KR100986815B1

KR100986815B1 - 엘이디 정전류 구동장치

Info

Publication number: KR100986815B1
Application number: KR1020100010970A
Authority: KR
Inventors: 신봉섭
Original assignee: 신봉섭
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2010-10-13
Also published as: CN102742360A; WO2011096649A2; US8786194B2; US20120299484A1; WO2011096649A3

Abstract

개시된 내용은 LED 정전류 구동장치에 관한 것으로서, 전원을 공급하는 전원부와, 하나 이상의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부와, LED부의 출력단에 연결되며, LED부에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부와, 전류검출부에서 검출된 전류신호를 기설정된 제 1 기준신호와 비교하고, 비교 결과에 따른 오차신호를 증폭, 출력하는 오차증폭부와, 직렬로 구성된 LED부의 하나 이상의 LED에 연결되고, 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호를 기설정된 제 2 기준신호와 각각 비교하며, 비교 결과를 토대로 순차구동 제어신호를 발생시켜 연결되어 있는 LED부의 각 LED의 발광 또는 오프 구동을 제어하는 복수의 순차구동 제어부를 포함한다.
따라서, 본 발명은 정현파 전원을 사용하는 회로에서 고역율의 조명기기를 구성할 수 있고, 종래에서와 같이 전해 콘덴서를 사용하지 않기 때문에 조명기기의 수명을 증대시키며, 회로를 간단하게 구성할 수 있으므로 저가의 조명기기를 제작할 수 있다.

Description

엘이디 정전류 구동장치{Constant current driving apparatus for light emitting diode}

본 발명은 엘이디(LED;light emitting diode, 이하 LED라 함) 정전류 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 LED는 친환경적이고, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이다. 그리고 LED는 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하고 색 재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 LED의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있다. 이와 같이 LED는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지고 있기 때문에 최근에 LCD 패널의 백라이트용 광원으로도 많이 응용되고 있다.

또한, LED를 이용한 조명기기에서 출력을 크게 하기 위해서는 LED를 복수 개 연결하여 사용하여야 하는데, 이 경우 복수 개 연결된 LED를 구동하기 위해서는 LED의 순 방향 동작 전압을 직렬 접속된 수대로 합한 전압 이상의 전압이 공급되어야 한다.

이처럼 복수 개의 LED를 사용한 조명기기에서는 통상적으로 넓은 범위의 전압에서 구동시키기 위하여 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 이용한 전원을 사용한다.

하지만, 종래의 SMPS를 이용한 LED 구동장치는, 고속 스위칭을 사용하기 때문에 노이즈가 많이 발생되어 노이즈 필터를 반드시 구성하여야 하고, 그 이외에도 회로 구성시 많은 부품을 사용하기 때문에 저렴한 비용으로 회로를 구성하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 LED 구동장치에는 전해 콘덴서가 사용되기 때문에 장수명용으로는 부적합하며, 거의 모든 LED 조명기기는 빛을 발광하는 LED와 함께 회로가 구성되기 때문에 LED의 발광으로 인한 열 때문에 전해 콘덴서의 수명이 더욱 단축되는 문제점이 발생하였다.

또한, LED가 복수 개 연결된 조명기기에서는 각 LED의 순 방향 동작 전압을 합한 전압 이상의 전압이 공급되어야 동작하기 때문에 입력 전압의 변동이 큰 환경에서는 고역율의 LED 조명기기를 구성하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 직렬로 구성된 복수의 LED를 구동할 때 입력 전압의 크기에 맞추어 LED의 구동을 수행하도록 하는 LED 정전류 구동장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 복수의 LED가 직렬로 구성된 회로에서 입력 전압이 낮더라도 전류를 흘릴 수 있는 수량의 LED는 발광시키고 나머지 LED는 쇼트시켜 입력 전압의 변동 범위를 최대한 넓게 사용하면서 LED 구동을 수행하도록 하는 LED 정전류 구동장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 정전류 구동장치는, 전원을 공급하는 전원부와, 하나 이상의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부와, LED부의 출력단에 연결되며, LED부에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부와, 전류검출부에서 검출된 전류신호를 기설정된 제 1 기준신호와 비교하고, 비교 결과에 따른 오차신호를 증폭, 출력하는 오차증폭부, 그리고 직렬로 구성된 LED부의 하나 이상의 LED에 연결되고, 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호를 기설정된 제 2 기준신호와 각각 비교하며, 비교 결과를 토대로 순차구동 제어신호를 발생시켜 연결되어 있는 LED부의 각 LED의 발광 또는 오프 구동을 제어하는 복수의 순차구동 제어부를 포함할 수 있다.

