KR101047027B1 - Constant Current Driving Unidirectional LED Module Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교류 전원의 인가에 따른 교류 LED 동작 특성으로 인한 플리커 현상을 억제할 수 있고, 광 효율 저하를 개선할 수 있으며, 역률 저하를 개선할 수 있는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치를 제공한다.The present invention provides a constant current driving unidirectional LED module device that can suppress the flicker phenomenon due to the AC LED operating characteristics according to the application of the AC power, can reduce the light efficiency, and can improve the power factor.

본 발명의 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치는, 교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부; 상기 정류부의 일단과 연결된 단방향 LED 모듈부; 및 상기 단방향 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 정전류를 제공하는 정전류부를 포함한다.The constant current drive unidirectional LED module device of the present invention, the rectifier for receiving rectified AC power; A unidirectional LED module unit connected to one end of the rectifying unit; And a constant current unit connected between the unidirectional LED module unit and the other end of the rectifying unit to provide a constant current.

LED, 교류, 정전류, 단방향, 역률 LED, AC, Constant Current, Unidirectional, Power Factor

Description

정전류 구동 단방향 ＬＥＤ 모듈 장치{UNIDIRECTIONAL LIGHTING EMITTING DIODE MODULE DEVICE TO DRIVE WITH CONSTANT CURRENT}Constant Current Driven Unidirectional LED Module Unit {UNIDIRECTIONAL LIGHTING EMITTING DIODE MODULE DEVICE TO DRIVE WITH CONSTANT CURRENT}

본 발명은 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 정전류로 구동하는 단방향의 LED 모듈 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a constant current drive unidirectional LED module device, and more particularly, to a unidirectional LED module device driven with a constant current.

LED(Luminescent Diode)는 전류 구동 소자로 정전류가 안정적으로 공급되어야 동작할 수 있다. 특히 고전력을 요구하는 LED는 구동 전류가 크기 때문에(보통 350mA 이상) LED 자체에서 많은 열이 발생하며, 이로 인해 휘도의 열화율이 저전력에서의 LED보다 크다. 이는 LED의 수명과 직접적으로 연결되며 조명 시장에서 매우 중요한 요소로 작용하게 된다. 이에 따라, 고전력에서의 LED는 모두 정전류로 구동하고 있으며, 정전류의 전원으로 사용되는 SMPS의 전력을 보다 효율적으로 사용하기 위해 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 구동하고 있다.LED (Luminescent Diode) can operate when a constant current is supplied to the current driving device. In particular, LEDs that require high power generate a lot of heat in the LEDs themselves because of their large driving current (typically 350mA or more), which results in a higher degradation rate of luminance than LEDs at low power. This is directly linked to the lifetime of the LED and is very important in the lighting market. Accordingly, all LEDs at high power are driven with a constant current, and are driven in a pulse width modulation (PWM) scheme to more efficiently use the power of the SMPS used as the constant current power source.

그러나, 이러한 방식은 전자부품을 필요로 하여 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 최근에는 교류전원을 정류하여 직렬연결된 LED 모듈에 인가하는 방식을 적용하고 있다.However, this method requires an electronic component, which increases the manufacturing cost. Therefore, recently, a method of rectifying AC power and applying the same to an LED module connected in series has been applied.

도 1은 종래기술에 따른 단방향 LED 모듈 장치이다.1 is a unidirectional LED module device according to the prior art.

종래기술에 따른 단방향 LED 모듈 장치는, 인가되는 교류전원(110)을 정류하는 브릿지 다이오드(120)와, 브릿지 다이오드(120)에 저항(R1)을 통해 결합되는 단방향 LED모듈(130)을 포함한다.The unidirectional LED module device according to the prior art includes a bridge diode 120 for rectifying the applied AC power source 110, and a unidirectional LED module 130 coupled to the bridge diode 120 through a resistor (R1). .

여기서, 저항(R1)은 단방향 LED모듈(130)에 흐르는 전류의 크기를 결정한다.Here, the resistor R1 determines the magnitude of the current flowing in the unidirectional LED module 130.

도 2는 종래기술에 따른 단방향 LED 모듈에서의 인가 전압 및 구동 전류 파형도로서, v는 인가되는 전압 파형이고, i는 인가되는 교류전압에 따라 브릿지 다이오드(120)의 전단에 흐르는 전류 파형이다. 2 is a waveform diagram of applied voltage and driving current in a unidirectional LED module according to the related art, where v is a voltage waveform to be applied and i is a current waveform flowing to the front of the bridge diode 120 according to the applied AC voltage.

