KR101064906B1 - 발광 다이오드 조명 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 회로 구조를 이용하여 LED를 안정되게 구동하도록 함으로써, 전력 효율 및 역률, 고조파 성분을 개선 및 증대시킬 수 있도록 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, BJT(Bipolar Junction Transistor)의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부, 상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 BJT로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부 및, 상기 LED 어레이 그룹과 상기 스위칭부 사이에 접속되어, 복수의 BJT로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

발광 다이오드 조명 구동 장치{Apparatus for Driving Illumination of Light Emitting Diode}

본 발명은 발광다이오드(이하 LED라 칭함)를 사용하는 조명 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조의 회로 구성으로 전력 효율과 역률의 개선 및 증대와 저고조파 특성을 갖도록 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 밝기 조절이 가능한 LED 조명 장치는 일정한 전압을 바탕으로 공급되는 전류를 변화시켜 밝기를 조정하는 방법을 적용하는 것이 널리 사용되고 있다. 또한 전류를 센싱하여 일정 전류를 흐르도록 하는 전류제어방식도 널리 사용되고 있는 방법중의 하나이다.

점차로 확대되고 있는 상용화 시장의 임박 및 표준 규격이 확립되는 LED 조명시장에서, LED 조명구동회로 설계 및 테스트시 크게 부각 되고 있는 중요한 인자(Factor)들로서 효율 및 역률, THD(Total Harmonic Distortion)의 규격 만족이 가장 큰 이슈로 부각되고 있다.

이에, LED 구동장치에 있어서 회로의 효율을 높이기 위해 다양한 방법이 사용되고 있는데, 전력 개념에 있어서의 가장 중요한 요소인 역률은 공급된 피상 전력이 얼마 만큼 효율적으로 소비되는가를 나타내는 것으로서, 이는 피상 전력과 실제 유효 전력과의 비로 나타낼 수 있으며, 현재 대두되고 있는 스마트 그리드 일환으로 효율적인 에너지 관리를 통한 에너지 손실 및 에너지 소비를 획기적으로 줄이고자 하는 세계적인 추세에 필수적인 요소로 작용하고 있다.

또한, THD로서 역률의 요소가 중요한 인자로 부각이 되면서 단순히 전압과 전류의 위상 차만이 아닌 THD와의 비율도 관리를 하는 추세이다. 이러한 역률 및 THD를 개선하기 위해 PFC(Power Factor Correction) 회로를 보완적으로 적용하고 있다. 능동형 PFC 회로는 출력 전압 안정화 및 전류 레퍼런스 파형을 만들어주고, 제어 회로는 션트 스위치(Shunt Switch)를 관리하여 인덕터 전류가 레퍼런스 파형을 따르도록 하는 CRM(Critical Conduction Mode)와, 평균 전류를 AC 레퍼런스 신호와 동일하게 유지해주는 CCM(Continuous Current Mode)로 구분되어진다. 세계 각 전력 IC 제조 업체들이 다양한 기능들과 함께 이 두 가지 모두를 지원하는 IC를 생산 중이다.

일반적인 역률 보상 방식인 PFC 방식에는 커패시터와 퓨즈, 스위칭 기어 등이 있으며, 이러한 커패시터의 사용은 충전 전류의 주기적인 충방전에 의한 기본전류 파형에 고조파 성분을 발생시키게 되는 바, 역률과 함께 고조파 성분이 LED 조명 규격에 있어서 중요한 요소로 작용한다.

또한, 현재 대부분의 LED 조명 회로에서는 회로의 효율 증대를 도모함과 더불어, LED가 직류 전원을 사용하기 때문에 교류 상용 전원을 직류로 변환하고 점등에 필요한 전압 크기를 변환하기 위한 일환으로 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하고 있는데, 이러한 SMPS 방식을 사용하는 경우에는 전기 효율은 높아지는 반면 회로가 복잡해지고 스위칭 모드(Switching Mode)를 사용하므로 높은 주파수의 노이즈 발생, 커패시터 및 인덕터의 사용에 의한 수명의 저하, 역률이 감소한다는 문제점을 갖게 된다.

또한, 다른 방식으로서 스위칭 레귤레이터를 이용한 전류제어형 LED 구동회로를 적용하고 있는데, 이러한 스위칭 레귤레이터를 이용한 회로에서는 LED에 흐르는 전류를 스위칭 방식의 회로와 연산 증폭기로 조정하게 되는 구조로서, 감지 저항에 걸리는 전압을 피드백시켜 LED에 흐르는 전류를 조정하도록 되어 있다. 이 방식은 리니어 방식과 달리 스위칭 방식을 이용하게 되므로 스위칭 블록에서의 전력소모가 줄어들게 되어 전기적인 효율이 증대되는 장점을 가지므로 비교적 큰 전력이 소모되는 경우에 널리 사용되는 방식이다.

