KR101171752B1 - LED Lighting System for improving reliability - Google Patents

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홍순원
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주식회사 티엘아이
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Abstract

신뢰성이 향상되는 엘이디 조명 장치가 개시된다. The LED lighting apparatus that reliability is improved is disclosed. 본 발명의 LED 조명장치는 정류 전압을 발생하는 정류 발생 블락으로서, 상기 정류 전압은 소정의 바탕 전압에 대하여 일방향의 구동 전압차를 가지는 상기 정류 발생 블락; LED illumination device of the invention is a rectifier generating block for generating a rectified voltage, the rectified voltage is the rectified generated block has a drive voltage difference in one direction for a given voltage on; 제1 및 제2 연결부와, 제1 LED 모듈 및 제2 LED 모듈을 포함하는 LED 발광 블락으로서, 상기 제1 LED 모듈은 상기 정류 전압과 제1 연결노드 사이에 형성되며, 상기 제2 LED 모듈은 상기 제1 연결노드와 제2 연결노드 사이에 형성되며, 상기 제1 연결부는 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하되, 상기 제1 LED 모듈 및 상기 제2 LED 모듈의 전류를 조절하도록 구동되며, 상기 제2 연결부는 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하도록 구동되는 상기 LED 발광 블락; First and second connecting portion, and a first LED module and the second as the LED light-emitting block including a LED module, the first LED module is disposed between the rectified voltage and the first connecting node, the second LED module It is formed between the first connecting node and a second connection node, wherein the first connection portion, but electrically connected to the first connecting node in response to a first control signal to the ground voltage, the first LED module, and wherein LED 2 is driven to adjust the current of the module, wherein the second connection is a second control signal in response to said second connection node, the LED light-emitting block is driven to be electrically connected to the ground voltage; 및 상기 구동 전압차의 크기에 대응하는 상태로 제어되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호를 발생하는 컨트롤 블락을 구비한다. And it provided with a control block for generating the first control signal and the second control signal is controlled in a state corresponding to the magnitude of the drive voltage difference. 본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 회로 구조의 복잡함 및 커패시터, 인덕터, PFC IC 사용없이 간단하게 전력 효율, 역률 등의 동작특성이 개선되면서, 폐순환 전류 루프에 포함되는 상기 LED 모듈의 과도 전류가 저감된다. According to the LED lighting device of the present invention, while simple to improve the operating characteristics such as power efficiency, power factor, without the complexity and the capacitor in the circuit structure, the inductor, PFC IC used, the transient current of the LED modules that are included in the closed loop current loop mitigation do. 또한, 앤모스 트랜지스터의 게이트 단자가 낮은 전압레벨이 인가됨으로써, 앤모스 트랜지스터의 파손 가능성이 현저히 감소되며, 전체적으로 신뢰성이 크게 향상된다. In addition, and by being a gate terminal applied with a low voltage level of the MOS transistor, and is a significantly reduced possibility of breakage of the MOS transistor, the overall reliability is greatly improved.

Description

신뢰성이 향상되는 엘이디 조명 장치{LED Lighting System for improving reliability} The LED lighting device that improves reliability {LED Lighting System for improving reliability}

본 발명은 본 발명은 엘이디(LED) 조명장치에 관한 것으로서, 특히 효율 및 역률 등의 동작특성과 함께 신뢰성을 향상시키는 LED 조명장치에 관한 것이다. The invention The present invention relates to a LED lighting device to improve the reliability with the operating characteristics, such as on the LED (LED) lighting device, in particular the efficiency and power factor.

발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 소자는 화합물 반도체의 일종으로서, 인가되는 전압에 의하여 발광되는 소자이다. The LED (Light Emitting Diode: LED) device is a type of compound semiconductor, a light emitting element by the applied voltage. 이러한 LED 소자는 소형이고, 수명이 길며, 또한, 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 효율이 높다는 장점을 지닌다. These LED devices are small, and a long lifetime, and also, has the advantage of high efficiency of converting electrical energy into light energy. 이에 따라, LED 소자를 이용한 LED 조명장치는 점차 백열전구와 형광등을 대체하는 조명장치로 발전되고 있다. Accordingly, LED illumination device using the LED elements are gradually being developed to replace incandescent lighting apparatus sphere and fluorescent.