교류전원(110)의 양의 반주기 전압이 인가되면, 전압의 크기가 LED 모듈(130)의 순방향 문턱 전압 이상인 경우에 전류가 흐르고 LED 모듈(130)이 발광하게 된다. 마찬가지로, 교류전원(110)의 음의 반주기에서도 전압의 크기가 LED 모듈(130)의 순방향 문턱 전압 이상인 경우에 전류가 흐르고 LED 모듈(130)이 발광하게 된다. 즉, 도 2에 보이는 바와 같이, a 구간과 b 구간에서 부하전류가 흐르지 않는다.When the positive half-cycle voltage of the AC power source 110 is applied, current flows and the LED module 130 emits light when the magnitude of the voltage is greater than or equal to the forward threshold voltage of the LED module 130. Similarly, in the negative half-cycle of the AC power supply 110, the current flows and the LED module 130 emits light when the magnitude of the voltage is equal to or greater than the forward threshold voltage of the LED module 130. That is, as shown in Figure 2, the load current does not flow in the section a and b.

이와 같이, 인가되는 전압의 크기가 순방향 문턱 전압 이상인 경우에만 동작하는 LED 모듈(130)의 동작 특성, 즉, 교류 전원의 인가에 의해 순방향 연결되는 LED 모듈(130)의 순방향 문턱 전압 이상인 경우에 도통되어 급작스럽게 전류가 흘러 동작하는 점과, 인가되는 교류 전원의 한 주기 내에서 LED 모듈의 동작 구간이 짧은 점 등으로 인해, 역률(power factor)이 낮으며, 고조파 왜곡(total harmonic distortion, THD)이 증가하고, 플리커(flicker) 현상이 과다하게 발생하는 문제점 이 존재한다. 또한, 이로 인해 광 효율이 저하되는 문제점도 있다. As described above, when the magnitude of the applied voltage is greater than or equal to the forward threshold voltage, the conduction is performed when the operating characteristic of the LED module 130 that is operated only, that is, is greater than or equal to the forward threshold voltage of the LED module 130 connected forward by the application of AC power. The power factor is low and total harmonic distortion (THD) is caused by the sudden flow of current and the short operating range of the LED module within one cycle of the applied AC power. There is a problem that increases, and excessive flicker occurs. In addition, there is also a problem that the light efficiency is lowered due to this.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 교류 전원의 인가에 따른 교류 LED 동작 특성으로 인한 플리커 현상을 억제할 수 있는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems is an object of the present invention to provide a constant current drive unidirectional LED module device that can suppress the flicker phenomenon due to the AC LED operating characteristics according to the application of the AC power.

또한, 본 발명은 교류 전원의 인가에 따른 교류 LED 동작 특성으로 인한 광 효율 저하를 개선할 수 있는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a constant current driving unidirectional LED module device that can improve the light efficiency degradation due to the AC LED operating characteristics according to the application of the AC power.

또한, 본 발명은 교류 전원의 인가에 따른 교류 LED 동작 특성으로 인한 역률 저하를 개선할 수 있는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a constant current driving unidirectional LED module device that can improve the power factor decrease due to the AC LED operating characteristics according to the application of the AC power.

본 발명의 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치는, 교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부; 상기 정류부의 일단과 연결된 단방향 LED 모듈부; 및 상기 단방향 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 정전류를 제공하는 정전류부를 포함한다.The constant current drive unidirectional LED module device of the present invention, the rectifier for receiving rectified AC power; A unidirectional LED module unit connected to one end of the rectifying unit; And a constant current unit connected between the unidirectional LED module unit and the other end of the rectifying unit to provide a constant current.