그러나 이러한 스위칭 레귤레이터를 이용한 전류제어형 LED 구동회로는 스위칭 레귤레이터를 적용해야 하므로 회로가 복잡해지고, 스위칭 레귤레이터를 구성하는 인덕터, 캐패시터 등이 요구되므로 전기적인 수명이 낮아질 뿐만 아니라 회로 설계가 잘못되는 경우에는 효율 저하가 발생할 우려가 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 간단한 회로 구조를 이용하여 LED를 안정되게 구동하도록 함으로써, 전력 효율 및 역률, 고조파 성분을 개선 및 증대시킬 수 있도록 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일예에 따르면, 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, BJT의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부, 상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 BJT로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부 및, 상기 LED 어레이 그룹과 상기 스위칭부 사이에 접속되어, 복수의 BJT로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공한다.

바람직하게, 본 발명의 일예에서는 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되어 상기 LED 어레이 그룹의 출력 전력이 증가하지 않도록 보상하는 전력 보상부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따르면, 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 복수의 DMOSFET(Depletion Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 이루어진 전류 미러 회로의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부, 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부 및, 상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 복수의 DMOSFET로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공한다.

바람직하게, 본 발명의 다른 예에서는 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되어 상기 LED 어레이 그룹의 출력 전력이 증가하지 않도록 보상하는 전력 보상부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 예에 따르면, 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹, 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 복수의 DMOSFET로 이루어진 전류 미러 회로와, 상기 전원 공급부와 상기 전류 미러 회로의 사이에 접속된 JFET(Junction Field Effect Transistor)의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부, 상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부 및, 상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 복수의 DMOSFET로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치를 제공한다.

바람직하게, 본 발명의 또 다른 예에서는 상기 전원 공급부에 병렬로 접속되어 상기 LED 어레이 그룹의 출력 전력이 증가하지 않도록 보상하는 전력 보상부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 기준전압 생성부 및 정전류원을 이용하여 다수의 LED 어레이 그룹을 제어하는 스위칭부를 구성하여, 그 스위칭부에서 입력 전압의 증가에 따라 각 LED 어레이 별로 첨두전류를 효율적으로 제어할 수 있도록 함에 따라, 고조파 성분 및 전류의 위상 편이를 최소화할 수 있도록 하고, 기존 회로 구조의 복잡함 및 캐패시터, 인덕터, PFC IC 사용없이 간단한 회로 구조를 이용하여 획기적인 역률 개선 및 고조파 성분의 규격을 만족시킬 수 있다는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 LED어레이 그룹에 대한 LED 그룹의 배치 관계를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명과 관련하여 반파 정류된 전압 파형과 LED 그룹 별 출력전류 파형을 각각 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 LED 그룹을 3개로 나누고 2개의 탭(Tab) 스위치를 구성한 경우의 회로의 일예를 나타낸 도면,
도 7a 및 도 7b는 도 6의 회로에서 LED 그룹과 스위치를 제어하는 저항값에 따라 효율, 소비전력, LED에 흐르는 평균전류를 표로 정리하여 보여주는 도면,
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 7a에 도시된 표의 소비전류 파형을 각각 나타낸 도면,
도 9a 내지 도 9e은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 7b에 도시된 표의 소비전류 파형을 각각 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스위칭부와 LED 어레이 그룹에 대한 전류파형과의 관계를 설명한 것이다.
도11a 내지 도 11c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 BJT를 사용한 회로 구성에서 얻은 입력 전압에 대한 고조파 성분 특성을 나타낸 도면,
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 DMOSFET를 사용한 회로에서 얻은 입력전압에 대한 고조파 성분 특성을 나타낸 도면,
도 13은 도11a 내지 도 11c와, 도 12a 내지 도 12c에서의 고조파 성분 특성의 결과를 정리한 것을 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 BJT를 사용한 회로 구성에 대한 대표 입력 전압 대 입력 전류의 특성을 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 DMOSFET를 사용한 회로 구성에 대한 대표 입력 전압 대 입력 전류의 특성을 나타낸 도면이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치는, 전원 공급부(10)와, LED 어레이 그룹(20), 기준전압 생성부(30), 스위칭부(40), 출력 정전류원(50), 전력 보상부(60)로 구성된다.

상기 전원 공급부(10)는 상용 교류 전원이 커패시터(C1,C2,C3)로 이루어진 안정화 회로를 통해서 브릿지 다이오드(BD)에 접속된 것으로서, 상기 안정화 회로에서는 입력되는 교류 전원의 과부하나 서지(Surge)를 방지하고 어스(Earth) 접지를 할 수 있도록 되어 있으며, 브릿지 다이오드(BD)를 통해 교류 전원이 반파 정류된 직류 전원으로 변환되어 공급된다.

상기 LED 어레이 그룹(20)은 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)와 병렬로 접속된 것으로서, 다수의 LED 그룹(Group 1∼Group n)이 각각 직렬로 배열되어 있다.

한편, 상기 LED 어레이 그룹(20)에서는 반파 정류된 교류 전원의 첨두전압 레벨과 준하는 LED 순방향 전압을 보장해야 하므로, 통상의 소형 LED 단품 소자의 순방향 전압이 3∼6V 정도로 생각할 때, 반파 정류된 교류 전원의 첨두 전압 레벨에 가까운 LED 직렬 연결을 필히 요구한다. 이에, 구동할 수 있는 LED 개수를 세분화하여 한 주기 동안 LED 그룹을 나눈 갯수 N 개 만큼의 전압 레벨에 따라 첨두 전류를 보다 효율적으로 사용한다. 기본 LED 어레이의 설계는 역률과 구동드라이버 측인 스위칭부(40)의 효율을 모두 고려하여 그룹 별로 LED 개수가 동일하도록 한다.