이때 상술한 순차구동 제어부는, 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호가 제 2 기준신호를 초과하면 연결되어 있는 LED부의 특정 LED의 양단에 전류를 흘리기 위한 순차구동 제어신호를 생성하여 해당 LED의 구동을 제어하며, 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호가 제 2 기준신호 미만이면 연결되어 있는 LED부의 특정 LED의 양단에 전류가 흐르지 않도록 하기 위한 순차구동 제어신호를 생성하여 해당 LED의 구동을 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 순차구동 제어부는, 전원부에서 공급되는 전원의 최소전압에 의해 발광 가능한 수량의 LED를 제외한 모든 LED에 연결하고, 순차구동 제어부에 의한 발광 또는 오프 구동에 관계없이 순차구동 제어부가 연결되지 않는 LED부의 특정 LED는 전원부로부터의 전원 공급이 중지될 때까지 발광을 유지하며, 전원부에서 공급되는 전원의 최대전압과 최소전압 설정에 따라 수량을 임의로 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 전류검출부는 LED부의 출력단에 연결된 저항으로 구성되고, 오차증폭부는 전류검출부의 출력단이 반전단자(-)에 연결되고 비반전단자(+)에 제 1 기준신호가 연결되는 비교기로 구성되며, 순차구동 제어부는 오차증폭부의 출력단이 비반전단자(+)에 연결되고 반전단자(-)에 제 2 기준신호가 연결되는 복수의 비교기와, 복수의 비교기의 반전단자(-)에 연결되는 제 2 기준신호의 전압을 조정하는 복수의 저항과, 복수의 비교기의 출력단이 게이트 단자에 연결되고 드레인 단자가 LED부의 각 LED의 에노드에 각각 연결되고 소스 단자가 직렬로 연결되어 LED부의 출력단에 연결되는 복수의 전계효과 트랜지스터(FET) 로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 정전류 구동장치는, 전원을 공급하는 전원부와, 하나 이상의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부와, LED부의 출력단에 연결된 저항으로서, LED부에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부와, 전류검출부의 출력단이 베이스 단자에 연결되고 이미터 단자는 전원부와 연결되며 콜렉터 단자는 순차구동 제어부에 연결되는 트랜지스터로 구성되어, 전류검출부에서 검출된 전류신호가 트랜지스터의 기준전압을 초과하면 전류검출부에서 검출된 전류신호를 증폭, 출력하는 오차증폭부, 그리고 오차증폭부의 출력단이 저항을 통해 베이스 단자에 연결되고 콜렉터 단자가 LED부의 각 LED의 에노드에 각각 연결되는 복수의 트랜지스터로 구성되어, 오차증폭부에서 증폭, 출력된 전류에 의해 각 트랜지스터의 베이스 단자로 공급되는 전압이 각 트랜지스터의 기준전압 미만이면 해당 트랜지스터를 오프시켜 LED부의 특정 LED의 양단에 전류를 흘려 발광하도록 하며, 각 트랜지스터의 베이스 단자로 공급되는 전압이 각 트랜지스터의 기준전압을 초과하면 해당 트랜지스터를 온 시켜 LED부의 특정 LED의 양단에 전류를 차단하여 오프하도록 하는 복수의 순차구동 제어부를 포함할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 LED 정전류 구동장치에 따르면, 직렬로 구성된 복수의 LED를 구동할 때 전류를 흘릴 수 있는 수량의 LED는 발광시키고 나머지 LED는 흐르는 전류의 크기에 따라 순차적으로 구동을 제어하여 입력 전압의 변동 범위를 최대한 넓게 사용하면서 LED 구동을 수행함으로써, 정현파 전원을 사용하는 회로에서 고역율의 조명기기를 구성할 수 있고, 종래에서와 같이 전해 콘덴서를 사용하지 않기 때문에 조명기기의 수명을 증대시키며, 회로를 간단하게 구성할 수 있으므로 저가의 조명기기를 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 배터리를 사용하여 직렬로 구성된 복수의 LED를 구동할 경우에는 전원 전압의 변동 범위를 넓게 사용할 수 있으므로 배터리가 모두 방전될 때까지 복수의 LED를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 정전류 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 LED 정전류 구동장치의 상세 회로를 각각 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 LED 정전류 구동장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 정전류 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 LED 정전류 구동장치는, 전원부(10), LED부(20), 전류검출부(30), 오차증폭부(40), 복수의 순차구동 제어부(50) 등으로 구성된다.