바람직하게는, 상기 정전류부는, 상기 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 상기 정류부가 출력하는 맥류를 이용하여 스위칭하는 스위칭부; 상기 단방향 LED 모듈부에 흐르는 부하전류를 검출하고, 검출된 부하전류의 크기에 따라 상기 스위칭부로부터 출력되는 스위칭 전압을 제1 및 제2 레벨의 구동전압으로 변환하는 제어전압 출력부; 및 상기 제1 및 제2 레벨의 구동전압에 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부를 포함할 수 있다.Preferably, the constant current unit, the switching unit is connected between the LED module unit and the other end of the rectifying unit for switching using the pulse flow outputted by the rectifier; A control voltage output unit detecting a load current flowing in the unidirectional LED module unit and converting a switching voltage output from the switching unit into driving voltages of first and second levels according to the detected load current; And a constant current driver configured to control the driving voltages of the first and second levels to provide a constant current.

바람직하게는, 상기 정전류부는, 상기 단방향 LED 모듈부를 흐르는 부하전류를 검출하고, 검출된 부하전류의 크기에 따라 상기 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이의 전압을 제1 및 제2 레벨의 구동전압으로 변환하는 제어전압 출력부; 및 상기 제1 및 제2 레벨의 구동전압에 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부를 포함할 수 있다.Preferably, the constant current unit detects a load current flowing through the unidirectional LED module unit, and determines a voltage between the LED module unit and the other end of the rectifying unit according to the magnitude of the detected load current to drive voltages of the first and second levels. Control voltage output unit for converting to; And a constant current driver configured to control the driving voltages of the first and second levels to provide a constant current.

바람직하게는, 상기 정류부의 상부 다이오드 및/또는 하부 다이오드와 병렬연결되는 저항-커패시터로 구성되는 충방전부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the battery module may further include a charge / discharge unit including a resistor-capacitor connected in parallel with the upper diode and / or the lower diode of the rectifier.

바람직하게는, 상기 정전류 구동부는 전계 효과 트랜지스터(FET), 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT), 및 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 중 어느 하나일 수 있다.Preferably, the constant current driver may be any one of a field effect transistor (FET), a bipolar junction transistor (BJT), and an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

바람직하게는, 상기 제어전압 출력부는, 상기 단방향 LED 모듈부를 흐르는 부하전류를 검출하는 검출저항; 및 상기 검출저항에 인가되는 제어전압이 설정치 이하이면 제너 전압의 제1 레벨의 구동전압을 출력하고, 상기 제어전압이 상기 설정치를 초과하면 애노드와 캐소드 사이에 단락상태를 유지하는 제2 레벨의 구동전압을 출력하는 3단자 제너다이오드를 포함할 수 있다.Preferably, the control voltage output unit, the detection resistor for detecting a load current flowing through the unidirectional LED module; And a driving voltage of a first level of a zener voltage when the control voltage applied to the detection resistor is less than or equal to a set value, and driving of a second level that maintains a short circuit state between an anode and a cathode when the control voltage exceeds the set value. It may include a three-terminal zener diode for outputting a voltage.

바람직하게는, 상기 교류 전원의 인가전압이 정격전압의 10% 범위에서 변동하는 경우, 상기 단방향 LED 모듈부에 흐르는 부하전류는 5 내지 20% 범위로 변동 한다.Preferably, when the applied voltage of the AC power source fluctuates in the range of 10% of the rated voltage, the load current flowing in the unidirectional LED module unit varies in the range of 5 to 20%.

바람직하게는, 상기 교류 전원의 인가전압이 10% 범위에서 변동하는 경우, 상기 단방향 LED 모듈부의 광량은 5 내지 20% 범위로 변동한다.Preferably, when the applied voltage of the AC power source fluctuates in the range of 10%, the light quantity of the unidirectional LED module unit varies in the range of 5 to 20%.

본 발명에 따르면, 교류 전원의 인가에 따른 교류 LED 동작 특성으로 인해 발생하는 플리커 현상을 억제할 수 있어 조명장치로 사용하기에 적합하다. 플리커 현상이 억제됨으로 인하여 조명장치의 수명이 연장되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 광 효율 저하를 개선할 수 있으며, 역률의 저하를 개선할 수 있다. According to the present invention, it is possible to suppress the flicker phenomenon caused by the AC LED operating characteristics according to the application of the AC power supply is suitable for use as an illumination device. Since the flicker phenomenon is suppressed, there is an effect of extending the life of the lighting device. Further, according to the present invention, it is possible to improve the light efficiency drop and to improve the power factor drop.