또한, 상기 LED 어레이 그룹(20)은 설계하고자 하는 조명기기의 소모전력의 크기에 따라 추가적으로 병렬로 LED 그룹의 수를 정수 배 늘릴 수 있도록 되어 있는 바, 도 4에 도시된 바과 같이 기본적인 LED 어레이의 총 LED 칩의 개수는 n × a × b 이다. 여기서, 칩(Chip)이라는 개념을 LED 최종 제품에 대한 패키지(Package)라고 정의할 경우에는, 1 패키지 내에 1 개의 LED 칩 또는 다수개(K)의 칩이 적용되는 것을 고려하면 최종 사용되는 LED의 패키지 개수는 (n × a × b)/ K 이다.

상기 기준전압 생성부(30)는 각 LED 그룹의 점등 제어를 위해 상기 스위칭부(40)의 구동 및 상기 출력 정전류원(50)의 기준 전위 측, 상기 전력 보상부(60)측으로 순환하는 경로를 형성하는 기준 전압을 생성하여 공급해 주는 것으로서, 이는 상기 전원 공급부(10)와 접지단 간에 저항(R1,R2)과 제너 다이오드(ZD1)가 각각 직렬로 접속되고, 상기 저항(R1,R2)의 사이에는 커패시터(C4)가 병렬 접속되어 있으며, 상기 저항(R2)과 제너 다이오드(ZD1)의 사이에는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bopolar Junction Transistor; BJT)(이하, BJT라 함)(TR1)의 베이스단이 병렬 접속되어 있다.

상기 BJT(TR1)는 npn형 트랜지스터로서 그 에미터단이 상기 스위칭부(40)의 각 스위치(SW1∼SWn-1)와 접속된다.

상기 스위칭부(40)는 상기 전원 공급부(10)의 입력 전압의 증가 및 감소에 따라 상기 기준전압 생성부(30)에서 공급되는 기준전압을 기준으로 상기 LED 어레이 그룹(20)의 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 효율적으로 제어하기 위한 스위칭을 수행하는 것이다.

상기 스위칭부(40)는 상기 LED 어레이 그룹(20)의 다수의 LED 그룹(Group 1∼Group n)의 그룹 개수에 대해 n-1개로 이루어진 다수의 스위치(SW1∼SWn-1)로 이루어지는데, 각 스위치(SW1∼SWn-1)는 각각 저항(R1-1∼R1-n)과, BJT(TR1-1∼TR1-n-1), 다이오드(D1-1∼D1-n-1)을 포함하고 있다.

상기 다수의 BJT(TR1-1∼TR1-n-1)는 각 베이스단이 각 저항(R1-1∼R1-n-1)을 매개로 상기 기준전압 생성부(30)의 BJT(TR1)의 에미터단과 공통 접속되고, 첫번째 BJT(TR1-1)의 콜렉터단은 제1LED 그룹(Group 1)과 제2LED 그룹(Group 2)의 사이에 접속되는 한편, 나머지 BJT(TR1-2∼TR1-n-1)의 콜렉터단이 각 LED 그룹(Group 2∼Group n)의 사이에 접속됨과 더불어 상위의 BJT(TR1-1∼TR1-n-2)의 에미터단과 접속되어 있으며, 마지막 BJT(TR1-n-1)의 에미터단은 상기 출력 정전류원(50)과 접속된다.

상기 출력 정전류원(50)은 상기 스위칭부(40)와 상기 LED 어레이 그룹(20)의 사이에 접속되고, 상기 LED 어레이 그룹(20)의 각 LED 그룹(Group 1 ∼ Group n)에 안정된 정전류를 공급하여 전체 출력 전력을 일정하게 유지시키도록 해 주기 위한 것으로서, 이는 그 베이스단이 각각 공통 접속되어 전류 미러 회로를 형성하는 BJT(TR6) 및 BJT(TR7)와, 그 베이스단이 상기 BJT(TR6)의 콜렉터단, 그 콜렉터단이 상기 스위칭부(40)와 BJT(TR7)의 접속단 사이, 그 에미터단이 상기 BJT(TR6) 및 BJT(TR7)의 전류 미러 회로 베이스 공통 접속단 간에 각각 접속되어 있는 BJT(TR5)를 포함하여 구성된다.

상기 출력 정전류원(50)은 상기 LED 어레이 그룹(20)와 연결되어 있는 출력측 경로에는 많은 전류 소모가 필요하므로, 상기 BJT(TR6)의 출력 레퍼런스측 저항(R7)으로 흐르는 전류보다 상당히 커야 한다. 따라서, 상기 BJT(TR7)측의 저항(R8)의 값을 작게 하고, 상기 BJT(TR6)측의 저항(R7)의 값을 크게 할 경우 LED의 출력전류가 커지는 비대칭형 미러회로를 사용한다.