전원부(10)는 전원을 LED부(20)로 공급하여 직렬로 연결된 각 LED가 발광하도록 한다.

LED부(20)는 하나 이상의 LED(LED1~LEDn)가 직렬로 연결되어 있으며, 전원부(10)로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광한다. 여기에서의 LED는 여러 개의 LED를 그룹화시켜서 한 개의 LED로도 사용이 가능하다. 예를 들어, 하나의 LED의 구동전압(Vf) 값이 3.2V 라면 회로 구성에는 한 개의 LED로 표시되어 있지만 3개의 LED가 모듈로 되어 있는 9.6V 짜리 LED를 사용할 수 있다.

전류검출부(30)는 LED부(20)의 출력단에 연결되며, LED부(20)에 흐르는 전류를 검출하여 오차증폭부(40)로 출력한다.

오차증폭부(40)는 전류검출부(30)에서 검출된 전류신호를 기설정된 제 1 기준신호와 비교하고, 비교 결과에 따른 오차신호를 복수의 순차구동 제어부(50)로 증폭, 출력한다.

복수의 순차구동 제어부(50)는 직렬로 구성된 LED부(10)의 하나 이상의 LED에 연결(도 1의 예에서는 LED1, LED2, LED3 사이에 순차구동 제어부(50)가 연결된 상태를 나타내었는데, 그 이외에 회로 설계에 따라 순차구동 제어부(50)가 LED 양단 각각에 연결될 수도 있음)되고, 오차증폭부(40)에서 증폭, 출력된 오차신호를 기설정된 제 2 기준신호와 각각 비교하며, 비교 결과를 토대로 순차구동 제어신호를 발생시켜 연결되어 있는 LED부(20)의 각 LED의 발광 또는 오프 구동을 제어한다.

이때 순차구동 제어부(50)는 오차증폭부(40)에서 증폭, 출력된 오차신호가 제 2 기준신호를 초과하면 연결되어 있는 LED부(20)의 특정 LED의 양단에 전류를 흘리기 위한 순차구동 제어신호를 생성하여 해당 LED의 발광 구동을 제어하며, 오차증폭부(40)에서 증폭, 출력된 오차신호가 제 2 기준신호 미만이면 연결되어 있는 LED부(20)의 특정 LED의 양단에 전류가 흐르지 않도록 하기 위한 순차구동 제어신호를 생성하여 해당 LED의 오프 구동을 제어한다. 즉 LED부(20)의 직렬로 연결된 복수 개의 LED 중 전원부(10)로부터 공급되는 전원의 크기에 따라 LED의 구동에 필요한 전류를 흘릴 수 있는 일부 LED는 구동시키고, LED의 구동에 필요한 전류를 흘릴 수 없는 나머지 LED는 구동을 차단시키도록 하는 것이다.

