류를 행함으로써, 그의 순방향이 동일 방향으로 직렬로 나란한 LED에 직류 전류를 공급하는 구성으로 된다. 그 때문에, 반파마다 다른 조광제어를 행하고, 복수 LED군을 개개로 조광제어하는 것이 불가능하다.

이와 같은 문제를 감안하여, 본 발명은,AC전원에 직접 구동되는 동시에 복수 LED군를 개개로 조광제어 가능하게 하는 LED구동 회로 및 LED발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 LED구동 회로는,

LED유닛과, 이 LED유닛에 전력 공급을 항해고 구동하는 교류 전원 사이에 2차측이 직렬로 접속되고, 상기 교류 전원과 상기 LED유닛의 도통을 제어하는 스위치회로; 상기 스위치 회로의 1차측에 대해 상기 교류 전원의 반파마다 제어 신호를 제공하고, 상기 스위치 회로의 2차측의 도통/비도통의 타이밍 제어를 행하는 드라이버 회로를 포함하고, LED유닛이, 그 순방향을 동일 방향으로서 복수의 제1 LED 를 직렬 접속한 제1 LED군과, 상기 제1 LED와 순방향이 역방향으로 되는 복수의 제2 LED를 직렬 접속한 제2 LED군이 병렬로 접속되어 역병렬 접속되고, 상기 드라이버 회로가, 상기 스위치 회로의 2차측의 도통/비도통의 타이밍 제어를 행함으로써, 상기 제1 및 제2 LED군 각각의 발광 시간을 별도로 제어하는 것이다.

또한, 본 발명의 LED발광 장치는, 그 순방향을 동일 방향으로서 복수의 제1 LED를 직렬 접속한 제1 LED군과, 상기 제1 LED와 순방향이 역방향으로 되는 복수 제2 LED를 직렬 접속한 제2 LED군을 병렬로 접속하여 역병렬 접속시킨 LED유닛; 상기 LED유닛과 직렬로 접속된 교류 전원; 상기 LED유닛과 상기 교류 전원과의 도통/비도통을 제어하는 상기 LED구동 회로를 포함한다.

본 발명에 의하면, 스위치 회로의 2차측의 도통/비도통의 타이밍 제어를 교류 전원의 반파마다 행하기 때문에, 역병렬 접속된 제1 및 제2 LED군의 발광량을 독립적으로 제어할 수 있다. 이에 의해 제1 및 제2 LED군의 발광하는 색을 다른 것으로 하면, 제1 및 제2 LED군의 발광하는 색의 조합에 의해 얻어지는 모든 색을 커버하는 색 범위의 색을, 그 발광 타이밍을 독립적으로 제어하는 것만으로 간단히 행할 수 있다. 또, 교류 전원과 LED유닛을 직렬로 접속하는 것만으로, 스위치 회로의 동작 제어만으로 간단히 제어할 수 있기 때문에, 그 회로 구성을 간단히 할 수 있다. 또한, 부하 전류 또는 발광색에 의한 피드백 제어를 행함으로써, 요구되는 발광색에 의한 LED유닛의 발광을 고정밀도로 실현할 수 있다.

기본 구성

본 발명의 LED구동 회로를 구비한 LED발광 장치의 기본 구성에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도1은, 본 발명의 기본 구성으로 되는 LED발광 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

1. 구성

도1의 LED발광 장치는, LED군 lx, ly가 역병렬 접속되어 구성되는 LED유닛(1)과, LED유닛(1)과 2차측이 직렬로 접속되는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR)(2)와, SSR(2)의 1차측에 대해 2차측의 도통/비도통을 제어하는 펄스 신호를 공급하는 드라이버 회로(3)와, LED유닛(1)과 직렬로 접속된 AC전원인 상용 전원(4)과, 드라이버 회로(3)에 직류 전압을 인가하는 DC전원(5)과, SSR(2)의 2차측에 접속하는 저항 R1을 구비한다.

이와 같은 구성의 LED발광 장치에 있어서, LED유닛(1)은, 그 순방향이 동일 방향으로 되도록 하여 복수의 LED(1a)가 직렬로 접속된 LED군 lx와, 그 순방향이 동일한 방향으로 되도록 하여 복수의 LED(1b)가 직렬로 접속된 LED군 1y를 병렬로 접속한다. 그리고, LED군 lx를 구성하는 LED(1a) 각각의 순방향과, LED군 1y를 구성하는 LED(1b) 각각의 순방향이, 역방향으로 되도록 함으로써, LED군 lx, ly가 역병렬 접속되는 것으로 된다.

이 LED유닛(1)의 LED군 lx, ly에 의한 일방의 접속 노드 Sl에 상용 전원(4)의 일단이 접속되고, LED군 lx, ly에 의한 다른 쪽의 접속 노드 S2에 SSR(2)의 2 차측의 일방의 단자 Ta가 접속된다. 그리고, 저항 R1의 일단이 SSR(2)의 2차측 의 타방의 단자 Tb에 접속되는 동시에, 저항 R1의 타단이 상용 전원(4)의 타단에 접속된다. 이에 의해 LED유닛(1)과, SSR(2)의 2차측 회로와, 저항 R1이, 상용 전원(4)에 대해 직렬로 접속된다.

또한, SSR(2)의 1차측에는, 드라이버 회로(3)로부터 출력되는 펄스 신호가 입력되어, 2차측의 도통/비도통이 제어되지만, 이 펄스 신호로서, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 포지티브로 되는 반주기의 위상 제어를 행하는 제1펄스 신호와, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 네가티브로 되는 반주기의 위상 제어를 행하는 제2펄스 신호가, 드라이버 회로(3)로부터 출력된다. 즉, 제1펄스 신호가 입력됨으로써, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 정으로 되는 반주기에 도통하는 기간(이하, "제1 도통기간"이라고 한다)이 설정되고, 제2펄스 신호가 입력되는 것으로, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 네가티브로 되는 반주기에 도통하게 하는 기간(이하, "제2 도통기간"이라고 한다)이 설정된다.

또, 외부로부터 제1 도통기간 및 제2 도통기간을 설정 입력하기 위한 조작부(6)을 구비하고, 조작부(6)로부터의 신호를 드라이버 회로(3)가 수신함으로써 드라이버 회로(3)로부터의 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍이 설정된다. 이와 같은 구성으로 또한, 제1 도통기간 및 제2 도통기간을 설정 입력하기 위한 리모트 콘트롤러(리모콘)(7)로부터의 적외선 신호를 수신하는 적외선 신호 수신부(7)를 구비한다. 이 적외선 신호 수신부(7)에서는, 리모콘(8)으로부터 수신한 적외선 신호에 기초하여 드라이버 회로(3)에 지령을 제공함으로써, 드라이버 회로(3)부터의 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 설정한다. 즉, 조작부(6) 또는 적외선 신호 수신부(7)로부터 드라이버 회로(3)에 제공되는 신호가, LED유닛(1)의 조광제어 신호로서 작용한다.

2. 구동 동작

도1에 나타내는 LED발광 장치의 동작에 대해 이하에 설명한다. 상용 전원(4)으로부터의 교류전압 Va가 도2A와 같이 변화할 때, 교류 전압 Va가 포지티브인 경우에, LED유닛(1)의 LED군 lx를 구성하는 LED(1a)에 전류가 흐르고, 교류 전압 Va가 네가티브인 경우에, LED유닛(1)의 LED군 1y를 구성하는 LED(1b)에 전류가 흐르는 것으로 한다. 즉, 도2B와 같이, 교류 전압 Va가 포지티브인 경우 제1펄스 신호 P1이 제공되면, 도2C와 같이, 제1펄스 신호 P1이 제공되어 하이로 된 순간부터 교류 전압 Va가 0으로 되기까지의 기간을 제1 도통기간으로 하여, SSR(2)의 1차측이 도통한다. 또, 도2B와 같이, 교류 전압 Va가 네가티브인 경우 제2펄스 신호 P2가 제공되면, 도2D와 같이, 제2펄스 신호 P2가 제공되어 하이로 된 순간부터 교류 전압 Va가 0으로 되기까지의 기간을 제2 도통기간으로 하여, SSR(2)의 1차측이 도통한다.

이와 같이 제1펄스 신호 P1과 제2펄스 신호 P2의 출력 타이밍에 따라, LED군 lx, ly 각각을 구성하는 LED(1a,1b)의 발광 기간이 설정되게 된다. 여기에서, LED군 lx를 구성하는 LED(1a) 각각의 동작 전압 Vf의 합계치, 및 LED군 1y를 구성하는 LED(1b) 각각의 동작 전압 Vf의 합계치를 각각, 전압치 Vfsum1, Vfsum2로 하고, 저 항 R1의 저항치 R로 함과 동시에, LED(1a,1b)의 동작 전류를 If로 한다. 즉, 제1 도통기간에 있어서는, 교류 전압 Va가 전압 Vfsum1+R×If (=Vth1) 보다도 높은 경우에, LED군 lx에 부하 전류가 흐르게 되고, 제2 도통기간에 있어서는, 교류 전압 Va가 전압 -Vfsum2-R×If (=-Vth2)보다도 낮은 경우에, LED군 1y에 부하 전류가 흐르게 된다.

따라서 도3A에 나타낸 바와 같이, 교류 전압 Va가 전압 Vth1보다 높을 때, 제1 펄스신호 P1이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 출력되면, 제1펄스 신호 P1이 제공된 시점에서 교류 전압 Va가 전압 Vth1보다도 낮아지기까지의 기간, LED군 lx로 부하전류가 흐르게 된다. 마찬가지로, 도3B에 나타낸 바와 같이, 교류 전압 Va가 전압 -Vth2보다 낮을 때, 제2펄스 신호 P2가 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 출력되면, 제2펄스 신호 P2가 제공된 시점부터 교류 전압 Va가 전압 -Vth2보다도 높아지기까지의 기간, LED군 1y에 부하 전류가 흐르게 된다. 더욱이, 이와 같이 LED군 lx, 1y에 부하 전류가 흐르는 기간이, 제1 및 제2펄스 신호 P1, P2에 의해 결정할 때, 이하에 있어서, 그 동작 상태를 "조광 상태"로 칭한다.

반대로, 도3C에 나타낸 바와 같이, 교류 전압 Va가 전압 Vth1 보다 낮을 때,제1펄스신호 P1이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 출력되면, 교류 전압 Va가 전압 Vth1보다 높아진 시점부터 교류 전압 Va가 전압 Vth1보다도 낮아지기까지의 기간, LED군 lx에 부하 전류가 흐르게 된다. 마찬가지로, 도3D에 나타낸 바와 같이,교류 전압 Va가 전압 -Vth2보다 높을 때, 제2펄스 신호 P2가 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 출력되면, 교류 전압 Va가 전압 -Vth2보다 낮아진 시점부터 교류 전압 Va가 전압 -Vth2보다도 높아지기까지의 기간, LED군 1y에 부하 전류가 흐르게 된다. 또한, 이와 같이 LED군 lx, ly에 부하 전류가 흐르는 기간이, 교류 전압 Va의 전압치에 따라 결정할 때, 이하에 있어서, 그 동작 상태를 "전광 상태(maximum light-emission state)"로 칭한다.