상기 전력 보상부(60)는 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)에 대해 병렬로 접속되어, 고전압이 인가되었을때 상기 LED 어레이 그룹(20)의 출력전력이 증가하지 않도록 보상하여 회로의 손상을 보호하는 기능을 수행하는 것으로서, 이는 상기 기준전압 생성부(30)와 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)의 사이에 베이스단 간이 상호 공통 접속되어 있는 BJT(TR8) 및 BJT(TR9)의 전류 미러 회로와, 상기 브릿지 다이오드(BD)와 상기 전류 미러 회로의 사이에 접속되어 있는 제너 다이오드(ZD2), 상기 제너 다이오드(ZD2)와 상기 전류 미러 회로의 사이에 직렬로 접속되어 있는 저항(R9) 및 저항(R10), 상기 저항(R9) 및 저항(R10)의 접속단 사이와 접지단 간에 병렬로 접속되어 있는 커패시터(C5)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 전력 보상부(60)에서 BJT(TR8) 및 BJT(TR9)로 이루어진 미러회로에서는 정격 전원보다 높은 레벨의 전압이 인가되는 경우, 상기 출력 정전류원(50)으로 공급되는 전류양을 해당 전류 미러 회로의 정전류원으로 우회할 수 있도록 설계되어 있다.

상기 전력 보상부(60)는 도 14에 도시된 바와 같은 입력 전압에 따른 전류변화의 특성을 보여주는 그래프에서 보면, 입력 전압이 높을수록 평균 소비전력을 일정하게 하기 위한 보상 회로 즉, 전류 미러 회로의 영향으로 전류의 양이 변화함을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 전원 공급부(10)로부터의 입력 전압이 라인 주기 중 기준을 초과하는 적정레벨 이상이 되면, 상기 LED 어레이 그룹(20)의 모든 LED 그룹(LED Group 1 ∼ LED Group n)을 담당하는 다수의 스위치(SW1∼SWn-1)가 턴온(Turn on)이 되어 제1LED 그룹(LED Group 1)만이 점등된다.

그 상태에서, 입력 전압이 상기 제1LED 그룹(LED Group 1)과 제2LED 그룹(LED Group 2)의 순방향 전압의 합에 가깝게 커지게 되면, 제1스위치(SW1)가 오픈(Open)되면서 LED 전류가 흐르는 경로는 제1LED 그룹(LED Group 1)과 제2LED 그룹(LED Group 2)을 통하고 제2∼제n-1스위치(SW2∼SWn-1)를 통하여 흐르게 되어 제1 및 제 2LED 그룹((LED Group 1, LED Group 2)이 점등된다.

이러한 방식으로 입력 전원의 반 주기당 n-1 개의 스위치를 이용하여 순차적으로 LED 그룹이 점등하게 되는데, 상기 스위칭부(40)의 다수의 스위치(SW1∼SWn-1)에서는 상기 출력 정전류원(50)에 의해 입력 전압의 증가에 따른 각 LED 어레이 별 첨두 전류를 효율적으로 제어하게 되어 스위칭 시에 발생되는 고조파 성분 및 전류의 위상편이를 최소화하게 하며, 역률(Power Factor)을 최대화 할 수 있게 된다.

즉, 입력 전압이 증가함에 따라서 각 LED 그룹 단위로 점등되면서 출력 첨두 전류는 일반적인 구형파(Square Wave)의 형태가 아닌 정현파(Sine Wave)에 가까운 계단형 파형을 갖게 되는데, 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 LED 그룹에 대한 각각의 스위치(SWn-1)의 턴온(Turn-on) 시점이 각기 달라서 각 그룹 별 LED에 흐르는 전류파형이 다르다. 이것은 반 주기 간격으로 입력 전압의 크기에 따라 직렬로 연결되어 있는 LED 중 점등되는 개수가 변화하는 것을 보여준다. 또한, LED 출력파형은 모든 주파수 성분의 합으로 생각할 수 있는 구형파에서 단일 주파수를 갖는 정현파 형태로 가까워지면서, 고주파 노이즈 억제 및 역률을 향상시키는 결과를 얻을 수 있다.

한편, 역률 향상을 위해 LED 출력 파형을 정현파 형태로 근사하였지만, 이로써 효율은 상대적으로 나빠진다. 왜냐하면, 정현파 형태의 파형을 얻기 위해 사용한 스위칭 소자인 BJT에서 추가 전력을 소모하기 때문인데, 이는 정현파 형태에 가까워질수록 BJT에서 소모하는 전력이 커지게 되고, 역률은 좋아지지만 효율은 나빠지는 트레이드 오프(Trade-off) 관계가 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 회로에서는 역률과 효율의 트레이드 오프(Trade-off) 관계를 고려하여 각 BJT의 저항값이나 각 LED 어레이 그룹의 LED 개수를 정하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치는, 전원 공급부(10)와, LED 어레이 그룹(20), 기준전압 생성부(70), 스위칭부(80), 출력 정전류원(90), 전력 보상부(100)로 구성되는 바, 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하면서 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 기준전압 생성부(70)와, 스위칭부(80), 출력 정전류원(90), 전력 보상부(100)는 구체적인 회로 구성면에서 도 1의 제1실시예에 따른 구성과 다른 회로 구성 및 다른 회로 소자를 적용하고 있지만, 본 발명의 제1실시예에 기재된 각 구성의 기능은 동일하게 이루어진다.