또한, 순차구동 제어부(50)는 전원부(10)에서 공급되는 전원의 최소전압에 의해 발광 가능한 수량의 LED를 제외한 모든 LED에 연결하며, 순차구동 제어부(50)에 의한 발광 또는 오프 구동에 관계없이 순차구동 제어부(50)가 연결되지 않는 LED부(20)의 특정 LED는 전원부(10)로부터의 전원 공급이 중지될 때까지 발광을 유지하도록 한다. 그리고 전원부(10)에서 공급되는 전원의 최대전압과 최소전압 설정에 따라 수량을 임의로 조절할 수 있도록 구성(LED 조명기기의 역율이 90% 이상을 유지하는 상태로 순차구동 제어부(50)의 수를 조절하는 것이 가장 바람직함)한다.

예를 들어, LED 조명기기 공급자가 10V의 전원으로 발광을 수행하는 LED 12개를 직렬로 연결하고, 전원부(10)에서 공급되는 전원의 최대전압을 120V, 최소전압을 60V로 설정한다고 가정하면, 전원부(10)에서 공급되는 전원의 최소전압에 의해 발광 가능한 수량인 6개의 LED를 제외한 나머지 LED의 양단에 순차구동 제어부(50)가 각각 연결되며, 전원부(10)로부터 공급되는 전원의 크기에 따라 순차구동 제어부(50)의 제어를 토대로 해당 LED가 발광 또는 오프된다.

이와 같이 구성된 도 1의 구동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선 전원부(10)로부터 LED부(20)를 구성하는 모든 LED(LED1~LEDn)의 구동에 필요한 전원 공급이 이루어지지 않는다면, LED부(20)를 구성하는 일부 LED만이 발광된다.

즉 전류검출부(30)에서 검출된 전류를 토대로 오차증폭부(40)에서 기설정된 제 1 기준신호와의 오차신호를 증폭, 출력하고, 이 신호를 복수의 순차구동 제어부(50)에서 기설정된 제 2 기준신호와 비교하며, 비교 결과를 토대로 전원부(10)에서 LED부(20)로 충분한 전압이 공급되지 않고 있음을 확인하여 LED부(20)의 LED1~LED3에 전원이 공급되지 않도록 한다. 그러면 LED부(20)의 LED1~LED3는 오프 상태가 되고 나머지 LED는 발광 상태가 된다.

이러한 상태에서 전원부(10)로부터 공급되는 전원이 높아지면, LED부(20)에 흐르는 전류도 증가되고, 전류검출부(30)에서 검출된 전류신호가 오차증폭부(40)를 통해 증폭되어 복수의 순차구동 제어부(50)로 출력된다. 그리고 순차구동 제어부(50)에서는 오차증폭부(40)에서 증폭된 신호가 기설정된 제 2 기준신호를 초과(즉 LED부(20)의 특정 LED에 발광을 위한 충분한 전류가 공급될 수 있는 상태)하면, 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED에 전원이 공급되도록 하여 해당 LED를 발광시킨다. 즉 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원이 높아지면, 높아지는 전압에 따라 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED3, LED2, LED1에 전원이 공급되도록 하여 LED3, LED2, LED1이 순차적으로 발광되도록 한다.

이와는 반대로 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원이 낮아지면, 낮아지는 전압에 따라 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED1, LED2, LED3에 전원이 공급되지 않도록 하여 해당 LED1, LED2, LED3가 순차적으로 오프되도록 한다.