3. 전광상태에서의 전원 효율

전광상태로 한 때의 LED발광 장치의 전원 효율과 저항 R1의 관계에 대해 이하에 기술한다. LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)는, 동일 특성의 LED를 사용함으로써 동작 전압 Vf를 가능한 한 같게 하는 것이 이상이지만, 현실적으로는, 제조 상 불균일이 생기기 때문에, 각 LED의 동작 전압 Vf에도 변동이 일어난다. 이 동작 전압 Vf의 변동에 따라, LED군 lx, ly 각각의 동작 전압의 합계치 Vfsum1, Vfsum2에 대해서도, 각 LED발광 장치에 대해 변동이 생긴다.

그렇지만, LED군 lx, ly 각각이 복수의 LED(1a,1b) 각각을 직렬로 접속하여 구성되기 때문에, LED(1a,1b)의 동작 전압 Vf의 변동이 있다고 해도, LED군 lx, ly각각에 대한 동작 전압의 합계치 Vfsum1, Vfsum2 내에서 흡수시킬 수 있다. 이에 의해 각 LED발광 장치의 LED유닛(1) 전체에 대한 동작 전압의 변동을 억제할 수 있다.

또한, 각 LED발광 장치에 대한,LED군 lx, ly 각각의 동작 전압의 합계치 Vfsum1, Vfsum2의 변동은, LED유닛(1)에 직렬로 접속한 저항 R1에 의해 흡수시킬 수 있다. 또, 상용 전원(4)에 있어서도 전압변동이 생기지만, 이 전압변동에 대해 서도, 저항 R1에서 전압변동을 흡수시킬 수 있고, LED(1a, 1b)의 파괴를 방지할 수 있다. 이와 같이 저항 R1을 구비함으로써, LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)의 동작 전압 Vf의 변동이나 상용 전원(4)으로부터의 전압변동에 의한 LED유닛(1)에의 영향을 저감할 수 있다.

단, 저항 R1에 있어서 전력 소비가 행해지기 때문에, 저항 R1에 의한 전력 소비분의 효율이 저하한다. 그 때문에, 저항 R1에 의한 전력 소비를 억제하고, LED유닛(1)에 의한 전원 효율을 높게 하기 위해, LED군 lx, ly 각각을 구성하는 LED(1a,1b)의 개수를 결정한다. 즉, LED군 lx, ly 각각의 동작 전압이 동등하게 되고, 그 값이 Vfsum(실효치)로 될 때, 상용 전원(4)의 전압치 Va(실효치)에 대한 전원 효율이, Vfsum/Va에 의해 나타내지기 때문에, 이 LED군 lx, ly 각각의 동작 전압이 높게 되도록 설정한다. 또한, LED군 lx에 의한 동작 전압의 합계치 Vfsum1(실효치)와 LED군 1y에 의한 동작 전압의 합계치 Vfsum2(실효치) 간의 오차가 ±3%로 되도록, LED(1a,1b)의 개수가 설정된다.

이와 같이, LED군 lx, ly 각각의 동작 전압을 높게 하여 고효율로 할 때, 저항 R1의 저항치 R도 설정을 행함으로써, LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)의 구동 전류를 최적 값으로 할 수 있다. 즉, AC전원인 상용 전원(4)에 의해 LED유닛(1)이 도3C, 도3D에 나타낸 바와 같이 구동하기 때문에, LED군 lx, ly 각각에 주목한 경우, 교류 반파로 구동함과 동시에, 전광 상태에서의 ON/OFF의 듀티비가 실질적으로 25% 정도의 간헐 점등으로 된다. 이에 의해, DC전원으로 LED군 lx 또는 LED군 1y를 구동시키는 경우에 비해 전압이 높아지더라도, LED(1a,1b)의 수명을 동등하게 할 수 있다.

이때, LED군 lx, ly에 흘리는 구동 전류의 실효치에 대해, DC전원으로 LED유닛을 구동할 때 소비하는 전력과 동등한 전력을 소비하는 값까지 설정할 수 있다. 그리고, 이 LED군 lx, ly에 흘리는 구동 전류의 실효치는, 직류 전압을 상기 LED유닛에 제공하여 구동시킬 때의 전력 소비와 동등한 전력 소비로 되는 값 이하로 되는 실효치로 적정화함으로써, LED유닛(1)의 휘도치를 DC전원으로 구동시킨 경우와 동등하게 할 수 있다.

또한, 이와 같은 LED발광 장치에 있어서, 고효율로 구동시키기 위해, 상용 전원(4)에 대한 LED유닛(1)에 있어서의 전원 효율이 60%보다도 크도록 설정하는 것이 바람직하고, 85~98%로 설정하는 것이 더욱 바람직하다. 전원 효율을 98% 이하로 하는 것은, 전원 효율이 98%를 초과하는 경우, 제한한 전류치의 변동이 커지고, 기능이 불안정하게 될 우려가 있기 때문이다.

또한, LED유닛(1) 전체에 있어서의 동작 전압의 장치마다의 변동에 대응시키기 위해, 도4에 나타낸 바와 같이, 저항 R1을 가변 저항으로 하고, 그 저항치를 LED유닛(1) 전체에 있어서의 동작 전압에 따라 변경할 수 있도록 해도 된다. 이 도4의 구성과 같이, 저항 R1을 가변 저항으로 함으로써, LED발광 장치마다, 설치된 LED유닛(1) 전체의 동작전압에 따른 저항치를 용이하게 설정할 수 있기 때문에, LED유닛(1)에 대한 전류제한치를 장치마다 일정하게 할 수 있는 동시에, 장치의 전원 효율을 고효율로 할 수 있다.

이와 같이 전원 효율을 높게 하기 위해 LED유닛(1)을 구성하기 때문에, LED 군 lx, 1y 각각을 구성하는 LED(1a,1b)의 개수를 많게 할 수 있다. 그러나, 직렬로 접속되는 LED(1a,1b) 각각의 개수는, 상용 전원(4)의 전압(실효치)에 따라 좌우되기 때문에, LED군 1x,1y를 1군씩으로 한 때에는, LED(1a,1b) 각각의 개수에 한계가 있다.

그 때문에, 발광량을 크게 하기 위해, LED(1a,1b)의 개수를 늘리는 경우는,도5에 나타낸 바와 같이, LED군 lx, ly를 1조로 하는 LED유닛(1)을 복수 구비하는 동시에, 이 복수 LED유닛(1)이 병렬로 접속된다. 또한, 이와 같이 LED유닛(1)을 복 수 배치할 때, 복수의 LED군 lx, ly를 번갈아 배치한다. 즉, LED군 lx가 두 LED군 1y 사이에, LED군 1y가 두 LED군 lx 사이에 있도록, LED유닛(1)이 배치된다.

4. LED 의 색 조합

LED유닛(1)의 LED군 lx, ly를 구성하는 LED(1a,1b)의 조합의 종류에 대해, 이하에 설명한다. LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)로서, 1색에 의한 조합, 2색에 의한 조합, 3색에 의한 조합의 각각에 대해 나타낸다. 또한, 이하에서는, 1색∼3색에 의한 조합에 대해 예시하지만, 이하에 예시한 조합과 같이 함으로써, 4색 이상이 조합으로 할 수 있다. 또, 2색 이상 조합할 때, 이하에서는 설명하지 않지만, LED(1a,1b)의 적어도 일방을 복수 색의 조합으로 하여, LED군 lx, ly 보다 다른 파장 광을 발광시킬 수 있다. 또한, 3색 이상의 조합으로 하여 한 때는, LED군 lx, ly보다 다른 파장 광을 발광시키도록, LED(1a,1b)의 일방만을 복수 색의 조합으로 해도 무방하다. 또, 3색 이상의 조합으로 한 때는, LED(1a,1b)의 양방을 각각 복수 색의 조합으로 하는 경우, LED(1a,1b) 각각으로 조합을 다른 것으로 함으로써, LED군 lx, ly 보다 다른 파장 광을 발광시킬 수 있다.

1색의 LED

LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)를 1색의 LED로 하는 경우, LED군 lx, ly각각을 반파 정류 구동함으로써, 의사적으로 전파 정류 구동에 의한 발광 동작을 행한다. 발광량의 조절에 대해서는, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 변화시켜, LED(1a,1b) 각각의 발광 시간을 변화시킴으로써 실현된다. 이와 같이 LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)를 1색으로 하는 경우, LED(1a,1b)를 백색 LED로 함으로써, 형광등의 대체로 되는 백색 조명으로서 이용할 수 있다. 이때, LED(1a,1b)의 개수에 대해서는 동수로 해도 무방하고, LED군 lx, ly의 동작 전압 Vfsum1, Vfsum2가 같아지도록 개수 설정을 행해도 좋다.

그리고, LED유닛(1)의 발광량(휘도)을 조정할 때, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 0으로부터 포지티브로 변화한 후에 제1펄스 신호가 출력되기까지의 시간과, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 0으로부터 네가티브로 변화한 후에 제2펄스 신호가 출력되기까지의 시간을, 같은 시간으로 함으로써, LED군 lx, ly 각각의 발광량(휘도)을 동등하게 하여도 무방하다. 즉, LED군 lx, ly의 ON/OFF 듀티비를 같게 하여, 각각을 변화시키고, 드라이버 회로(3)에 제공된 조광제어신호에 따른 LED유닛(1)의 발광량(휘도)을 실현한다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 개개로 제어함으로써, LED유닛 (1) 전체의 발광량(휘도)을 미조정해도 된다. 예를 들면, 제1펄스 신호에 따라 LED군 lx를 전광 상태로 하도록 한 다음에, 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 변경함으로써 LED군 1y의 발광량(휘도)을 조정하는 조광상태로 하여, 드라이버 회로(3)에 제공된 조광제어 신호에 따라 LED유닛(1)의 발광량(휘도)을 미조정할 수 있다.

또한, LED(1a,1b) 각각을, 예를 들면 조명 용도로 사용되는 것이 많은 백색의 LED로 하는 경우, 청색 LED의 위에 형광체가 장전되어 구성되는 것이 많다. 즉, 도6A 및 도6B에 나타낸 바와 같이, 요부(61)를 구비한 패키지(60)에 있어서, 그 요부(61)의 저부에, 광조사면이 요부(61)의 개구면에 대향하도록 청색 LED(62)가 설치되고, 이 청색 LED(62)가 설치된 요부(61)를 형광체(63)가 충전된다.