또한, 종래기술에 비하여 LED 동작 구간이 더 넓어 유효전력이 증가하여 역률(PF: Power Factor)이 개선되고, 기본파의 실효치가 더 크기 때문에 전체 고조파 왜곡(THD: Total Harmonic Distortion)이 개선된다.In addition, compared with the prior art, the LED operating period is wider, and thus, the effective power is increased to improve the power factor (PF), and the effective value of the fundamental wave is larger, so that the total harmonic distortion (THD) is improved.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiment (s) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, many specific details are shown in the following description, which is provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention may be practiced without these specific details. Will be self-evident. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치 회로도이다.3 is a circuit diagram of a constant current driving unidirectional LED module device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치는, 상용 교류 전원(310)을 입력받아 정류하는 정류부(320); 정류부(320)의 일단과 연결된 단방향 LED 모듈부(330); LED 모듈부(330)와 정류부(320)의 타단 사이에 연결되어 정전류를 제공하는 정전류부(340)를 포함한다.A unidirectional LED module device driven by a constant current according to an embodiment of the present invention, the rectifier 320 for receiving the rectified commercial AC power source 310; One-way LED module 330 connected to one end of the rectifier 320; It includes a constant current unit 340 is connected between the other end of the LED module 330 and the rectifier 320 to provide a constant current.

본 발명의 일실시예에 따른 정전류부(340)는, LED 모듈부(330)와 정류부(320)의 타단 사이에 연결되어 정류부(320)가 출력하는 맥류를 이용하여 스위칭하는 스위칭부(341), 단방향 LED 모듈부(330)를 흐르는 부하전류를 검출하고, 검출된 부하전류의 크기에 따라 스위칭부(341)로부터 출력되는 스위칭 전압을 제1 및 제2 레벨의 구동전압으로 변환하는 제어전압 출력부(342), 제1 및 제2 레벨의 구동전압에 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부(343)를 포함한다.The constant current unit 340 according to the exemplary embodiment of the present invention is connected between the LED module unit 330 and the other end of the rectifying unit 320 and the switching unit 341 for switching using the pulse flow output from the rectifying unit 320 The control voltage output detects a load current flowing through the unidirectional LED module 330 and converts the switching voltage output from the switching unit 341 into driving voltages of the first and second levels according to the detected load current. The unit 342 includes a constant current driver 343 controlled to drive voltages of the first and second levels to provide a constant current.

스위칭부(341)는 LED 모듈부(330)와 정류부(320)의 타단 사이에 직렬연결된 제1 저항(R1) 및 제1 제너 다이오드(ZD1)와 제1 제너 다이오드(ZD1)의 제너 전압에 온오프되는 제2 FET(Q2), 그리고 제2 FET(Q2)의 소스 단자에 일단부가 결합된 제2 저항(R2)을 포함한다. The switching unit 341 is turned on at the Zener voltages of the first resistor R1 and the first Zener diode ZD1 and the first Zener diode ZD1 connected in series between the LED module unit 330 and the other end of the rectifier 320. The second FET Q2 is turned off, and a second resistor R2 having one end coupled to the source terminal of the second FET Q2.

제어전압 출력부(342)는 제1 FET(Q1)의 소스 단자와 정류부(320) 타단 사이에 결합된 검출저항(Rsen), 제2 저항(R2)의 타단부와 정류부(320) 타단 사이에 결합되고 검출저항에 인가되는 제어전압(Vcon)에 제어되어 제1 및 제2 레벨의 구동전압을 출력하는 3단자 제너 다이오드(3ZD)를 포함한다.The control voltage output unit 342 is provided between the detection resistor Rsen coupled between the source terminal of the first FET Q1 and the other end of the rectifier 320, and the other end of the second resistor R2 and the other end of the rectifier 320. And a three-terminal zener diode 3ZD coupled to and controlled by a control voltage Vcon applied to the detection resistor to output driving voltages of first and second levels.

정전류 구동부(343)는 단방향 LED 모듈부(330)와 검출 저항(Rsen) 사이에 결합되어 제1 및 제2 레벨의 구동전압에 따라 동작 영역을 달리하는 제1 FET(Q1)를 포함한다. The constant current driver 343 includes a first FET Q1 coupled between the unidirectional LED module 330 and the detection resistor Rsen to vary an operation region according to driving voltages of the first and second levels.

본 발명의 일실시예에 따른 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the constant current driving unidirectional LED module device according to an embodiment of the present invention.