이러한 제어방식을 토대로 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원에 따라 순차구동 제어부(50)에 연결된 각 LED가 순차적으로 발광되거나 오프되도록 함으로써, 낮은 입력 전압에서도 복수 개의 LED 중 구동전류를 흘릴 수 있는 일부 LED는 구동시키고, 나머지 LED는 구동을 차단시켜 입력 전압의 변동 범위를 최대한 넓게 사용할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 LED 정전류 구동장치의 일 실시예를 나타낸 상세 회로도로서, 전류검출부(30)는 복수의 LED(LED1~LED7)가 직렬로 연결된 LED부(20)의 출력단에 연결된 저항(R1)으로 구성되고, 오차증폭부(40)는 전류검출부(30)의 출력단이 저항(R2)을 통해 반전단자(-)에 연결되고 비반전단자(+)에 제 1 기준신호(Vref1)가 연결되는 비교기(EA1)로 구성되며, 순차구동 제어부(50)는 오차증폭부(40)의 출력단이 비반전단자(+)에 연결되고 반전단자(-)에 제 2 기준신호(Vref2)가 연결되는 복수의 비교기(EA2~EA4)와, 복수의 비교기(EA2~EA4)의 반전단자(-)에 연결되는 제 2 기준신호(Vref2)의 전압을 조정하는 복수의 저항(R4~R6)과, 복수의 비교기(EA2~EA4)의 출력단이 게이트 단자에 연결되고 드레인 단자가 LED부(20)의 각 LED의 에노드에 각각 연결되고 소스 단자가 직렬로 연결되어 LED부(20)의 출력단에 연결되는 복수의 전계효과 트랜지스터(그 이외에, 회로 설계에 따라 드레인 단자와 소스 단자가 LED부(20)의 각 LED의 에노드와 케소드에 각각 연결될 수도 있음)(FET, Field Effect Transistor)(Q1~Q4)로 구성된다.

이와 같이 구성된 도 2의 회로 구동을 설명하면, 전원부(10)로부터 전원이 공급되면 LED부(20)의 각 LED가 발광을 수행한다. LED부(20)에 흐르는 전류는 전류검출부(30)인 저항 R1을 통해 검출되고, 검출된 전류는 오차증폭부(40)의 비교기(EA1)를 통해 제 1 기준신호(Vref1)와 비교하고, 비교 결과에 따라 증폭된 오차신호가 순차구동 제어부(50)의 각 비교기(EA2~EA4)로 입력된다.

순차구동 제어부(50)의 각 비교기(EA2~EA4)에서는 오차증폭부(40)에서 증폭된 오차신호를 기설정된 제 2 기준신호(Vref2)와 각각 비교하고, 비교 결과 오차증폭부(40)에서 증폭된 오차신호가 제 2 기준신호(Vref2)를 초과하면 각 비교기(EA2~EA4)의 출력단에 연결된 FET(Q1~Q4)를 오프시키기 위한 순차구동 제어신호를 출력하여 LED부(20)의 특정 LED의 양단에 전류를 흘려 발광되도록 하며, 비교 결과 오차증폭부(40)에서 증폭된 오차신호가 제 2 기준신호(Vref2) 미만이면 각 비교기(EA2~EA4)의 출력단에 연결된 FET(Q1~Q4)를 온 시키기 위한 순차구동 제어신호를 출력하여 LED부(20)의 특정 LED의 양단에 전류를 차단하여 오프되도록 한다.

즉 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원이 높아지면, 높아지는 전압에 따라 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED3, LED2, LED1에 전원이 공급되도록 하여 LED3, LED2, LED1이 순차적으로 발광되도록 하며, 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원이 낮아지면, 낮아지는 전압에 따라 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED1, LED2, LED3에 전원이 공급되지 않도록 하여 해당 LED1, LED2, LED3가 순차적으로 오프되도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 LED 정전류 구동장치의 다른 실시예를 나타낸 상세 회로도로서, 전류검출부(30)는 복수의 LED(LED11~LED17)가 직렬로 연결된 LED부(20)의 출력단에 연결된 저항(R16)으로 구성되고, 오차증폭부(40)는 전류검출부(30)의 출력단이 베이스 단자에 연결되고 이미터 단자는 전원부(10)와 연결되며 콜렉터 단자는 순차구동 제어부(50)에 연결되는 트랜지스터(Q11)로 구성되며, 순차구동 제어부(50)는 오차증폭부(40)의 출력단이 저항(R11~R14)을 통해 베이스 단자에 연결되고 콜렉터 단자가 LED부(20)의 각 LED의 에노드에 각각 연결되는 복수의 트랜지스터(Q12~Q15)로 구성되되, 트랜지스터 Q12의 이미터 단자는 LED부(20)의 출력단과 전류검출부(30)의 입력단 사이에 연결되고 트랜지스터 Q13, Q14, Q15의 이미터 단자는 트랜지스터 Q12, Q13, Q14의 콜렉터 단자와 직렬로 연결(그 이외에, 회로 설계에 따라 각 트랜지스터(Q12~Q15)의 콜렉터 단자와 이미터 단자가 LED부(20)의 각 LED의 에노드와 케소드에 각각 연결될 수도 있음)되어 있다.