이와 같은 구성에 있어서, 도6A와 같이, 축광(phosphorescent) 재료(64)가 형광체(63)에 첨가됨으로써 축광 효과가 얻어지도록 해도 되고, 도6B와 같이, 형광체(63)를 포함하는 패키지(60)의 표면에 축광 재료(64)를 도포하여 축광 효과가 얻어지도록 해도 좋다. 이에 의해 축광 재료에서 빛을 축적하여, 상용 전원(4)의 교류 전류가 공급되는 것에 의해 발생하는 맥동에 기초한 플리커를 억제하고, 조명용으로서 충분한 광량을 발생하는 백색의 LED를 구성할 수 있다. 그리고, 축광 재료(64)로서는, ZnS(황화아연)계의 ZnS+CdS/Cu, ZnS/cu나, CaS(황화칼슘)계의 CaS/Bi 등을 사용한다.

2색의 LED

LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)를 2색의 LED로 하는 경우, LED군 lx를 구 성하는 LED(1a) 각각을 동일 색의 LED로 하고, LED군 1y를 구성하는 LED(1b) 각각을 동일 색으로 또한 LED(1a)와 다른 색의 LED로 한다. 이와 같이 구성할 때, 드라이버 회로(3)로부터의 제1 및 제2펄스 신호에 의해 LED군 lx, ly 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, LED유닛(1)에 의한 색조를 조정할 수 있다. 이때,상용 전원(4)으로부터의 AC전원의 반주기(반파)마다, 그 설치 위치가 근접한 LED군 lx, ly의 발광 동작이 바뀌기 때문에, 육안으로는, LED군 lx, ly 각각의 발광색을 혼합한 색으로 보인다.

즉, LED(1a)를 파장 L1로 되는 색의 LED로 하고, LED(1b)를 파장 L2(L1≠L2)로 되는 색의 LED로 할 때, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 개개로 조정함으로써, LED유닛(1)의 발광색이, 파장 L1의 발광색과 파장 L2의 발광색 각각의 휘도치에 의해 정해지는 파장의 색으로 조정된다. 이때, 제1펄스 신호에 의해 제어되는 LED군 lx의 ON기간(발광 기간) T1과, 제2펄스 신호에 의해 제어되는 LED군 1y의 ON기간(발광기간) T2와의 비에 의해, LED유닛(1)의 발광색의 파장이 결정된다. 그리고, LED군 lx, ly 각각의 ON기간 T1, T2의 비를 같게 하여, LED군 lx, ly 각각의 ON기간 T1,T2 각각의 길이를 제1 및 제2펄스 신호에 의해 조정함으로써, LED유닛(1)의 발광색을 동일한 파장인 채로, 그 발광량(휘도)을 조정할 수 있다.

이와 같은 2색의 LED를 조합하는 경우에 있어서, LED군 lx를 구성하는 LED(1a)의 개수와, LED군 1y를 구성하는 LED(1b)의 개수에 대해, LED군 lx, ly의 동작 전압 Vfsum1, Vfsum2가 같아지도록, 개수 설정을 행해도 무방하다.

또한, LED군 lx, ly의 양방을 전광 상태로 한 때의 색을 소망 파장의 색으로 설정하도록 LED(1a,1b)의 개수를 설정해도 된다. 이때, LED(1a,1b) 중 일방의 개수를 기준으로 하고, 타방의 개수를 설정한다. 즉, LED(1a)의 개수를 기준으로 하는 경우는, LED군 lx의 동작 전압에 기초하여 전원 효율이 높아지도록 저항 R1의 저항치와 LED(1a)의 개수를 설정한 후, LED군 lx, ly의 양방을 전광 상태로 한 때의 색의 특정 파장의 색으로 되도록 LED(1b)의 개수를 설정한다. 또한, 이와 같이 전광상태의 색에 기초하여 설정한 경우, 동작 전압이 낮은 쪽의 LED군을 구성하는 LED와 직렬로 저항을 접속함으로써, LED군 lx, ly 각각에 걸린 전압이 같아지도록 설정한다.

또한, LED군 lx, ly 각각을 구성하는 LED(1a,1b)의 개수가 다른 경우에 있어서는, LED(1a,1b) 각각이 등 간격으로 배치될 뿐만 아니라, 그 개수가 많은 LED 사이에, 개수가 적은 LED가 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 LED(1a, 1b) 각각을 배치함으로써 LED군 lx, ly의 양방을 전광상태로 한 때에, LED(1a,1b) 각각의 발광색이 혼합한 색을, LED유닛(1) 전체에서 균일하게 할 수 있다.

이와 같은 2색의 조합으로서, 예를 들면,(1) LED(1a)를 녹색(파장: 520nm)의 LED로 함과 동시에, LED(1b)를 청색(파장: 420nm)의 LED로 한 조합, (2) LED(1a)를 녹색(파장: 520nm)의 LED로 함과 동시에, LED(1b)를 적색(파장: 680nm)의 LED로 한 조합, (3) LED(1a)를 적색(파장: 680nm)의 LED로 함과 동시에, LED(1b)를 청색(파장: 420nm)의 LED로 한 조합 등을 들 수 있다. 이러한 3개의 조합의 예에 대해, 이하에 간단히 설명한다.

(1) 녹색 LED와 청색 LED의 조합

이와 같이 LED(1a)를 녹색 LED로 하고, LED(1b)를 청색 LED로 했을 때, 제1펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 lx만 반파정류로 구동하게 된다. 따라서, LED군 lx만 발광하게 되고, 녹색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, 제1펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 녹색 광의 휘도가 설정된다. 또, 제2펄스 신호만 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 1y만 반파 정류로 구동되기 때문에, LED ly만 발광하게 되고, 청색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 청색 광의 휘도가 설정된다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호를 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급하는 경우, LED군 lx, ly 각각이 반파 정류로 구동하게 된다. 따라서, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 녹색 광과 청색 광이 혼합되어 색조된 옥색(pale blue) 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 이때, LED군 1x의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기문 T2에 비해 길면, 녹색(파장 520nm)에 가까운 옥색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 짧으면, 청색(파장 420nm)에 가까운 옥색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 또, 이와 같이 LED유닛(1)으로부터 조사되는 빛의 색조를 설정하는 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, LED유닛(1)으로부터의 옥색 광의 휘도도 설정된다.

이와 같이, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 LED lx,1y 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, 청색, 녹색, 옥색을 커버하는 색 범위에서 색을 변경할 수 있다. 그 결과, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 시간축을 따라 변화시킴으로써 LED유닛(1)으로부터 발광하는 색을 시간적으로 변화시키는 일루미네이션 등에 이용할 수 있다.

(2) 녹색 LED와 적색 LED의 조합

이와 같이 LED(1a)를 녹색 LED로 하고, LED(1b)를 적색 LED로 했을 때, 제1펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우는, 상기 (1)의 조합예와 같이, 녹색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되게 된다. 또, 제2펄스신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우는, LED군 1y 만이 반파 정류로 구동하기 때문에, LEDly만 발광하게 되고, 적색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 적색 광의 휘도가 설정된다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호를 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급하는 경우, LED군 lx, ly 각각이 반파정류로 구동하기 때문에, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 녹색 광과 적색 광이 혼합되어 색조 된 황색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 이때, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 길면, 녹색(파장: 520nm)에 가까운 황색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 짧으면, 적색(파장: 680nm)에 가까운 황색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 또, 이와 같이 LED유닛(1)으로부터 조사되는 빛의 색조를 설정하는 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, LED유닛(1)으로부터의 황색 광의 휘도도 설정된다.

이와 같이, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라 LED lx,1y 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, 녹색, 적색, 황색을 커버하는 색 범위에서 색을 변화시킬 수 있다. 따라서, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 시간축을 따라 변화시킴으로써, LED유닛(1)으로부터 발광하는 색을 시간적으로 변화시키는 일루미네이션 등에 이용할 수 있다. 또, 녹색, 적색, 황색으로 발색할 수 있기 때문에, 신호기에도 이용할 수 있다.

(3) 적색 LED와 청색 LED의 조합

이와 같이 LED(1a)를 적색 LED로 하고, LED(1b)를 청색 LED로 했을 때, 제1펄스 신호만 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우는, 상기 (2)의 조합예에서 제2 펄스 신호만이 공급되는 경우와 같이, 적색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되게 된다. 또, 제2펄스 신호만 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우는, 상기 (1)의 조합 예와 같이, 청색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호를 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급하는 경우, LED군 lx, ly 각각이 반파 정류로 구동되기 때문에, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 적색 광과 청색 광이 혼합되어 색조된 자색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 이때, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 길면,적색(파장: 680nm)에 가까운 자색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 짧으면, 청색(파장: 420nm)에 가까운 자색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 또, 이와 같이 LED유닛(1)으로부터 조사되 는 빛의 색조를 설정하는 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, LED유닛(1)으로부터의 자색 광의 휘도도 설정된다.

이와 같이, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라 LED lx,1y 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, 적색, 청색, 자색의 색 범위를 커버하는 색 범위로 색을 변경할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 시간축을 따라 변화시킴으로써, LED유닛(1)으로부터 발광하는 색을 시간적으로 변화시키는 일루미네이션 등에 이용할 수 있다.

또한, 청색 LED광에 의해 발아를 촉진시키고, 또, 적색 LED광에 의해 발아, 광합성, 개화를 촉진시킴으로서, 야채의 재배 촉진을 행하는 것이 알려져 있다. 이와 같이, 야채 재배 촉진에, 예를 들면, 제1 및 제2펄스 신호를 번갈아 일정 타이밍으로 공급함으로써 적색 및 청색의 발광을 플래시 구동시켜 이용할 수 있다. 또한, LED유닛(1)으로부터의 발광색을 자외선으로 하는 것에 의한, 폴리페놀의 증가나 살균효과, 또는, LED유닛(1)으로부터의 발광색을 청색으로 하는 것에 의한, 야채의 신선도의 유지 등의 효과를 제공할 수 있다.

3색의 LED

LED유닛(1)을 구성하는 LED(1a,1b)를 3색의 LED로 하는 경우, LED군 lx를 구성하는 LED(1a) 각각을 2색의 LED로 조합한 것으로 하고, LED군 1y를 구성하는 LED(1b) 각각을 동일 색으로 또한 LED(1a)와 다른 색의 LED로 한다. 이와 같이 구성할 때, 2색의 LED를 조합한 경우와 같이, 드라이버 회로(3)로부터의 제1 및 제2 펄스 신호에 의해 LED군 lx, ly 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, LED유닛(1)에 의한 색조를 조정할 수 있다. 이때, 상용 전원(4)으로부터의 AC전원의 반주기(반파)마다, 그 설치 위치가 근접한 LED군 lx, 1y의 발광 동작이 완전히 바뀌기 때문에, 육안으로는, LED군 lx, ly 각각의 발광색을 혼합한 색으로 보인다.