상기 기준전압 생성부(70)는 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)와 접지단 사이에 접속되어 있는 DMOS FET(Depletion Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 각각 이루어진 DMOSFET(FET3) 및 DMOSFET(FET4)의 전류 미러 회로와, 상기 브릿지 다이오드(BD)와 상기 전류 미러 회로의 DMOSFET(FET3) 사이에 각각 직렬로 접속되어 있는 저항(R13, R14, R15)과, 제너 다이오드(ZD3), 상기 저항(R13)과 저항(R14)의 사이에 그 게이트단이 접속되어 있는 DMOSFET(FET1), 상기 저항(R14) 및 저항(R15)의 사이와 접지단 사이에 병렬 접속되어 있는 커패시터(C6), 상기 저항(R15)과 상기 제너 다이오드(ZD3)의 사이에 그 게이트 단이 접속되고 그 드레인단이 상기 DMOSFET(FET1)의 소오스단과 접속되어 있으며 그 소오스단이 상기 전류 미러 회로를 이루는 DMOSFET(FET4)의 드레인단 및 상기 출력 정전류원(90)과 접속되어 있는 DMOSFET(FET2)를 포함하여 구성된다.

상기 스위칭부(80)는 상기 LED 어레이 그룹(20)의 다수의 LED 그룹(Group 1∼Group n)의 그룹 개수에 대해 n-1개로 이루어진 다수의 스위치(SW1∼SWn-1)로 이루어지는데, 각 스위치(SW1∼SWn-1)는 각각 저항(R2-1∼R2-n)과, N 채널형 의 DMOSFET(FET1-1∼FET1-n-1), 게이트와 소오스 간의 바이어스 저항(R3-1∼R3-n), 다이오드(D2-1∼D2-n-1)을 포함하고 있다.

상기 다수의 DMOSFET(FET1-1∼FET1-n-1)는 각 게이트단이 각 저항(R2-1∼R2-n-1)을 매개로 상기 기준전압 생성부(70)의 전류 미러 회로를 이루는 DMOSFET(FET4)의 드레인단과 공통 접속되고, 첫번째 DMOSFET(FET1-1)의 드레인단은 제1LED 그룹(Group 1)과 제2LED 그룹(Group 2)의 사이에 접속되는 한편, 나머지 DMOSFET(FET1-2∼FET1-n-1)의 드레인단이 각 LED 그룹(Group 2∼Group n)의 사이에 접속됨과 더불어 각각 상위의 DMOSFET(FET1-1∼FET1-n-2)의 소오스단과 접속되어 있으며, 마지막 DMOSFET(FET1-n-1)의 소오스단은 상기 출력 정전류원(50)과 접속된다.

상기 출력 정전류원(90)은 각 게이트단이 서로 공통 접속되어 전류 미러 회로를 형성하는 DMOSFET(FET8)와, DMOSFET(FET9)를 포함하여 구성되는데, 상기 DMOSFET(FET8)의 드레인단과, 각 DMOSFET(FET8,FET9)의 게이트 공통 접속단은 상기 기준전압 생성부(70)의 출력단 및 상기 전력 보상부(100)의 연결단 사이에 각각 병렬 접속되어 있고, 상기 DMOSFET(FET9)의 드레인단은 상기 LED 어레이 그룹(20)과 직접 접속되어 있다.

상기 전력 보상부(100)는 상기 기준전압 생성부(70)와 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)의 사이에 접속되어 있는 DMOSFET(FET10) 및 DMOSFET(FET11)의 전류 미러 회로와, 상기 브릿지 다이오드(BD)와 상기 전류 미러 회로의 사이에 접속되어 있는 제너 다이오드(ZD4), 상기 제너 다이오드(ZD4)와 상기 전류 미러 회로의 사이에 각각 직렬로 접속되어 있는 저항(R27) 및 저항(R28), 상기 저항(R27) 및 저항(R28)의 접속단 사이와 접지단 간에 병렬로 접속되어 있는 커패시터(C7)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 전류 미러 회로를 구성하는 DMOSFET(FET10) 및 DMOSFET(FET11)의 각 게이트단은 상호 공통 접속되어 있으며, DMOSFET(FET10)의 드레인단은 상기 출력 정전류원(90)과 접속되어 있고, DMOSFET(FET11)의 드레인단은 상기 저항(R27,R28) 및 제너 다이오드(ZD4)를 통하여 상기 전원 공급부(10)와 접속되어 있다.

상기 전력 보상부(100)는 도 15에 도시된 바와 같은 입력 전압에 따른 전류변화의 특성을 보여주는 그래프에서 보면, 입력 전압이 높을수록 평균 소비전력을 일정하게 하기 위한 보상 회로인 전류 미러 회로의 영향으로 전류의 양이 변화함을 알 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치는, 전원 공급부(10)와, LED 어레이 그룹(20), 기준전압 생성부(110), 스위칭부(80), 출력 정전류원(90), 전력 보상부(100)로 구성되는 바, 도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하면서 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 기준전압 생성부(110)는 구체적인 회로 구성면에서 도 2의 제2실시예에 따른 구성과 다른 회로 구성 및 다른 회로 소자를 적용하고 있지만, 본 발명의 제2실시예에 기재된 각 구성의 기능은 동일하게 이루어진다.