이와 같이 구성된 도 3의 회로 구동을 설명하면, 전원부(10)로부터 전원이 공급되면 LED부(20)의 각 LED가 발광을 수행한다. LED부(20)에 흐르는 전류는 전류검출부(30)인 저항 R16을 통해 검출되고, 전류검출부(30)에서 검출된 전류에 의한 전압이 트랜지스터(Q11)의 기준전압(베이스-이미터 전압)을 초과하면 오차증폭부(40)의 트랜지스터(Q11)가 구동하여 증폭, 출력되고, 오차증폭부(40)에서 증폭, 출력된 전류에 의해 변동된 전압이 순차구동 제어부(50)의 각 트랜지스터(Q12~Q15)의 베이스 단자로 입력된다.
이때 오차증폭부(40)의 트랜지스터 Q11은 비교할 수 있는 전압이 있는 상대 증폭기인 오차 증폭기로서, 일반적인 트랜지스터에서 0 전압이나 음 전압인 입력 전압에 대하여 증폭도를 갖기 위해서는 기본적으로 베이스 전류인 바이어스 전류를 흘려주어야 하는데, 본 발명의 도 3에서와 같이 트랜지스터 Q11에 바이어스 전압을 주지 않으면 기준전압이 Vbe인 오차 증폭기로서 동작을 한다. 즉 입력 전압(전류검출부(30)에서 검출된 전류)이 Vbe 전압 이상이 되지 않으면 콜렉터 전류는 흐르지 않으며, Vbe 전압 이상이 되면서부터 콜렉터 전류가 흐르게 되어 증폭을 하게 된다. 그러므로 오차증폭부(40)를 구성하는 트랜지스터 Q11은 오차 증폭기로 사용한 것이다.

순차구동 제어부(50)의 각 트랜지스터(Q12~Q15)는 베이스 단자로 입력되는 오차증폭부(40)에서 증폭, 출력된 전류에 의해 변동된 전압이 각 트랜지스터(Q12~Q15)의 기준전압(예를 들어, Q12의 기준전압은 Q12의 Vbe이고, Q13의 기준전압은 Q12의 Vce+Q13의 Vbe이고, Q14의 기준전압은 Q12의 Vce+Q13의 Vce+Q14의 Vbe이며, Q15의 기준전압은 Q12의 Vce+Q13의 Vce+Q14의 Vce+Q15의 Vbe이다) 미만이면 오프되어 LED부(20)의 특정 LED의 양단에 전류를 흘려 발광되도록 하며, 베이스 단자로 입력되는 전압이 각 트랜지스터(Q12~Q15)의 기준전압을 초과하면 온 되어 LED부(20)의 특정 LED의 양단에 전류를 차단하여 오프되도록 한다.

즉 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원이 높아지면, 높아지는 전압에 따라 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED14, LED13, LED12, LED11에 전원이 공급되도록 하여 LED14, LED13, LED12, LED11이 순차적으로 발광되도록 하며, 전원부(10)로부터 LED부(20)로 공급되는 전원이 낮아지면, 낮아지는 전압에 따라 순차구동 제어부(50)가 연결된 LED11, LED12, LED13, LED14에 전원이 공급되지 않도록 하여 해당 LED11, LED12, LED13, LED14가 순차적으로 오프되도록 한다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 전원부
20 : LED부
30 : 전류검출부
40 : 오차증폭부
50 : 순차구동 제어부