여기서, 파장 L1, L2(L1≠L2)의 2색의 LED(1a)를 직렬로 접속하여 LED군 lx를 구성하고, 파장 L3으로 되는 색(L3≠L1, L3≠L2)의 LED(1b)를 직렬로 접속하여 LED군 1y를 구성한다. 또한, LED(1a)로 되는 파장 L1, L2의 LED의 개수가 같은 경우, 번갈아 배치한다. 또, LED(1a)로 되는 파장 L1, L2의 LED의 개수가 같지 않은 경우, 예를 들면, 그 개수의 비율의 최소 단위를 1군으로 하여, 순회시키도록 배치한다. 즉, LED(1a)로 되는 파장 L1, L2의 LED의 개수가 x:y로 되는 경우, x개의 파장 L1의 LED(1a)와 y개의 파장 L2의 LED(1a)를 1군으로 하고, 이 x+y개의 1군을 순회시킨 배치로 한다. 이러한 배치로 함으로써, LED군 lx로부터의 발광색이 파장 L1, L2의 2색이 혼합한 색으로 된다.

이에 의해, 2색으로 구성한 경우와 같이, 제1펄스 신호에 의해 제어되는 LED군 lx의 ON기간(발광 기간) T1과, 제2펄스 신호에 의해 제어되는 LED군 1y의 ON기 문(발광 기간) T2의 비에 의해, LED유닛(1)의 발광색의 파장이 결정된다. 그리고, LED군 lx, ly 각각의 ON기간 T1, T2의 비를 같게 하여, LED군 lx, ly 각각의 ON기간 T1,T2 각각의 길이를 제1 및 제2펄스신호에 의해 조정함으로써, LED유닛(1)의 발광색을 동일한 파장으로 하여, 그 발광량(휘도)을 조정할 수 있다.

또한, 2색에 의한 조합 시와 같이, LED군 lx, ly 각각을 구성하는 LED(1a, 1b)의 개수가 다른 경우에 있어서는, LED(1a,1b) 각각이 등 간격으로 배치될 뿐만 아니라, 그 개수가 많은 LED 사이에, 개수가 적은 LED가 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 LED(1a,1b) 각각을 배치함으로써 LED군 lx, ly의 양방을 전광 상태로 하였을 때, LED(1a,1b) 각각의 발광색이 혼합된 색을, LED유닛(1) 전체에서 균일하게 할 수 있다.

이와 같은 3색의 LED를 조합하는 경우에 있어서, 2색에 의한 조합 시와 동일하게, LED군 lx를 구성하는 LED(1a)의 개수와, LED군 1y를 구성하는 LED(1b)의 개수에 대해, LED군 lx, ly의 동작 전압 Vfsum1, Vfsum2가 같도록, 개수 설정을 행해도 된다.

또한, LED군 lx, ly의 양방을 전광 상태로 한 때의 색을 소망 파장의 색으로 설정하도록, LED(1a,1b)의 개수를 설정해도 된다. 이때, 예를 들면, 적색, 녹색, 청색의 LED에 의해 LED군 lx, ly의 LED(1a,1b)를 구성하고, LED군 lx, ly 양방을 전광 상태로 하였을 때 백색으로 발광시키는 경우에 있어서, 적색, 녹색, 청색의 휘도의 비율이 3:6:1로 되도록 개수 설정한다. 또한, 이와 같이 전광 상태의 색에 기초하여 설정한 경우, 동작 전압이 낮은 쪽의 LED군을 구성하는 LED와 직렬로 저항을 접속함으로써, LED군 lx, ly 각각에 걸리는 전압이 같아지도록 설정한다.

이와 같은 3색의 조합으로서, 예를 들면, LED군 lx, ly 양방을 전광 상태로 하였을 때 백색으로 발광시키는 경우, (1) LED(1a)를 녹색(파장: 520nm)의 LED와 적색(파장: 680nm)의 LED로 함과 동시에, LED(1b)를 청색(파장: 420nm)의 LED로 한 조합, (2) LED(1a)를 청색(파장: 420nm)의 LED와 녹색(파장: 520nm)의 LED로 함과 동시에, LED(1b)를 적색(파장: 680nm)의 LED로 조합, (3) LED(1a)를 청색(파장: 420nm)의 LED와 적색(파장: 680nm)의 LED로 함과 동시에, LED(1b)를 녹색(파장: 520nm)의 LED로 하는 것에 의한 조합 등을 들 수 있다. 이러한 3개의 조합 예에 대해, 이하에 간단히 설명한다.

(1) LED군 lx를 녹색과 적색의 LED로 한 조합

이 경우, LED군 lx를, 녹색의 LED(1a)와 적색의 LED(1a)를 조합시켜 구성하고, LED군 1y를 청색의 LED(1b)에 의해 구성한다. 그리고, 상기한 바와 같이, 적색, 녹색, 청색의 휘도의 비율이 3:6:1로 되도록 개수 설정한다. 즉, 각 LED의 발광 휘도를 같게 하면, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 개수가 3:6:1로 설정된다. 또한, 본 조합 예도 포함하여, 이하의 각 조합 예에 있어서, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 발광 휘도가 같은 것으로 하여 설명한다.

이때, LED군 1y가, x개의 청색의 LED(1b)로 구성되면, LED군 lx가, 3x개의 적색의 LED(1a)와, 6x개의 녹색의 LED(1a)로 구성되게 된다. 그리고, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 동작 전압이 같은 것으로 하면, LED의 개수가 적은 LED군 1y에 저항이 직렬로 접속되고, LED(1a,1b)에 동등한 동작 전류가 흐르도록 설정된다.

이와 같이 하여, LED군 lx, ly가 구성될 때, 예를 들면, 적색 및 녹색의 LED(1a)와 청색의 LED(1b)의 배열 관계를, 도7A에 나타낸 바와 같이 함으로써, LED군 lx, ly를 모두 전광 상태로 하였을 때 LED유닛(1)의 발광색이 균일하게 하도록 해도 무방하다. 즉, LED군 lx에서는, 2개의 녹색의 LED(1a)(도7A중의 부호 G의 LED) 사이에 1개의 적색의 LED(1a)(도7A중의 부호 R의 LED)가 배치된다. 그리고, LED군 1y에서는, 6개의 녹색의 LED(1a)(G)와 3개의 적색의 LED(1a)(R)에 의한 1군의 중앙 위치에, 1개의 청색의 LED(1b)(도7A중의 부호 B의 LED)가 배치된다.

이와 같이 구성함으로써, 제1펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 lx만 반파 정류로 구동되고, LED군 lx만 발광하게 되고, 황색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제1펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 황색 광의 휘도가 설정된다. 또, 제2펄스 신호만 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 1y만 반파 정류로 구동되고, LED군 1y만 발광하게 되어, 청색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제2펄스신호의 출력 타이밍에 따라, 청색 광의 휘도가 설정된다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호를 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급하는 경우, LED군 lx, 1y 각각이 반파 정류로 구동되고, LED군 lx, ly가 발광하게 되어, 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 이때, LED군 lx의 ON기간 Tl이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 길면, 황색에 가까운 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 짧으면, 청색에 가까운 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 또, 이와 같이 LED유닛(1)으로부터 조사되는 빛의 색조를 설정하는 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, LED유닛(1)으로부터의 백색 광의 휘도도 설정된다.

이와 같이, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 LED lx,1y 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, 황색, 청색, 백색을 커버하는 색 범위로 색을 변화시킬 수 있다. 따라서, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 시간축을 따라 변화시킴으로써 LED유닛(1)으로부터 발광하는 색을 시간적으로 변화시키는 일루미네이션 등에 이용할 수 있다. 또, LED lx,1y 양방을 발광시킴으로서, 예컨대, 조명용의 백색등으로서 이용할 수 있다.

(2) LED군 lx를 청색과 녹색의 LED로 한 조합

이 경우, LED군 lx를, 청색의 LED(1a)와 녹색의 LED(1a)를 조합함으로써 구성하고, LED군 1y를 적색의 LED(1b)에 의해 구성한다. 그리고, 상기한 바와 같이,적색, 녹색, 청색의 휘도의 비율이 3:6:1로 되도록 개수 설정한다. 이때, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 발광 휘도가 같게 한 상태에서, LED군 1y가, 3x개의 적색의 LED(1b)로 구성되면, LED군 lx가, x개의 청색의 LED(1a)와, 6x개의 녹색의 LED(1a)로 구성되게 된다. 그리고, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 동작 전압이 같은 것으로 하면, LED군 1y에 저항이 직렬로 접속되고, LED(1a,1b)에 동등한 동작 전류가 흐르도록 설정된다.

이와 같이 하여, LED군 lx, ly가 구성될 때, 예를 들면, 청색 및 녹색의 LED(1a)와 적색의 LED(1b)의 배열 관계를, 도7B에 나타낸 바와 같이 함으로써, LED군 lx, ly를 공히 전광상태로 하였을 때, LED유닛(1)의 발광색이 균일하게 해도 무방하다. 즉, LED군 lx에서는, 6개의 녹색의 LED(1a)(도7B중의 부호 G의 LED)의 중앙 위치에 1개의 청색의 LED(1a)(도7B중의 부호 B의 LED)가 배치된다. 그리고, LED군 1y에서는, 6개의 녹색의 LED(1a)(G)와 1개의 청색의 LED(1a)(B)에 의한 1군을 약 3등분하는 위치에, 3개의 적색의 LED(1b)(도7B중의 부호 R의 LED)가 배치된다.

이와 같이 구성함으로써, 제1펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 lx만이 발광하게 되고, 옥색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제1펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 옥색 광의 휘도가 설정된다.또, 제2펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 1y만이 발광하게 되고, 적색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 적색 광의 휘도가 설정된다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호를 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급하는 경우, (1)의 경우와 같이, LED군 lx, ly가 발광하게 되고, 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 이때, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 길면,옥색에 가까운 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 짧으면, 적색에 가까운 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 또, 이와 같이 LED유닛(1)으로부터 조사되는 빛의 색조를 설정하는 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, LED유닛(1)으로부터의 백색 광의 휘도도 설정된다.

이와 같이, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 LED lx,1y 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, 옥색, 적색, 백색을 커버하는 색 범위로 색을 변경할수 있다. 따라서, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 시간축을 따라서 변화시킴으로써, LED유닛(1)으로부터 발광하는 색을 시간적으로 변화시키는 일루미네이션 등에 이용할 수 있다. 또, LED lx,1y 양방을 발광시킴으로서, 예컨대, 조명용의 백색등으로서 이용할 수 있다.