LED 모듈부(330)와 정류부(320)의 타단 사이에 인가되는 전압이 소정 레벨을 초과하면 제너 다이오드(ZD1) 양단은 제너 전압을 유지하고, 제2 FET(Q2)는 제너 전압에 턴온된다.When the voltage applied between the LED module 330 and the other end of the rectifier 320 exceeds a predetermined level, both ends of the zener diode ZD1 maintain the zener voltage, and the second FET Q2 is turned on at the zener voltage.

3단자 제너다이오드(3p-ZD)는 검출저항에 인가되는 제어전압(Vcon)이 설정치 이하이면 일반적인 제너 다이오드 특성과 동일한 특성을 가져 제너 전압을 출력하고, 제어전압(Vcon)이 설정치를 초과하면 애노드와 캐소드 사이에 단락상태를 유지한다. The three-terminal zener diode (3p-ZD) has the same characteristics as the general zener diode characteristic when the control voltage (Vcon) applied to the detection resistance is lower than the set value, and outputs the zener voltage, and the anode when the control voltage (Vcon) exceeds the set value. Maintain a short between the and cathode.

제1 FET(Q1)는 제어전압이 설정치 이하이면 3단자 제너다이오드(3p-ZD)로부터 인가되는 제1 구동전압 즉, 제너 전압에 따라 포화영역에서 동작한다. 한편, 제 어전압이 설정치를 초과하면 3단자 제너다이오드(3p-ZD)는 단락상태로 동작하므로 검출저항(Rsen)에 인가되는 제어전압이 제1 FET(Q1)의 게이트-소스 단자에 역전압 상태로 인가되어 제1 FET(Q1)는 활성영역에서 동작하며, 이에 따라 부하전류는 정전류 특성을 갖는다.The first FET Q1 operates in the saturation region according to the first driving voltage applied from the three-terminal zener diodes 3p-ZD, that is, the zener voltage, when the control voltage is less than or equal to the set value. On the other hand, when the control voltage exceeds the set value, since the three-terminal zener diodes 3p-ZD operate in a short-circuit state, the control voltage applied to the detection resistor Rsen is reversed to the gate-source terminal of the first FET Q1. The first FET Q1 is applied in the state to operate in the active region, so that the load current has a constant current characteristic.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치 회로도로서, 도 3의 제1 실시예와 대부분의 구성이 동일하다.FIG. 4 is a circuit diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a second embodiment of the present invention, and most configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.

다만, 도 3의 제1 실시예에서의 스위칭부(341) 대신 2개의 FET를 사용하여 정전류를 제공하는 스위칭부(441)를 구성하는 점이 상이할 뿐 정전류부(440)의 동작은 동일하다. However, the operation of the constant current unit 440 is identical except that the switching unit 441 is configured to provide a constant current using two FETs instead of the switching unit 341 in the first embodiment of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치 회로도로서, 도 3의 제1 실시예와 대부분의 구성이 동일하다.FIG. 5 is a circuit diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a third embodiment of the present invention, and most configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.

다만, 도 3의 제1 실시예에서의 스위칭부(341)가 제거된다는 점이 상이할 뿐 정전류부(540)의 동작은 동일하다.However, the operation of the constant current unit 540 is the same except that the switching unit 341 in the first embodiment of FIG. 3 is removed.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치 회로도로서, 도 3의 제1 실시예의 회로에 충방전부(350)를 더 포함한다.FIG. 6 is a circuit diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a fourth embodiment of the present invention, and further includes a charge / discharge unit 350 in the circuit of the first embodiment of FIG.