상기 기준전압 생성부(110)는 상기 전원 공급부(10)의 브릿지 다이오드(BD)와 접지단 사이에 접속되어 있는 DMOSFET(FET14) 및 DMOSFET(FET15)의 전류 미러 회로와, 상기 브릿지 다이오드(BD)와 상기 전류 미러 회로의 DMOSFET(FET14) 사이에 각각 직렬로 접속되어 있는 저항(R31, R32)과, 제너 다이오드(ZD5), 상기 저항(R31)과 상기 브릿지 다이오드(BD)의 사이에 접속되어 있는 접속되어 있는 JFET(Junction Field Effect Transistor)로 이루어진 JFET(FET12), 상기 저항(R31) 및 저항(R32)의 사이와 접지단 사이에 병렬 접속되어 있는 커패시터(C8), 상기 저항(R32)과 상기 제너 다이오드(ZD5)의 사이에 그 게이트 단이 접속되고 그 드레인단이 상기 브릿지 다이오드(BD)와 접속되어 있으며 그 소오스단이 상기 전류 미러 회로를 이루는 DMOSFET(FET15)의 드레인단 및 상기 출력 정전류원(90)과 접속되어 있는 DMOSFET(FET13)를 포함하여 구성된다.

상기 기준전압 생성부(110)는 DMOSFET와 JFET를 이용한 안정적인 전압강하를 통해 구동회로의 제어에 적합한 기준 전압을 생성한다.

여기서, 상기 JFET(FET12)는 그 드레인단이 상기 브릿지 다이오드(BD) 및 LED 어레이 그룹(20)의 연결단 간에 병렬로 접속되어 있고, 그 소오스단이 상기 저항(R31)과 접속되어 있는 한편, 그 게이트단이 접지단과 접속되어 있는 N 채널형 JFET로서, 그 게이트단에 (-)전압의 바이어스를 걸어서 채널에 공핍층을 형성함에 의해 드레인으로부터 소오스로 흐르는 전류를 제어하도록 되어 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 따른 발광 다이오드 조명 구동 장치는, 본 발명의 제1실시예에 따른 구동 장치와 마찬 가지로, 입력 전원의 반 주기당 n-1 개의 스위치를 이용하여 순차적으로 LED 그룹이 점등하게 되는데, 상기 스위칭부(80)의 다수의 스위치(SW1∼SWn-1)에서는 상기 출력 정전류원(90)에 의해 입력 전압의 증가에 따른 각 LED 어레이 별 첨두 전류를 효율적으로 제어하게 되어 스위칭 시에 발생되는 고조파 성분 및 전류의 위상편이를 최소화하게 하며, 역률(Power Factor)을 최대화 할 수 있게 된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 입력 전압이 증가함에 따라서 각 LED 그룹 단위로 점등되면서 출력 첨두 전류는 정현파에 가까운 계단형 파형을 갖게 되고, 각각의 LED 그룹에 대한 각각의 스위치(SWn-1)의 턴온(Turn-on) 시점이 각기 달라서 각 그룹 별 LED에 흐르는 전류파형이 다르게 되고, 이는 반 주기 간격으로 입력 전압의 크기에 따라 직렬로 연결되어 있는 LED 중 점등되는 개수가 변화하는 것을 보여준다. 또한, LED 출력파형은 모든 주파수 성분의 합으로 생각할 수 있는 구형파에서 단일 주파수를 갖는 정현파 형태로 가까워지면서, 고주파 노이즈 억제 및 역률을 향상시키는 결과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에서도 제1실시예의 회로와 마찬가지로, 역률 향상을 위해 LED 출력 파형을 정현파 형태로 근사함에 의해 역률은 좋아지지만 효율은 나빠지는 트레이드 오프(Trade-off) 관계가 되므로, 역률과 효율의 트레이드 오프(Trade-off) 관계를 고려하여 각 DMOSFET, JFET의 저항값이나 각 LED 어레이 그룹의 LED 개수를 정하는 것이 바람직하다.

이에 대한 좀 더 구체적인 예를 도 6과 도 7a 및 도 7b, 도 8a 내지 도 8e, 도 9a 내지 도 9e를 통해서 설명한다.

도 6은 상기 LED 어레이 그룹(120)의 LED 그룹을 3개로 나누고 2개의 탭(Tab) 스위치인 DMOS를 사용한 스위칭부(130)를 구성한 경우의 회로의 일예이다.

또한, 도 7a 및 도 7b의 표에서는 도 6의 회로에서 LED 그룹과 스위치를 제어하는 저항값에 따라 효율, 소비전력, LED에 흐르는 평균전류를 보여준다.

도 8a 내지 도 8e, 도 9a 내지 도 9e은 상기 도 7a 및 도 7b에 도시된 표의 소비전류 파형을 각각 나타낸다.