(3) LED군 lx를 적색과 청색의 LED로 한 조합

이 경우, LED군 lx를, 적색의 LED(1a)와 청색의 LED(1a)를 조합시킴으로써 구성하고, LED군 1y를 녹색의 LED(1b)에 의해 구성한다. 그리고, 상술한 바와 같이, 적색, 녹색, 청색의 휘도의 비율이 3:6:1로 되도록 개수 설정한다. 이때, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 발광 휘도가 같은 것으로 하면, LED군 1y가, 6x개의 녹색의 LED(1b)로 구성되면, LED군 lx가, x개의 청색의 LED(1a)와, 3x개의 적색의 LED(1a)로 구성되는 것으로 된다. 그리고, 적색, 녹색, 청색의 LED 각각의 동작 전압이 같은 것으로 하면, LED군 lx에 저항이 직렬로 접속되고, LED(1a,1b)에 동등ㅎ한 동작 전류가 흐르도록 설정된다.

이와 같이 하여, LED군 lx, ly가 구성될 때, 예를 들면, 청색 및 적색의 LED(1a)와 녹색의 LED(1b)의 배열 관계를, 도7C에 나타낸 바와 같이 함으로써, LED군 lx, ly를 함께 전광상태로 하였을 때, LED유닛(1)의 발광색이 균일하도록 해도 무방하다. 즉, LED군 lx에서는, 2개의 적색의 LED(1a)(도7C중의 부호 R의 LED) 사이에 있도록, 1개의 적색의 LED(1a)(R)와 1개의 청색의 LED(1a)(도7C중의 부호 B의 LED)가 배치된다. 그리고, LED군 1y를 구성하는 6개의 녹색의 LED(1b)(도7C중의 부호 G의 LED)에 의한 1군을 약 4등분 하는 위치에, 상기 3개의 적색의 LED(1a)(R)로 1개의 청색의 LED(1a)(B)가 배치된다.

이와 같이 구성함으로써, 제1펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2) 에 공급되는 경우, LED군 lx만이 발광하게 되고, 자색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제1펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 자색 광의 휘도가 설정된다.또, 제2펄스 신호만이 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급되는 경우, LED군 1y만이 발광하게 되고, 녹색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 그리고, 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, 녹색 광의 휘도가 설정된다.

또한, 제1 및 제2펄스 신호를 드라이버 회로(3)로부터 SSR(2)에 공급하는 경우, (1)의 경우와 같이, LED군 lx, ly가 발광하게 되고, 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 이때, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 길면,자색에 가까운 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사되고, LED군 lx의 ON기간 T1이 LED군 1y의 ON기간 T2에 비해 짧으면, 녹색에 가까운 백색 광이 LED유닛(1)으로부터 조사된다. 또, 이와 같이 LED유닛(1)으로부터 조사하는 빛의 색조를 설정하는 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 따라, LED유닛(1)으로부터의 백색 광의 휘도도 설정된다.

이와 같이, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 LED lx,1y 각각의 발광량(휘도)을 독립적으로 제어함으로써, 자색, 녹색, 백색을 커버하는 색 범위에서 색을 변경할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 시간축을 따라 변화시킴으로써, LED유닛(1)으로부터 발광하는 색을 시간적으로 변화시키는 일루미네이션 등에 이용할 수 있다. 또, LED lx, 1y 양방을 발광시킴으로서, 예컨대, 조명용의 백색등으로서 이용할 수 있다.

5. SSR 의 구성

상한 바와 같이 LED유닛(1)이 구성될 때, 이 LED유닛(1)에의 상용 전원(4)으로부터의 전력 공급을 결정하는 SSR(2)의 구성에 대해 이하에 설명한다. 이 SSR(2)로서, 광트리거형의 트라이악을 이용하는 것이나, 게이트 전류 트리거형의 트라이악을 이용하는 것이 있다.

광트리거형의 트라이악을 사용한 구성

SSR(2)를 광트리거형의 트라이악에 의한 것으로 할 때, 드라이버 회로(3)로부터의 펄스신호에 의해 구동하는 LED를 1차측에 구비하는 동시에, 1차측의 LED로부터의 빛에 의해 동작하는 쌍방향 형의 사이리스터인 광점호용 트라이악을 2차측에 구비한다. 1차측의 LED와, 2차측의 트라이악에 의해 포토트라이악 커플러가 형성된다. 이 포토트라이악 커플러를 구비하는 SSR(2)의 구성 예에 대해 설명한다. 또한, 드라이버 회로(3)로부터는, 포토트라이악 커플러의 LED에 대해, LED의 애노드측이 캐소드측보다 전압이 높게 되어 LED를 도통시키는 펄스 신호(상기 제1 및 제2 펄스 신호를 포함하는 모든 펄스 신호에 상당)을 발생한다.

(1) 포토트라이악 커플러만에 의한 구성

상용 전원(4)로부터 공급되는 교류 전류가 0.1A(실효치) 이하로 되는 경우는, 도8A에 나타낸 바와 같이, SSR(2)이, 포토트라이악 커플러(20) 만의 구성으로 된다. 즉, 드라이버 회로(3)부터의 펄스 신호로 발광 동작을 행하는 1차측의 LED(21)와, LED(21)로부터의 빛을 수광하여 ON/OFF구동되는 2차측의 포토트라이악(22)을 구비한다.

그리고, 포토트라이악(22)이 LED유닛(1)과 저항 R1 간에 LED유닛(1) 및 저항 R1과 직렬로 접속됨으로써, LED유닛(1)의 도통 제어가 이루어진다. 또한, 포토트라이악(22)은, LED(21)의 발광에 동기하여 ON/OFF 동작하는 비 제로 크로스형으로서 작용한다. 또한, LED(21)의 발광에 동기하여 포토트라이악(22)이 동작하기 위해서는, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압에 의해 제공되는 교류 전압이, ON전압(예컨대, 약 1.5V)보다도 높은 상태일 필요가 있다.

이와 같이 구성될 때, 도2의 타이밍 차트에 나타낸 바와 같이, 드라이버 회로(3)로부터 제1펄스 신호 P1이 제공되면, LED(21)가 발광하고, LED(21)로부터의 광을 수광한 포토트라이악(22)이 도통 상태로 되어, 제1 도통기간으로 된다. 그 때문에, 상용 전원(4)로부터의 교류 전압 Va가 LED군 lx의 동작 전압보다도 높으면, LED유닛(1)에 전류가 흐른다. 또, 드라이버 회로(3)로부터 제2펄스 신호 P2가 제공될 때에도 마찬가지로, LED(21)가 발광하고, LED(21)로부터 광을 수광한 포토트라이악(22)이 도통 상태로 되어, 제2 도통기간으로 된다. 그 때문에, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압 Va가 LED군 1y의 동작 전압보다도 높으면, LED유닛(1)에 전류가 흐른다.

이와 같이 비 제로 크로스형으로 한 경우, 펄스 신호에 대한 동작 응답이 빠르고, 포토트라이악(22)이 도통 상태로 되는 제1 및 제2 도통기간의 길이가, 드라이버 회로(3)로부터의 펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 설정된다. 또, 포토트라이 악(22)에 LED유닛(1)을 흐르는 부하 전류가 흐르는 구성으로 된다. 그 때문에, 상술한 바와 같이, 포토트라이악(22)에 의해 LED유닛(1)에 흐르는 부하 전류가 제한되고, 교류 전류가 0,1A(실효치) 이하로 되는 경우에 사용된다.

(2) 포토트라이악 커플러와 메인 트라이악을 조합하여 사용된 구성

또한, 상용 전원(4)으로부터 공급되는 교류 전류가 0.1A(실효치)보다 크고 8A(실효치) 이하로 되는 경우는, 도8B에 나타낸 바와 같이, SSR(2)이, 포토트라이악 커플러(20)에 의해 ON/OFF구동되는 메인 트라이악(23)을 2차측에 더 구비한 구성으로 된다. 즉, 메인 트라이악(23)이, LED유닛(1)과 저항 R1 간에 LED유닛(1) 및 저항 R1과 직렬로 접속된다. 그리고, 메인 트라이악(23)의 일단(도면에서 LED유닛(1) 측)과 게이트 사이에, 포토트라이악 커플러(20)의 포토트라이악(22)이 접속됨으로써, LED유닛(1)의 도통 제어가 이루어진다.

이와 같이 구성될 때, 도2의 타이밍챠트에 나타낸 바와 같이, 드라이버 회로(3)로부터 제1펄스 신호 P1이 제공되면, LED(21)이 발광하여, LED(21)로부터의 광을 수광한 포토트라이악(22)이 도통상태로 된다. 이에 의해, 도통 상태의 포토ㅌ트라이악(22)을 통해 전류가 메인 트라이악(23)의 게이트에 흐르고, 메인 트라이악(23)이 도통 상태로 되어, 제1 도통기간으로 된다. 그 때문에, 상용 전원(4)으로부터의 교류전압 Va가 LED군 lx의 동작 전압보다도 높으면, LED유닛(1)에 전류가 흐FMS다

드라이버 회로(3)로부터 제2펄스 신호 P2가 제공될 때에 대해서도 마찬가지 로 LED(21)가 발광하고, LED(21)로부터의 광을 수광한 포토트라이악(22)이 도통 상태로 되기 때문에, 도통상태의 포토트라이악(22)을 통해 전류가 메인 트라이악(23)의 게이트에 흐른다. 이에 의해, 메인 트라이악(23)이 도통 상태로 되고, 제2 도통 기간으로 되기 때문에, 상용전원(4)로부터의 교류전압 Va가 LED군 Ly의 동작 전압보다도 높으면, LED유닛(1)에 전류가 흐른다.

본 구성에 있어서도, 포토트라이악(22)이 비 제로 크로스형으로 작용하기 때문에, 펄스 신호에 대한 동작 응답이 빠르고, 포토트라이악(22)이 도통상태로 되는 제1 및 제2 도통기간의 길이가, 드라이버 회로로부터의 펄스 신호의 출력 타이밍에 의해 설정된다. 또한, 메인 트라이악(23)에 LED유닛(1)을 흐르는 부하 전류가 흐르는 구성으로 되기 때문에, 포토트라이악(22)에 부하 전류가 흐르는 구성으로 한 경우보다 큰 전류를 흘릴 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이, 교류 전류가 0.1A(실효치)이상 8A(실효치)이하로 되는 경우에 사용할 수 있다.

(3) 제로 크로스형 포토트라이악 커플러를 사용한 구성

상기한 두 구성에 있어서, 비 제로 크로스형의 포토트라이악 커플러를 사용했지만, 제로 크로스형의 포토트라이악 커플러를 사용한 구성으로 해도 무방하다. 도9A 및 도9B에 도시한 바와 같이, 포토트라이악 커플러로서, 도8A 및 도8B의 포토트라이악 커플러(20)에 대해 2개의 제로 크로스 회로(24a,24b)를 추가한 구성의 포토트라이악 커플러(20a)가 사용된다. 기타의 구성에 대해서는, 상기 두 구성(도8A 및 도8B)과 동일하다. 또한, 제로 크로스 회로(24a,24b)에 대해서는, 공지 또는 주 지의 제로 크로스 회로를 사용한 것으로 하고, 그의 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 제로 크로스 회로(24a)가, 포토트라이악(22)의 일방의 단자와 게이트 간에 구성되는 동시에, 제로 크로스 회로(24b)가, 포토트라이악(22)의 타방의 단자와 게이트 간에 구성된다. 그리고, 이 제로 크로스 회로(24a,24b)에 의해 LED(21)가 발광하고 있어도, 포토트라이악(22)의 양단에 걸리는 전압이 소정의 전압치 이하로 되지 않는 한, 포토트라이악(22)이 도통상태로 되지 않는다.