충방전부(350)는 정류부(320)의 상부 다이오드(D3) 및 하부 다이오드(D4)에 각각 병렬결합된 저항(R3)-커패시터(C1)와 저항(R4)-커패시터(C2)를 포함한다. 커 패시터(C1)와 커패시터(C2)는 교류 전원의 에너지를 상보적으로 충전하여 LED 모듈부로 에너지를 방전한다. 즉, 저항(R3)-커패시터(C1)는 교류 전원의 양의 반주기동안 교류 전압을 저장하고, 음의 반주기 동안 저장된 에너지를 방전한다. 저항(R4)-커패시터(C2)는 교류 전원의 음의 반주기 동안 교류 전압을 저장하고, 양의 반주기 동안 저장된 에너지를 방전한다.The charging and discharging unit 350 includes a resistor R3-capacitor C1 and a resistor R4-capacitor C2 coupled in parallel to the upper diode D3 and the lower diode D4 of the rectifier 320. The capacitor C1 and the capacitor C2 discharge the energy to the LED module unit by complementarily charging the energy of the AC power. That is, the resistor R3-capacitor C1 stores the AC voltage during the positive half cycle of the AC power supply and discharges the stored energy during the negative half cycle. Resistor R4-capacitor C2 stores the AC voltage during the negative half cycle of the AC power supply and discharges the stored energy during the positive half cycle.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 충방전부(350)는 도 4의 제2 실시예 또는 도 5의 제3 실시예에서도 동일하게 적용 가능하다.Meanwhile, the charge / discharge unit 350 according to an embodiment of the present invention may be similarly applied to the second embodiment of FIG. 4 or the third embodiment of FIG. 5.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치의 전압 및 전류 파형도로서, 본 발명에 따르면, 도 1의 종래기술에 따른 회로에 비하여 LED 동작 구간이 더 넓어 유효전력이 증가하여 역률(PF: Power Factor)이 개선되고, 기본파의 실효치가 더 크기 때문에 전체 고조파 왜곡(THD: Total Harmonic Distortion)이 개선된다.FIG. 7 is a voltage and current waveform diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a fourth embodiment of the present invention. According to the present invention, the LED operating section is wider than the conventional circuit of FIG. Increased power improves power factor (PF), and the fundamental harmonic value is larger, which improves total harmonic distortion (THD).

도 8은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 광 출력 대비 종래기술에 따른 광 출력 파형도이다.8 is a light output waveform diagram according to the prior art compared to the light output according to the first to third embodiments of the present invention.

본 발명에 따르면, 입력 전원 전압이 변동하더라도 교류 피크 저류의 증가를 제한하여 전류 변화를 최소화할 수 있기 때문에 광 출력에 변화가 없음을 알 수 있다.According to the present invention, it can be seen that there is no change in the light output since the change in the current peak can be minimized by limiting the increase in the AC peak storage even if the input power supply voltage changes.

이에 반해, 도 1의 종래기술에 따르면, 교류 전원 전압의 변동에 비례하여 전류가 변동하므로 광 출력 역시 변동하는 것을 알 수 있다.In contrast, according to the related art of FIG. 1, since the current varies in proportion to the change in the AC power supply voltage, the light output also changes.

한편, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 충방전부에 의한 영향은 무시한 것이다.On the other hand, Figure 8 ignores the effect of the charging and discharging unit according to an embodiment of the present invention.

도 9는 종래기술과 본 발명의 인가 전압 대비 전류 특성 그래프로서, 종래기술에 비하여 본 발명에서는 인가전압이 변동하더라도 부하 전류의 변동은 극히 미미한 정전류 특성을 보인다. 9 is a graph of current characteristics compared to applied voltages of the prior art and the present invention. In the present invention, the variation of the load current shows a very small constant current characteristic even if the applied voltage changes.

즉, 종래기술에 따르면, 인가전압이 정격전압에 비해 10% 감소하여 200볼트가 인가되면, 부하전류는 (40.04-29.87)/40.04*100 = 25.4% 감소하고, 인가전압이 정격전압에 비해 10% 증가하여 240볼트가 인가되면, 부하전류는 (50.71-40.04)/40.04*100 = 26.6% 증가한다.That is, according to the prior art, when the applied voltage is reduced by 10% compared to the rated voltage and 200 volts is applied, the load current is reduced (40.04-29.87) / 40.04 * 100 = 25.4%, the applied voltage is 10 compared to the rated voltage When 240 volts is applied by% increase, the load current increases by (50.71-40.04) /40.04*100 = 26.6%.

반면, 본 발명의 실시예에 따르면, 200볼트 인가시 부하전류는 (39.71-36.95)/39.71*100 = 7 % 감소하고, 240볼트 인가시 부하전류는 (41.83-39.71)/39.71 = 5.3% 증가한다. 여기서, 종래기술의 회로 및 본 발명의 회로는 8와트 LED 램프에 대하여 실시한 것이다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the load current is reduced (39.71-36.95) / 39.71 * 100 = 7% when applying 200 volts, the load current is increased by (41.83-39.71) / 39.71 = 5.3% when applying 240 volts do. Here, the circuit of the prior art and the circuit of the present invention are implemented for an 8-watt LED lamp.