도 7a의 표와 도 8a 내지 도 8e를 대비해 보면 총 LED 개수는 같지만 각각의 LED 어레이 그룹의 개수를 가변했을 때 효율이나 소모전류 파형의 변화를 볼 수 있는데, 그룹별 LED 개수가 a=20, b=36, c=40 일 때 제1그룹의 LED 순방향전압이 제일 적으므로 스위치(SW1)가 턴온되는 시점이 제일 빠르고, a=48, b=44, c=4일 때 스위치(SW1)가 턴온되는 시점이 제일 느리다. 이는 각 그룹별 LED 순방향 전압에 따라 소비전류의 펄스폭이 결정된다고 볼 수 있는 것이다. 효율은 구형파 형태에 제일 유사할 경우 a=44, b=40, c=12 일 때 최대값를 갖고, 반면에 정현파 형태에 제일 유사한 a=20, b=36, c=40 일 때 최소값을 갖는 것을 볼 수 있다.

도 7b의 표와 도면9a 내지 도 9e에서 보면, 기준전압과 각 스위치(SW1,SW2)를 구성하는 DMOSFET의 게이트단에 연결된 저항(R2-1, R2-2)의 값에 따라 변화하는 효율과 전류파형을 확인할 수 있는데, 각 스위치(SW1,SW2)의 저항값이 클 때 턴온되는 레벨 값이 작아지고, 저항값이 작을 때 턴온되는 레벨 값이 커지는 것을 볼 수 있다. 마찬가지로 전류파형이 저항값에 따라 구형파에 가까울수록 효율이 좋고, 정현파에 가까울수록 효율이 좋지 않다. 반면 역률은 효율과 상반된다는 점도 상기해야 한다.

따라서, 본 발명에서는 회로의 설계시 역률과 효율의 트레이트 오프 관계를 고려하여, 각 스위칭 소자의 저항값이나 각 LED 어레이 그룹의 LED 개수를 정한다.

여기서, 상술한 도 6의 DMOSFET를 적용한 회로에 대한 내용은 JFET나 BJT를 이용한 설계에서도 동일하게 적용할 수 있으며, 디바이스의 특성에 따라 바이어스 등을 조정하기 위한 회로상의 차이가 있을 수 있다.

도 10은 스위칭부와 LED 어레이 그룹에 대한 전류파형과의 관계를 설명한 것이다.

도 10에 따르면, 각 스위치(SW1∼SWn-1)의 저항값이 증가하면 각각의 파형과 연관되는 높이는 작아지고, 각 LED 그룹의 LED 개수가 증가하면 각각의 파형과 연관되는 폭은 점점 커지게 된다.

스위칭 소자로서 BJT가 적용된 경우에는 베이스 전류를 제어하는 베이스단의 저항으로 LED 출력 전류의 파형이 조절 가능하며, 반면에 DMOSFET 의 경우는 게이트-소오스 간의 양단 전압차 및 기준 전압원의 전압강하를 해줄 수 있는 각각의 저항으로 조절 가능하다. 즉, 스위칭 소자로서 적용되는 디바이스가 달라지더라도 제어 방법에 대한 개념은 동일하다.

도11a 내지 도 11c와, 도 12a 내지 도 12c는 각각 BJT와 DMOSFET 회로소자를 사용한 회로에서 얻은 입력전압에 대한 고조파 성분 특성을 나타낸 것이고, 도 13의 표에서는 상기 고조파 성분 특성의 결과를 정리한 것을 나타낸 것이다.

도11a 내지 도 11c와, 도 12a 내지 도 12c, 도 13에 도시된 바에 따르면, 각각의 회로에서 출력은 다르지만 규격에 준한다는 것을 확인할 수 있다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10:전원 공급부, 20:LED 어레이 그룹,
30,70,110:기준전압 생성부, 40,80:스위칭부,
50,90:출력 정전류원, 60,100:전력 보상부.

Claims (15)