상기 두개의 구성과 달리, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 제로 크로스 할 때까지 LED(21)를 발광시키도록 펄스 신호를 발생시킬 필요가 있다. 도, 비제로 크로스형과 같이, 상용전원으로부터의 교류 전압의 반주기보다도 짧은 기간에, 제1 및 제2 도통기간의 조정이 불가능하지만, 그 동작을 안정시킬 수 있다. 이 제로 크로스형의 포토트라이악 커플러를 사용한 경우의 동작 안정화는, 그 내 노이즈성의 향상이나 포토트라이악 커플러에서의 스위칭 동작시에 발생하는 노이즈 전류의 억제에 기초한 것이다.

즉, 제로 크로스형의 포토트라이악 커플러를 사용함으로써, 상용 전원(4)으로부터의 전압이 포토트라이악(22)에 급격하게 인가되는 것이나, 상용 전원(4)으로부터의 AC전원에 중첩되는 전압 노이즈에 의해 포토트라이악(22)이 오동작하는 것을 경감할 수 있다. 또, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 최대치 또는 최소치 부근으로 되는 타이밍에, 포토트라이악(22)이 ON한 때에, 급격한 높은 동작 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 부하인 LED유닛(1)에 높은 동작 전류가 급격하게 흐르는 것을 방지하여, LED유닛(1) 내의 LED(1a,1b)의 열화나 파괴 등을 방지할 수 있다.

게이트 전류 트리거형 트라이악을 사용한 구성

상기 광트리거형 트라이악을 사용한 구성에 있어서, SSR(2)의 1차측과 2차측간에 빛을 중개함으로써 SSR(2)의 2차측의 도통상태를 ON/OFF 절환하기 때문에, 상기 1차측과 2차측이 서로 절연된다. 그러나, 1차측에 펄스 신호를 제공하는 드라이버 회로(3)에 전력을 공급하는 DC전원(5)도 상용 전원(4)으로부터 취득되는 경우는, 1차측과 2차측을 서로 절연할 필요가 없다. 그 때문에, 도10과 같이, 게이트 전류 트리거형의 트라이악(20b)에 의해 SSR(2)을 구성할 수 있다.

상기 트라이악(20b)은, LED유닛(1)과 저항 R1 사이에서 LED유닛(1) 및 저항 R1과 직렬로 접속되는 동시에, 그 양단 각각에 대한 2개의 게이트 G1, G2를 구비한다. 즉, LED유닛(1)과 접속되는 단자 Ta측에 게이트 G1이, 저항 R1과 접속되는 단자 Tb측에 게이트 G2가, 각각 설치되어 있다. 그리고, 게이트 G1에, 드라이버 회로(3)로부터 제2펄스신호 P2가 입력되어, 제2 도통기간이 제어됨으로써, LED군 1y의 발광 기간(발광량)이 제어된다. 또, 게이트 G2에, 드라이버 회로(3)로부터 제1펄스신호 P1이 입력되어, 제1 도통기간이 제어됨으로써, LED군 lx의 발광 기간(발광량)이 제어된다.

이와 같이, 게이트 전류 트리거형의 트라이악(20b)에 의해 SSR(2)을 구성한 경우에 있어서도, 광트리거형의 포토트라이악(20)에 의해 SSR(2)를 구성한 경우와 동일한 발광 구동 동작을 행할 수 있다. 그리고, LED(21)가 불필요하기 때문에, 광 트리거형과 비교하여, 그 구성을 보다 간단한 구성으로 할 수 있다. 또, 상용 전원(4)으로부터 DC전원(5)을 생성하는 경우는, 예를 들면, 도11A에 나타낸 바와 같이, 상용 전원(4)에 접속되어 정류 동작을 행하는 브리지 회로(51)와, 브리지 회로(51)의 후단에 접속되는 평활 회로(52)를 제공함으로써, DC전원(5)과 동등한 직류 전압을 드라이버 회로(3)에 공급할 수 있다.

이때, 평활 회로(52)가, 도11A에 나타낸 바와 같이, 브리지 회로(51)의 접점A에 애노드가 접속된 다이오드 Dx와, 다이오드Dx의 캐소드에 일단이 접속되어 드라이버 회로(2)와 병렬로 접속된 커패시터 Cx와, 커패시터 Cx의 타단과 브리지 회로(51)의 접점 C 사이에 드라이버 회로(2)와 직렬로 접속된 저항 Rx에 의해 구성E된다. 또한, 브리지 회로(51)의 접점 B 및 접점 D에 상용 전원(4)이 접속된다.

또한, 이때, 예를 들면, 도11B에 나타낸 바와 같이, 브리지 회로(51)의 접점A에 콜렉터가 접속되는 동시에 브리지 회로(51)의 접점 C에 에미터가 접속된 포토트랜지스터 Tr을 제공해도 된다. 이와 같이 함으로써, 포토트랜지스터 Tr에 외광의 입광이 없을 때는, 포토트랜지스터 Tr이 비도통으로 되기 때문에, 드라이버 회로(2)에 대해 평활 회로(52)로부터 전력 공급이 이루어진다. 반대로, 포토트랜지스터 Tr에 외광이 입광한 때는, 포토트랜지스터 Tr이 도통으로 되기 때문에, 드라이버 회로(2)에 평활 회로(52)로부터의 전력의 공급이 없다.

6. 각종 보호 구성

상기와 같은 구성에 있어서, SSR(2)은 다음과 같이 여러 측면으로 보호될 수 있다. 즉, 도12에 나타낸 바와 같이, 저항 R2와 커패시터 Cl의 직렬 회로에 의해 구성되는 스너버 회로(9)를 SSR(2)과 병렬로 접속함으로써, 상용 전원에 의한 급격한 과전압으로부터 SSR(2)를 보호하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 도13에 나타낸 바와 같이, 상용 전원(4)과 LED유닛(1) 사이에 퓨즈(10)을 직렬로 접속함으로써, 상용 전원(4)에 의한 급격한 전압 변화에 의해 과전류가 LED유닛(1)에 흘러 LED유닛(1) 중의 LED(1a,1b)의 과전류 서지 파괴를 방지하는 구성으로 할 수 있다.

또한, LED유닛(1)에 있어서, 도14에 나타낸 바와 같이, LED군 lx, ly 각각에, 직렬 접속한 LED(1a,1b)와 동일한 전류 방향으로 접속하는 정류 다이오드 Dl, D2를 제공함으로써 LED군 lx, ly 각각의 역내압 보상을 행할 수 있다. 이에 의해, LED군 lx, ly 각각을 구성하는 LED(1a,1b)의 역내압의 변동에 의한 LED군 lx, ly 전체의 역내압이 낮아져도, LED군 lx·1y에의 역류를 방지할 수 있어, 그 안전성을 보상할 수 있다.

또한, 이들 각종 보상 구성에 대해서는, 그 설계시에 있어서 필요로 하는 구성이 채용됨으로써, 각각을 조합하여 구성해도 되고, 불필요하게 되는 경우는, 그 구성을 생략해도 된다.

이들의 상기 각 구성이나 동작에 대해, 이하의 각 실시 형태에서는 공통으로 이용되는 구성이나 동작이기 때문에, 이하의 각 실시 형태에서는, 그 상세한 설명에 대해서는 생략한다. 또, 이하의 각 실시 형태에서는, LED유닛(1)의 발광량의 제어 동작에 대해, 제어 기준이 되는 신호와 그 신호에 의한 제어 동작에 대해 설명 하는 것으로 한다.

제1 실시 형태

상기한 기본 구성(도1)에 대해, LED유닛(1)에 흐르는 전류를 검출하여 드라이버 회로에 피드백하는 제1 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도15는, 본 실시 형태에 있어서의 LED발광 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한,도15의 구성에 있어서, 도1의 구성과 동일한 목적으로 사용하는 부분 및 소자에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하고 그 상세한 설명은 생략한다.

도15의 LED발광 장치는, 도1의 LED발광 장치의 구성에, 저항 R1의 양단의 전압을 검출함으로써 부하 전류의 전류치를 검출하는 전류 검출기(11)을 추가한 구성으로 하고, 이 전류검출기(11)에서 검출한 값이 드라이버 회로(3)에 제공된다. 그리고, 드라이버 회로(3)에서는, 조작부(6) 또는 적외선 신호 수신부(7)에 의해 지시된 전류치와, 전류 검출기(11)에서 검출된 전류치를 비교하고, 지시된 전류치에 가까워지도록 펄스 신호의 출력이 행해진다.

전류검출기(11)에서는, 상용 전원(4)으로부터의 AC전원의 반주기마다, 저항 R1, 즉 LED유닛(1)을 흐르는 피크 전류를 검출하고, 검출한 피크 전류를 드라이버 회로(3)에 제공한다. 이하에 있어서, LED군 lx에 전류가 흐를 때의 상용 전원(4)에 의한 AC전원의 "일방향"으로 하고, LED군 1y에 전류가 흐를 때의 상용 전원(4)에 의한 AC전원의 "타방향"으로 한다. 따라서, 일방향에서의 부하 전류의 피크 전류가 드라이버 회로(4)에 제공되면, SSR(2)에 공급되는 제1펄스 신호의 출력 타이밍이 조정되고, 타방향에서의 부하 전류의 피크 전류가 드라이버 회로(4)에 제공되면, SSR(2)에 공급하는 제2펄스 신호의 출력 타이밍이 조정된다.

이와 같이 동작하는 LED발광 장치에 있어서, 전류 검출기(11)가, 도16과 같은 구성으로 된다. 도16에 나타낸 전류 검출기(11)는, 저항 R1의 상용 전원(4) 측의 일단이 반전 입력 단자에 접속되는 동시에 저항 R1의 타단이 비반전 입력단자에 접속된 차동 증폭 회로(111)와, 차동 증폭 회로(111)의 출력 단자에 그의 애노드가 접속되는 다이오드 Da와, 차동증폭회로(111)의 출력 단자에 캐소드가 접속되는 다이오드 Db와, 다이오드 Da의 캐소드에 일단이 접속되는 동시에 타단이 접지되는 것으로 병렬 회로를 구성하는 커패시터 Ca 및 저항 Ra와, 다이오드 Db의 애노드에 일단이 접속되는 동시에 타단이 접지됨으로써 병렬 회로를 구성하는 커패시터 Cb 및 저항 Rb을 구비한다.