Claims

전원을 공급하는 전원부,
하나 이상의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부,
상기 LED부의 출력단에 연결되며, 상기 LED부에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부,
상기 전류검출부에서 검출된 전류신호를 기설정된 제 1 기준신호와 비교하고, 비교 결과에 따른 오차신호를 증폭, 출력하는 오차증폭부, 그리고
직렬로 구성된 상기 LED부의 하나 이상의 LED에 연결되고, 상기 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호를 기설정된 제 2 기준신호와 각각 비교하며, 비교 결과를 토대로 순차구동 제어신호를 발생시켜 연결되어 있는 상기 LED부의 각 LED의 발광 또는 오프 구동을 제어하는 복수의 순차구동 제어부를
포함하는 LED 정전류 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 순차구동 제어부는,
상기 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호가 상기 제 2 기준신호를 초과하면 연결되어 있는 상기 LED부의 특정 LED의 양단에 전류를 흘리기 위한 순차구동 제어신호를 생성하여 해당 LED의 구동을 제어하며,
상기 오차증폭부에서 증폭, 출력된 오차신호가 상기 제 2 기준신호 미만이면 연결되어 있는 상기 LED부의 특정 LED의 양단에 전류가 흐르지 않도록 하기 위한 순차구동 제어신호를 생성하여 해당 LED의 구동을 제어하는 LED 정전류 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 순차구동 제어부는,
상기 전원부에서 공급되는 전원의 최소전압에 의해 발광 가능한 수량의 LED를 제외한 모든 LED에 연결되며,
상기 순차구동 제어부에 의한 발광 또는 오프 구동에 관계없이 상기 순차구동 제어부가 연결되지 않는 상기 LED부의 특정 LED는 상기 전원부로부터의 전원 공급이 중지될 때까지 발광을 유지하는 LED 정전류 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 순차구동 제어부는,
상기 전원부에서 공급되는 전원의 최대전압과 최소전압 설정에 따라 수량을 임의로 조절할 수 있는 LED 정전류 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전류검출부는 상기 LED부의 출력단에 연결된 저항으로 구성되고,
상기 오차증폭부는 상기 전류검출부의 출력단이 반전단자(-)에 연결되고 비반전단자(+)에 제 1 기준신호가 연결되는 비교기로 구성되며,
상기 순차구동 제어부는 상기 오차증폭부의 출력단이 비반전단자(+)에 연결되고 반전단자(-)에 제 2 기준신호가 연결되는 복수의 비교기와, 상기 복수의 비교기의 반전단자(-)에 연결되는 제 2 기준신호의 전압을 조정하는 복수의 저항과, 상기 복수의 비교기의 출력단이 게이트 단자에 연결되고 드레인 단자가 상기 LED부의 각 LED의 에노드에 각각 연결되고 소스 단자가 직렬로 연결되어 상기 LED부의 출력단에 연결되는 복수의 전계효과 트랜지스터(FET)로 구성된 LED 정전류 구동장치.
전원을 공급하는 전원부,
하나 이상의 LED가 직렬로 연결되어 있으며, 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부,
상기 LED부의 출력단에 연결된 저항으로서, 상기 LED부에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부,
상기 전류검출부의 출력단이 베이스 단자에 연결되고 이미터 단자는 상기 전원부와 연결되며 콜렉터 단자는 순차구동 제어부에 연결되는 트랜지스터로 구성되어, 상기 전류검출부에서 검출된 전류신호가 상기 트랜지스터의 기준전압을 초과하면 상기 전류검출부에서 검출된 전류신호를 증폭, 출력하는 오차증폭부, 그리고
상기 오차증폭부의 출력단이 저항을 통해 베이스 단자에 연결되고 콜렉터 단자가 상기 LED부의 각 LED의 에노드에 각각 연결되는 복수의 트랜지스터로 구성되어, 상기 오차증폭부에서 증폭, 출력된 전류에 의해 각 트랜지스터의 베이스 단자로 공급되는 전압이 각 트랜지스터의 기준전압 미만이면 해당 트랜지스터를 오프시켜 상기 LED부의 특정 LED의 양단에 전류를 흘려 발광하도록 하며, 각 트랜지스터의 베이스 단자로 공급되는 전압이 각 트랜지스터의 기준전압을 초과하면 해당 트랜지스터를 온 시켜 상기 LED부의 특정 LED의 양단에 전류를 차단하여 오프하도록 하는 복수의 순차구동 제어부를
포함하는 LED 정전류 구동장치.