1. 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와;
   상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹;
   상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, BJT(Bipolar Junction Transistor)의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부;
   상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 BJT로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부; 및
   상기 LED 어레이 그룹과 상기 스위칭부 사이에 접속되어, 복수의 BJT로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
2. 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와;
   상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹;
   상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 복수의 DMOSFET(Depletion Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 이루어진 전류 미러 회로의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부;
   상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부; 및
   상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 복수의 DMOSFET로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 출력 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
3. 교류 전원을 안정화 및 반파 정류하여 공급하는 전원 공급부와;
   상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 적어도 하나의 LED로 이루어진 복수의 LED 그룹이 형성되어, 복수의 LED 그룹이 직렬로 배열되어 있는 LED 어레이 그룹;
   상기 전원 공급부에 병렬로 접속되고, 복수의 DMOSFET(Depletion Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 이루어진 전류 미러 회로와, 상기 전원 공급부와 상기 전류 미러 회로의 사이에 접속된 JFET(Junction Field Effect Transistor)의 구동을 통하여 스위칭부에 기준전압을 공급하는 기준전압 생성부;
   상기 전원 공급부의 입력 전압의 반 주기당 상기 LED 어레이 그룹의 복수의 LED 그룹에 대해 n-1개의 DMOSFET로 이루어진 스위치를 갖추고, 상기 기준전압 생성부의 기준전압을 공급받고 출력 정전류원으로부터 정전류를 공급받아 입력 전압의 반 주기 간격으로 스위치가 구동되어 기준전압을 기준으로 각 LED 그룹 별로 피크 전류(Peak Current)를 제어하도록 순차적으로 점등시키는 스위칭부; 및
   상기 LED 어레이 그룹 및 상기 스위칭부의 접속단과 상기 기준전압 생성부의 사이에 접속되어, 복수의 DMOSFET로 이루어진 전류 미러 회로를 통해서 정전류를 공급하는 정전류원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위칭부는 각 BJT의 베이스단이 저항을 매개로 상기 기준전압 생성부와 공통 접속되고, 첫번째 BJT의 콜렉터단은 제1LED 그룹과 제2LED 그룹의 사이에 접속되는 한편, 나머지 BJT의 콜렉터단이 각 LED 그룹의 사이에 접속됨과 동시에 상위의 BJT의 에미터단과 접속되어 있으며, 마지막 BJT의 에미터단은 상기 출력 정전류원과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 스위칭부는 각 DMOSFET의 게이트단이 저항을 매개로 상기 기준전압 생성부와 공통 접속되고, 첫번째 DMOSFET의 드레인단은 제1LED 그룹과 제2LED 그룹의 사이에 접속되는 한편, 나머지 DMOSFET의 드레인단이 각 LED 그룹의 사이에 접속됨과 동시에 각각 상위의 DMOSFET의 소오스단과 접속되어 있으며, 마지막 DMOSFET의 소오스단은 상기 출력 정전류원과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 기준전압 생성부는 상기 전원 공급부와 접지단 간에 제1 및 제2저항과 제너 다이오드가 각각 직렬로 접속되고, 상기 제1저항과 제2저항의 사이에는 커패시터가 병렬 접속되며, 상기 제2저항과 제너 다이오드의 사이에 BJT의 베이스단이 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 기준전압 생성부는 상기 전원 공급부와 접지단 사이에 DMOSFET의 전류 미러 회로가 접속되고, 상기 전원 공급부와 상기 전류 미러 회로의 일측 DMOSFET 사이에 제1,제2,제3저항과 제너 다이오드가 각각 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제1저항과 제2저항 사이에 제1DMOSFET의 게이트단이 접속되어 있고, 상기 제2저항 및 제3저항 사이와 접지단 사이에 커패시터가 병렬 접속되어 있으며, 제2DMOSFET의 게이트 단이 상기 제3저항과 상기 제너 다이오드 사이에 접속되고 드레인단이 상기 제1DMOSFET의 소오스단과 접속되어 있으며 소오스단이 상기 전류 미러 회로의 타측 DMOSFET의 드레인단 및 상기 출력 정전류원과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 기준전압 생성부는 상기 전원 공급부와 접지단 사이에 DMOSFET의 전류 미러 회로가 접속되고, 상기 전원 공급부와 상기 전류 미러 회로의 일측 DMOSFET 사이에 제1,제2저항과 제너 다이오드가 각각 직렬로 접속되어 있으며, 상기 전원 공급부와 상기 제1저항 사이에 JFET가 접속되며, 상기 제1저항 및 제1저항 사이와 접지단 사이에 커패시터가 병렬 접속되어 있으며, DMOSFET의 게이트 단이 상기 제2저항과 상기 제너 다이오드 사이에 접속되고 드레인단이 상기 전원 공급부와 접속되어 있으며 소오스단이 상기 전류 미러 회로의 타측 DMOSFET의 드레인단 및 상기 출력 정전류원과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 정전류원은 베이스단이 각각 공통 접속되어 복수 BJT의 전류 미러 회로와, 베이스단이 상기 전류 미러 회로의 일측 BJT의 콜렉터단, 콜렉터단이 상기 스위칭부와 타측 BJT의 접속단 사이, 그 에미터단이 상기 전류 미러 회로의 베이스 공통 접속단 간에 각각 접속되어 있는 BJT를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
10. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 출력 정전류원은 게이트단이 각각 공통 접속되어 복수 DMOSFET의 전류 미러 회로와, 상기 전류 미러 회로의 일측 DMOSFET의 드레인단과, 전류 미러 회로의 각 게이트 공통 접속단이 상기 기준전압 생성부의 출력단에 접속되어 있고, 상기 타측 DMOSFET의 드레인단은 상기 LED 어레이 그룹과 직접 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 공급부에 병렬로 접속되어 상기 LED 어레이 그룹의 출력 전력이 증가하지 않도록 보상하는 전력 보상부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 출력 정전류원의 전류 미러 회로는 상기 LED 어레이 그룹(20)과 연결되어 있는 측의 저항값을 작게하고, 타측의 저항값을 크게 설정한 비대칭형 미러회로인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 스위칭부는 스위치의 저항값이 클 때 턴온되는 레벨 값이 작아지고, 저항값이 작을 때 턴온되는 레벨 값이 커지게 되어, 전류파형이 저항값에 따라 정현파에 가까울수록 효율이 좋고, 구형파에 가까울수록 역률이 좋아지며,
    상기 역률과 효율의 트레이트 오프(Trade-Off) 관계에 따라 각 스위칭 소자의 저항값과, 각 LED 어레이 그룹의 LED 개수를 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 조명 구동 장치.
    
    
    

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