또한, 드라이버 회로(3)는, 도17에 나타낸 바와 같이, SSR(2)에 공급되는 제1 및 제2펄스신호 각각을 발생하는 펄스 발생 회로(31)와, 펄스 발생 회로(31)에 있어서의 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 설정하는 신호 처리 회로(32)를 구비한다. 이와 같이 구성될 때, 조작부(6) 또는 적외선 신호 수신부(7)로부터의 조광제어 신호가 신호 처리 회로(32)에 제공되면, 조광제어 신호를 해석함으로써 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍이 설정된다. 그리고, 설정된 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 의해, 펄스 발생 회로(31)가 제1 및 제2펄스 신호를 SSR(2)에 출력한다.

이와 같이, 드라이버 회로(3)에 의해, LED유닛(1)의 LED군 lx, ly 각각의 발광량(발광 시간)이, 외부로부터의 조광제어 신호에 기초하여 제어된다. 즉, LED군 lx의 휘도를 높게 하는 경우, LED군 lx의 발광 시간을 길게 하도록, 제1펄스신호의 출력 타이밍이 설정되고, 반대로, LED군 lx의 휘도를 낮게 하는 경우, LED군 lx의 발광 시간을 짧게 하도록, 제1펄스 신호의 출력 타이밍이 설정된다. 또한, LED군 1y의 휘도에 대해 설정되는 제2펄스 신호의 출력 타이밍에 대해서도 동일하다.

그리고, 이 외부로부터의 조광제어 신호에 따라 제1 및 제2펄스 신호가 펄스 발생회로(31)로부터 출력될 때, 전류 검출기(11)에 의해 저항 R1의 양단의 전압이 검출됨으로써, LED유닛(1)을 흐르는 부하 전류의 검출이 행해진다. 이때, 상용 전원(4)으로부터 흐르는 전류가 일방향인 경우, LED군 lx로 전류가 흐르고, 그 부하 전류에 의한 전압이 저항 R1에 나타난다. 그리고, 저항 R1의 양단의 전압이 차동 증폭 회로(111)에 입력되면 차동 증폭 회로(111)의 출력이 포지티브로 되기 때문에, 다이오드 Da 및 커패시터 Ca에 의해 부하 전류의 피크치에 상당하는 전압이 커패시터 Ca와 저항 Ra의 접속 노드에 나타난다.

따라서, 커패시터 Ca와 저항 Ra의 접속 노드에 나타나는 부하 전류의 피크치에 상당하는 전압이 드라이버 회로(3)에 제공됨으로써 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 일방향으로 될 때의 부하 전류의 피크치가 드라이버 회로(3)의 신호 처리 회로(32)에서 확인된다. 신호처리회로(32)에서는, 커패시터 Ca와 저항 Ra의 접속 노드에 나타나는 전압으로부터, 부하전류의 피크치를 확인하면, 이 부하 전류의 피크치에 기초하여, 부하 전류의 실효치를 구한다. 그리고, 구한 부하 전류의 실효치와, 실제로 필요한 부하 전류의 실효치를 비교함으로서, LED군 lx에 흐르고 있는 부하 전류의 대소를 확인한다.

동일하게, 상용 전원(4)으로부터 흐르는 전류가 타방향인 경우, LED군 1y에 전류가 흐르고, 그 부하 전류에 의한 전압이 저항 R1에 나타나기 때문에, 차동 증폭 회로(111)의 출력이 네가티브로 되어, 다이오드 Db 및 커패시터 Cb에 의해 부하 전류의 피크치에 상당하는 전압이 커패시터 Cb와 저항 Rb의 접속 노드에 나타난다.따라서, 드라이버 회로(3)에서는, 커패시터 Cb와 저항 Rb의 접속 노드에 나타나는 전압으로부터 부하 전류의 피크치를 확인하고, 이 부하전류의 피크치에 기초하여, 부하 전류의 실효치를 구한다. 그리고, 구한 부하 전류의 실효치와, 실제로 필요한게 되는 부하 전류의 실효치를 비교함으로써, LED군 1y에 흐르는 부하 전류의 대소를 확인한다.

이와 같이 하여, LED군 lx, ly 각각의 부하 전류의 대소가 확인되면, 그 대소에 기초하여, 펄스 발생 회로(31)에 의한 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 변화시킨다. 즉, 신호 처리 회로(32)에 있어서, LED군 lx, ly의 부하 전류가 큰 ㄱ것이, 전류 검출기(11)의 검출 결과로부터 확인되면, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍이, 제1 및 제2 도통기간이 짧아지도록 한 타이밍으로 변경된다. 반대로, 신호처리회로(32)에 있어서, LED군 1x·1y의 부하 전류가 적은 것이, 전류 검출기(11)의 검출 결과로부터 확인되면, 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍이, 제1 및 제2도통기간이 길어지도록 하는 타이밍으로 변경된다.

이와 같이 본 실시 형태에 의하면, 상용 전원(4)의 교류 전압의 일방향 및 타방향 각각에 대해, 부하 전류의 피크치를 검출하는 피크 검출 회로를 제공함으로써, 간단한 회로로 LED유닛(1)을 흐르는 부하 전류의 검출을 행할 수 있다. 그리고, LED유닛(1)의 부하 전류의 검출치를 드라이버 회로(3)에 제공함으로써, 외부로 부터 지시된 발광량에 의한 발광이 이뤄지도록, SSR(2)에 대해 제공되는 펄스 신호의 출력 타이밍을 피드백 제어할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, LED유닛(1)을 보상하기 위한 저항 R1의 양단의 전압을 검출함으로써, 부하 전류가 검출되는 것으로 했지만, 이 저항 R1과는 별도로 직렬로 저항을 설치하고, 이 저항 양단의 전압을 검출함으로써, 부하 전류가 검출되는 것으로 해도 된다. 이때, 부하 전류 검출용의 저항이 새로 설치되는 구성이 되지만, 이 저항에 대해서도, LED유닛(1)을 보상하기 위한 저항 R1의 일부로서 작용한다. 또, 부하전류의 실효치에 대해서는, 전류 검출기로부터의 전압 신호의 값과 부하 전류의 실효치와의 상관 데이터를 미리 구해 얻어진 데이터 테이블을 참조함으로써 얻어질 수도 있다.

제2 실시 형태

상기 기본 구성(도1)에 대해, LED유닛(1)에 흐르는 전류를 검출하여 드라이버 회로에 피드백하는 제2 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도18은, 본 실시 형태에서의 LED발광 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도18의 ㄱ구성에 있어서, 도15의 구성과 동일한 목적으로 사용되는 부분 및 소자에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하고 그 상세한 설명은 생략한다.

도18의 LED발광 장치는, 도1의 LED발광 장치의 구성에, LED유닛(1)의 LED군 lx, ly 각각에 직렬로 접속된 저항 R2x, R2y와, 저항 R2x, R2y 각각의 양단의 전압을 검출함으로써 부하 전류의 전류치를 검출하는 전류 검출기(1lx, 11y)를 추가한 구성으로 하고, 이 전류 검출기(1lx,11y)에서 검출한 값이 드라이버 회로(3)에 제공된다. 그리고, 저항 R2x, R2y의 일단이 각각 LED(1a,1b)의 캐소드에 접속되는 동시에, 저항 R2x, R2y의 타단이 각각 LED(1b,1a)의 애노드에 접속된다.

전류검출기(11x)가, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 일방향이고, LED군 lx에 전류가 흐를 때의 부하 전류를 검출하고, 전류 검출기(11y)가, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 타방향이고, LED군 1y에 전류가 흐를 때의 부하 전류를 검출한다. 그리고, 드라이버 회로(3)에서는, 조작부(6) 또는 적외선 신호 수신부(7)에 의해 지시된 전류치와, 전류검출기(1lx,11y)에서 검출한 전류치를 비교하고, 지시된 전류치에 근접하도록 펄스신호의 출력이 행해진다.

이와 같이 동작하는 LED발광 장치에 있어서, 전류 검출기(11x,11y)가, 도19와 같은 구성으로 된다. 또한, 전류 검출기(11x,11y)의 구성은 동일하기 때문에, 도19에 있어서는, 전류 검출기(11x)의 구성을 나타내고, 전류 검출기(11y)에 대해 상당하는 부분에 대해서는 괄호 내의 부호로 나타낸다. 도19에 나타낸 전류 검출기(11x)(11y)는, 저항 R2x (R2y)의 양단의 전압을 증폭하는 차동 증폭 회로(112)와, 차동 증폭 회로(112)의 출력단자에 일단이 접속된 저항 R과, 저항 R의 타단에 일단이 접속되는 동시에 타단이 접지된 커패시터 C를 구비한다.

상기 전류 검출기(11x)(11y)에 있어서, 저항 R과 커패시터 C의 접속 노드에 나타나는 전압이, LED군 lx(1y)를 흐르는 부하 전류의 크기를 나타낸다. 또, 차동 증폭 회로(112)에서는, 비반전 입력 단자에 저항 R2x (R2y)의 일단과 LED(1a)(1b)의 캐소드와의 접속 노드가 접속되고, 반전 입력 단자에 저항 R2x(R2y)의 타단과 LED(1b)(1a)의 애노드의 접속 노드가 접속된다. 도19와 같이 전류 검출기(11x,11y)로 구성되는 LED발광 장치에 있어서, 드라이버회로(3)는, 제1 실시 형태의 LED발광 장치와 동일하게, 도17에 나타내는 구성으로 된다.

본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 달리, LED군 lx, ly 각각에 대해 전류검출기(1lx,11y)가 제공되지만, 기타의 구성에 대해서는, 제1의 실시 형태와 같다. 또, 그 동작에 대해서도, 전류 검출기(11x,11y)로부터의 검출 결과를 사용하여 부하전류의 조정을 하는 부분이 다르고, 기타의 부분에 대해서는 동일한 동작을 행한다. 따라서, 이하에서는 전류 검출기(11x,11y)의 검출 동작에 대해 설명하고, 기타의 동작 부분에 대해서는 제1 실시 형태를 참조하는 것으로 하고, 그 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

상용전원(4)으로부터의 교류 전압이 일방향이고, LED군 lx에 전류가 흐를 때, 전류검출기(1lx)에서는, 차동 증폭 회로(112)에 저항 R2x의 양단에 나타나는 전압이 증폭된다. 그리고, 저항 R과 커패시터 C에 의해 차동 증폭 회로(112)로부터의 출력 전압이 평활되어, 드라이버 회로(3)에 제공된다. 따라서, 드라이버 회로(3)에는, LED군 lx에 흐르는 부하 전류의 전류치를 평활화한 값에 상당하는 전압 신호가 제공된다. 또, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압의 방향이 타방향이고, LED군 1y에 전류가 흐를 때, 전류 검출기(11y)에서는, 차동 증폭 회로(112)에 저항 R2y의 양단에 나타나는 전압이 증폭되고, 저항 R과 커패시터 C에 의해 평활된다. 따라서, 드라이버 회로(3)에는, LED군 1y에 흐르는 부하에 흐르는 부하전류의 전류치를 평활화한 값에 상당하는 전압 신호가 제공된다.