도 10은 종래기술과 본 발명의 인가 전압 대비 광량 특성 그래프로서, 종래기술에 비하여 본 발명에서는 인가전압이 증가하더라도 광량의 증가가 크지 않음을 알 수 있다. FIG. 10 is a graph of light quantity characteristics versus applied voltages of the prior art and the present invention, and it can be seen that the increase in the amount of light is not significant even if the applied voltage is increased in the present invention compared to the prior art.

즉, 종래기술에 따르면, 인가전압이 정격전압에 비해 10% 감소하여 200볼트 가 인가되면, 광량은 (401-300)/401*100 = 25.2% 감소하고, 인가전압이 정격전압에 비해 10% 증가하여 240볼트가 인가되면, 광량은 (502-401)/401*100 = 25.2% 증가한다.That is, according to the prior art, when the applied voltage is reduced by 10% compared to the rated voltage and 200 volts is applied, the amount of light is reduced (401-300) / 401 * 100 = 25.2%, the applied voltage is 10% compared to the rated voltage When 240 volts is applied to increase, the amount of light increases (502-401) / 401 * 100 = 25.2%.

반면, 본 발명의 실시예에 따르면, 200볼트 인가시 광량은 (430-386)/430*100 = 10.2 % 감소하고, 240볼트 인가시 광량은 (464-430)/430 = 7.9% 증가한다. 여기서, 종래기술의 회로 및 본 발명의 회로는 8와트 LED 램프에 대하여 실시한 것이다. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the amount of light is reduced (430-386) / 430 * 100 = 10.2% when applied at 200 volts, and the amount of light is increased (464-430) / 430 = 7.9% when applied at 240 volts. Here, the circuit of the prior art and the circuit of the present invention are implemented for an 8-watt LED lamp.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the specific embodiment (s) have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiment (s), but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

도 1은 종래기술에 따른 단방향 LED 모듈 장치,1 is a unidirectional LED module device according to the prior art,

도 2는 종래기술에 따른 단방향 LED 모듈에서의 인가 전압 및 구동 전류 파형도,Figure 2 is a waveform diagram of the applied voltage and driving current in the unidirectional LED module according to the prior art,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치 회로도,3 is a circuit diagram of a constant current driving unidirectional LED module device according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치 회로도,4 is a circuit diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치 회로도,5 is a circuit diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a third embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치 회로도,6 is a unidirectional LED module device circuit diagram driven by a constant current according to a fourth embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전류로 구동되는 단방향 LED 모듈 장치의 전압 및 전류 파형도,7 is a voltage and current waveform diagram of a unidirectional LED module device driven with a constant current according to a fourth embodiment of the present invention,

도 8은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 광 출력 대비 종래기술에 따른 광 출력 파형도,8 is a light output waveform diagram according to the prior art compared to the light output according to the first to third embodiments of the present invention,

도 9는 종래기술과 본 발명의 인가 전압 대비 전류 특성 그래프, 및 9 is a graph of current characteristics versus current applied voltage of the prior art and the present invention, and

도 10은 종래기술과 본 발명의 인가 전압 대비 광량 특성 그래프이다.Figure 10 is a graph of the light quantity characteristics compared to the applied voltage of the prior art and the present invention.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *DESCRIPTION OF THE RELATED ART [0002]

310 : 상용 교류 전원 320 : 정류부310: commercial AC power source 320: rectifier

330 : 단방향 LED 모듈부 340 : 정전류부330: unidirectional LED module portion 340: constant current portion

341 : 스위칭부 342 : 제어전압 출력부341: switching unit 342: control voltage output unit

343 : 정전류 구동부 350 : 충방전부343: constant current drive unit 350: charge and discharge unit

Claims (8)