이와 같이 하여, 전류 검출기(11x,11y) 각각으로부터의 전압 신호가 드라이버 회로(3)에서 제공되면, 신호 처리 회로(32)에 있어서, LED군 lx, ly를 흐르는 부하 전류의 실효치를 구하고, 구한 부하 전류의 실효치와, 실제로 필요해지는 부하 전류의 실효치를 비교함으로서, LED군 lx, ly에 흐르고 있는 부하 전류의 대소를 확인한다. 그리고, 확인한 부하 전류의 대소에 기초하여, 펄스 발생 회로(31)에 의한 제1 및 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 변화시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 달리, LED군 lx, ly 각각에 대해 전류검출기를 제공한 구성으로 하기 때문에, 제1 실시 형태에 비해, 그 부하 전류의 검출을 비교적 고정밀도로 검출할 수 있다. 또, 제1 실시 형태와 같이, LED유닛(1)의 부하전류의 검출치를 드라이버 회로(3)에 제공함으로써, 외부로부터 지시된 발광량에 의한 발광이 이루어지도록, SSR(2)에 대해 제공하는 펄스 신호의 출력 타이밍을피드백할 수 있다.

제3 실시 형태

상기 기본 구성(도1)에 대해, LED유닛(1)으로부터의 발광색을 검출하여 드라ㅇ이버 회로에 피드백하는 제3 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도20은, 본 실시 형태에서의 LED발광 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도20의 구성에 있잇어서, 도1의 구성과 동일한 목적으로 사용하는 부분 및 소자에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하고 그 상세한 설명은 생략한다.

도20의 LED 발광 장치는, 도1의 LED발광 장치의 구성에, LED유닛(1)으로부터 출사되는 빛의 색 온도를 측정하는 컬러 센서(12)를 추가한 구성으로 하고, 이 컬러 센서(12)에서 검출한 값이 드라이버 회로(3)에 제공된다. 그리고, 드라이버 회로(3)에서는, 컬러 센서(12)에 검출된 색온도에 의한 색과, 조작부(6) 또는 적외선 신호 수신부(7)에 의해 지시된 색을 비교하고, 지시된 색이나 파장에 근접하도록 펄스 신호의 출력이 행해진다. 또한, 컬러 센서(12)로서, 예를 들면, 적색, 녹색, 및 청색의 각 색을 분광하는 RGB 필터와, RGB필터에서 분광된 각 색의 휘도치를 계측하는 각 색에 대응한 수광소자로 구성된다.

이와 같이 구성하는 LED발광 장치에서는, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 일방향이고, LED군 lx에 전류가 흐를 때, 컬러 센서(12)에 의해 LED군 lx로부터의 발광색이 검출되고, 드라이버 회로(3)에 제공된다. 따라서, 드라이버 회로(3)에서는, 신호 처리 회로(22)에 있어서, 조작부(6) 또는 적외선 신호 수신부(7)로부터의 조광제어 신호에 의해 지시되는 LED군 lx의 발광색과, 컬러 센서(12)에 의해 검출된 발광색이 비교된다. 즉, 컬러 센서(12)에 의해 제공되는 발광색의 색온도나 파장이 확인되고, 지시된 것과 비교한다. 그리고, 그 비교 결과에 기초하여, 펄스 발생 회로(31)에 있어서의 제1 펄스 신호의 출력 타이밍을 설정하고, LED군 lx의 발광량(발광시간)이 제어됨으로써, 지시된 색의 발광이 행해지도록, 피드백제어된다.

동일하게, 상용 전원(4)으로부터의 교류 전압이 타방향이고, LED군 1y에 전류가 흐를 때, 컬러 센서(12)에 의해 LED군 1y로부터의 발광색이 검출되어 드라이버 회로(3)에 제공되고, 신호 처리 회로(32)에 있어서, 조광제어 신호에 의해 지시 되는 LED군 1y의 발광색과, 컬러 센서(12)에 의해 검출된 발광색이 비교된다. 그리고, 그 비교 결과에 기초하여, 펄스 발생 회로(31)에 있어서의 제2펄스 신호의 출력 타이밍을 설정하고, LED군 1y의 발광량(발광시간)이 제어됨으로써, 지시된 색의 발광이 행해지도록, 피드백제어된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 컬러 센서(12)를 제공함으로서, LED군lx, 1y의 발광량을, 조광제어 신호에 의해 지시되는 파장의 색에 가까운 값으로 피드백제어할 수 있다. 또, 이 컬러 센서(12)에 의한 색온도나 색파장의 검출에 의해, LED유닛(1)의 휘도 조정이나 전류 조정에 의한 과전류 보호 기능을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 컬러 센서(12)를 LED유닛(1)에 대해 일체로 하는 경우, 설치되는 색필터를, LED군 lx, ly 각각을 구성하는 LED(1a,1b)의 발광색에 따른 것으로 한다. 또, 컬러 센서(12)를, LED군 lx의 색온도나 색파장의 검출을 행하는 센서와, LED군 1y의 색온도나 색파장의 검출을 행하는 센서를, 별체로 하여 구성해도 된다. 이때, LED군 lx의 발광색을 검출하는 센서의 색필터를, LED군 lx를 구성하는 LED(1a)의 발광색에 따른 것으로 함과 동시에, LED군 1y의 발광색을 검출하는 센서의 색필터를, LED군 1y를 구성하는 LED(1b)의 발광색에 따른 것으로 할 수 있다.

또한, 제1∼제3 실시 형태에 있어서, 초기 상태에 있어서, 전광상태로 LED군 lx, ly를 구동시킬 때, 실제 구동시키는 기간을, SSR(2)의 2차측을 항상 도통시켜 구동 가능한 기간의 90∼95%로 해도 좋다. 즉, 초기 상태에 있어서, 전광 상태를 지시하여 LED군 lx, ly 각각을 ON시키는 기간이, ON으로 하는 것이 가능한 기간의 90∼95%로 함으로써, 본래의 발광 시간보다도 짧게 설정한다. 이에 의해 장기 사용에 의해 LED군 lx, ly를 흐르는 부하 전류치가 적어진 경우에, 나머지의 5∼10%분의 발광 시간을 이용하여, 휘도 상승을 행하여 전광 상태의 휘도의 감소를 보상할 수 있다.

본 발명은, 연색 조명이나 일루미네이션 조명을 행하는 것을 포함하는 조명 기구에 적용할 수 있다. 또, LED의 조합에 의해서는, LED신호기나, 냉장고 내의 신선한 제품의 신선도를 유지하는 LED등이나, 야채 배양용 LED등이나, 살균등 등에의 적용도 가능하다.

도1은, 본 발명의 LED발광 장치의 기본 구성이 되는 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

도2A는, 도1의 LED발광 장치에서의 각 부의 상태를 나타내는 타이밍챠트이다.

도2B는, 도1의 LED발광 장치에서의 각 부의 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도2C는, 도1의 LED발광 장치에서의 각 부의 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도2D는, 도1의 LED발광 장치에서의 각 부의 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도3A는, LED유닛에서의 조광상태의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도3B는, LED유닛에서의 조광상태의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도3C는, LED유닛에서의 전광상태의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도3D는, LED유닛에서의 전광상태의 동작 상태를 나타내는 타이밍챠트이다.

도4는, 도1의 LED발광 장치에서의 저항을 가변으로 한 때의 블록도이다.

도5는, LED유닛을 병렬로 복수 접속한 때의 LED발광 장치의 구성을 나타내는

블록도이다.

도6A는, LED의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

도6은, LED의 다른 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

도7A는, LED유닛을 구성하는 각 LED군에서의 LED의 배열 예를 나타내는 도면이다.

도7B는, LED유닛을 구성하는 각 LED군에서의 LED의 다른 배열 예를 나타내는 도면이다.

도7C는, LED유닛을 구성하는 각 LED군에서의 LED의 다른 배열 예를 나타내는 도면이다.

도8A는, 광트리거형의 SSR의 구성 예를 나타내는 회로도이다.

도8B는, 광트리거형의 SSR의 다른 구성 예를 나타내는 회로도이다.

도9A는, 광트리거형의 SSR의 다른 구성 예를 나타내는 회로도이다.

도9B는, 광트리거형의 SSR의 다른 구성 예를 나타내는 회로도이다.

도10은, 게이트 전류 트리거형의 SSR의 구성 예를 나타내는 회로도이다.

도11A는, 직류 전원 대신에 상용 전원으로부터의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 공급할 때의 구성을 나타내는 도면이다.

도11B는, 직류 전원 대신에 상용 전원으로부터의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 공급할 때의 다른 구성을 나타내는 도면이다.

도12는, 스너버 회로를 구비한 구성으로 한 때의 LED발광 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도13은, 퓨즈를 구비한 구성으로 한 때의 LED발광 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.

도14는, 역내압 보상을 제공한 LED유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도15는, 제1 실시 형태의 LED발광 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

도16은, 도15의 LED발광 장치에서의 전류 검출기의 구성을 나타내는 회로도이다.

도17은, 도15의 LED발광 장치에서의 드라이버 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.

도18은, 제2 실시 형태의 LED발광 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

도19는, 도18의 LED발광 장치에서의 전류 검출기의 구성을 나타내는 회로도이다.

도20은, 제3 실시 형태의 LED발광 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

도21은, AC전원으로 구동하는 종래의 LED발광 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도22는, DC전원으로 구동하는 종래의 LED발광 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

Claims

교류 전원으로부터의 정의 전압에 의해 발광하는 복수의 제1 LED를 직렬접속한 제1 LED군;

상기 제1 LED군에 대해 역병렬접속되고 교류 전원으로부터의 부의 전압에 의해 발광함과 아울러, 상기 제1 LED군과는 발광색이 다른 복수의 제2 LED를 직렬접속한 제2 LED군;

상기 제1 LED군의 발광시간을 제1 펄스 신호로 제어하고, 상기 제2 LED군의 발광시간을 제2 펄스 신호로 제어하는 연색제어수단;

상기 제1 및 제2 펄스 신호를 받아 상기 제1 및 제2 LED군을 위상제어에 의해 ON제어를 행하는 스위치 수단을 구비하는 LED 발광장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 펄스 신호의 출력타이밍을 시간축에 따라 변화시키는 LED 발광장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 LED군과 제2 LED군을 근접설치하는 LED 발광장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 LED군의 발광시간과 상기 제2 LED군의 발광시간을 설정입력하는 조작부를 더 포함하는 LED 발광장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 LED군의 발광시간과 상기 제2 LED군의 발광시간을설정입력하는 리모트 콘트롤러 및 적외선 신호 수신부를 더 포함하는 LED 발광장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 LED발광장치를 사용한 조명 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 LED발광장치를 사용한 등(燈) 기구.
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