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부; Rectifying unit for receiving rectified AC power; 상기 정류부의 일단과 연결된 단방향 LED 모듈부; 및A unidirectional LED module unit connected to one end of the rectifying unit; And 상기 단방향 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 정전류를 제공하는 정전류부를 포함하고,A constant current unit connected between the one-way LED module unit and the other end of the rectifying unit to provide a constant current, 상기 정전류부는, The constant current unit, 상기 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 상기 정류부가 출력하는 맥류를 이용하여 스위칭되는 스위칭부;A switching unit connected between the LED module unit and the other end of the rectifying unit and switched using a pulse current output by the rectifying unit; 상기 단방향 LED 모듈부에 흐르는 부하전류를 검출하고, 검출된 부하전류의 크기에 따라 상기 스위칭부로부터 출력되는 스위칭 전압을 제1 또는 제2 레벨의 구동전압으로 변환하는 제어전압 출력부; 및A control voltage output unit for detecting a load current flowing in the unidirectional LED module unit and converting a switching voltage output from the switching unit into a driving voltage of a first or second level according to the detected load current; And 상기 제1 또는 제2 레벨의 구동전압에 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부A constant current driver which is controlled by the driving voltage of the first or second level to provide a constant current 를 포함하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.Constant current drive unidirectional LED module device comprising a. 삭제delete 교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부; Rectifying unit for receiving rectified AC power; 상기 정류부의 일단과 연결된 단방향 LED 모듈부; 및A unidirectional LED module unit connected to one end of the rectifying unit; And 상기 단방향 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이에 연결되어 정전류를 제공하는 정전류부를 포함하고, A constant current unit connected between the one-way LED module unit and the other end of the rectifying unit to provide a constant current, 상기 정전류부는, The constant current unit, 상기 단방향 LED 모듈부를 흐르는 부하전류를 검출하고, 검출된 부하전류의 크기에 따라 상기 LED 모듈부와 상기 정류부의 타단 사이의 전압을 제1 및 제2 레벨의 구동전압으로 변환하는 제어전압 출력부; 및A control voltage output unit for detecting a load current flowing through the unidirectional LED module unit and converting a voltage between the LED module unit and the other end of the rectifying unit into driving voltages of first and second levels according to the detected load current; And 상기 제1 및 제2 레벨의 구동전압에 제어되어 정전류를 제공하는 정전류 구동부A constant current driver which is controlled by the driving voltages of the first and second levels to provide a constant current 를 포함하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.Constant current drive unidirectional LED module device comprising a. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 정류부의 상부 다이오드 및/또는 하부 다이오드와 병렬연결되는 저항-커패시터로 구성되는 충방전부를 더 포함하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.And a charging and discharging unit including a resistor-capacitor connected in parallel with the upper diode and / or the lower diode of the rectifying unit. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 정전류 구동부는 전계 효과 트랜지스터(FET), 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT), 및 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.And the constant current driver is any one of a field effect transistor (FET), a bipolar junction transistor (BJT), and an insulated gate bipolar transistor (IGBT). 제4항에 있어서, 상기 제어전압 출력부는,The method of claim 4, wherein the control voltage output unit, 상기 단방향 LED 모듈부를 흐르는 부하전류를 검출하는 검출저항; 및A detection resistor for detecting a load current flowing through the unidirectional LED module; And 상기 검출저항에 인가되는 제어전압이 설정치 이하이면 상기 제1 레벨의 구동전압인 제너 전압을 출력하고, 상기 제어전압이 상기 설정치를 초과하면 애노드와 캐소드 사이에 단락상태를 유지하는 제2 레벨의 구동전압을 출력하는 3단자 제너다이오드When the control voltage applied to the detection resistor is less than or equal to a set value, a zener voltage, which is a driving voltage of the first level, is output; 3-terminal zener diodes that output voltage 를 포함하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.Constant current drive unidirectional LED module device comprising a. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4, 상기 교류 전원의 인가전압이 정격전압의 10% 범위에서 변동하는 경우, 상기 단방향 LED 모듈부에 흐르는 부하전류는 5 내지 20% 범위로 변동하는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.The constant current driving unidirectional LED module device, characterized in that the load current flowing in the unidirectional LED module portion varies in the range of 5 to 20% when the applied voltage of the AC power is changed in the range of 10% of the rated voltage. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 교류 전원의 인가전압이 10% 범위에서 변동하는 경우, 상기 단방향 LED 모듈부의 광량은 5 내지 20% 범위로 변동하는 것을 특징으로 하는 정전류 구동 단방향 LED 모듈 장치.When the voltage applied to the AC power supply fluctuates in the range of 10%, the light quantity of the unidirectional LED module unit varies in the range of 5 to 20%.
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