종래의 LED 조명장치는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 교류 공급기(10), 브릿지 다이오드(20) 및 LED 발광 블락(30)으로 구성된다. A conventional LED lighting apparatus, as shown in Figure 1, consists of the alternating current supply 10, a diode bridge 20 and the LED light-emitting block (30). 상기 브릿지 다이오드(20)는 상기 교류 공급기(10)에서 공급되는 교류 전압(VAC)을 정류하여, 정류 전압(VREC)으로 발생한다. The diode bridge 20 rectifies the AC voltage (VAC) to be supplied from the alternating-current supply 10, and generates a rectified voltage (VREC). 그리고, 상기 LED 발광 블락(30)의 LED 소자들은 상기 정류 전압(VREC)에 의하여 발광한다. And, it LED devices of the LED light-emitting blocks 30 are to emit light by said rectified voltage (VREC).

그런데, 종래의 LED 조명장치에서는, 상기 정류 전압(VREC)이 일정전압 이하로되면, 전체 LED 소자들의 휘도가 매우 낮게 되고, 경우에 따라서는, 전체 LED 소자들이 소등된다. By the way, in the conventional LED lighting apparatus, when the rectified voltage (VREC) is below a predetermined voltage, the luminance of the whole LED element is very low, in some cases, to the total LED element is turned off. 그러므로, 종래의 LED 조명장치는 전력 효율이 낮다는 문제점을 지닌다. Therefore, the conventional LED lighting apparatus has a problem that the power efficiency is low.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2과 같은 LED 조명장치가 제안되고 있다. In order to solve this problem, there has been proposed LED illumination apparatus as shown in FIG. 2. 도 2의 LED 조명장치는 발광 LED수 제어형이다. LED lighting apparatus of Figure 2 is a light-emitting LED can be controlled. 도 2의 발광 LED수 제어형 LED 조명장치는 공급되는 전압차 즉, 플러스 공급전압(VSUP+)과 마이너스 공급전압(VSUP-)의 전압차에 따라, 스위치들로 작용하는 제1 및 제2 앤모스 트랜지스터(SW1, SW2)가 제어된다. FIG emitting LED can control type LED lighting device 2 is supplied to a voltage difference that is, in accordance with the voltage difference between the positive supply voltage (VSUP +) and the negative supply voltage (VSUP-), first and second NMOS transistors serving as the switches the (SW1, SW2) is controlled. 이러한 제1 및 제2 앤모스 트랜지스터(SW1, SW2)의 턴온여부에 따라 제1 LED 모듈(MD1)과 제2 LED 모듈(MD2) 중에서 어느하나 또는 둘 모두가 발광하게 된다. The first and second NMOS transistors (SW1, SW2) from either or both the first LED module (MD1) and the second LED module (MD2) depending on whether the turn-on of the light emission is. 도 2의 LED 조명장치에 의하면, 회로 구조의 복잡함 및 커패시터, 인덕터, PFC IC 사용없이 간단하게 전력 효율, 역률을 개선 및 증대시킬 수 있게 된다. According to Fig. 2 of the LED lighting device, so that the complexity of the circuit structure and a capacitor, an inductor, a simple power efficiency without PFC IC used, to improve and increase the power factor.

그러나, 도 2의 LED 조명장치에서는, 제1 앤모스 트랜지스터의 소스 단자는 연결노드(NC)에 접속된다. However, in the LED lighting apparatus of Figure 2, the first and the source terminal of the MOS transistor is connected to the connection node (NC). 이때, 상기 플러스 공급전압(VSUP+)과 상기 마이너스 공급전압(VSUP-)의 전압차가 50V~100V임을 고려하면, 상기 연결노드(NC)에 접속되는 제1 앤모스 트랜지스터(SW1)의 소스 단자의 전압 레벨은 25V~50V가 된다. At this time, the voltage of the source terminal of the first NMOS transistor (SW1), considering that the positive supply voltage (VSUP +) and the voltage difference is 50V ~ 100V of the negative supply voltage (VSUP-), connected to said connection node (NC) level is a 25V ~ 50V. 그러므로, 상기 제1 앤모스 트랜지스터(SW1)를 게이팅하는 제1 제어신호(VC1)는 25V~50V 보다 높은 전압레벨이 요구된다. Therefore, the first control signal (VC1) for gating the first NMOS transistor (SW1) is required to have a voltage level higher than 25V ~ 50V.

이와 같이, 게이트 단자에 높은 레벨의 전압이 인가됨으로 인하여, 상기 제1 앤모스 트랜지스터(SW1)는 높은 파손 가능성을 지닌다. In this way, due doemeuro the high level voltage applied to the gate terminal, it said first NMOS transistor (SW1) is has a high possibility of breakage.

또한, 도 2의 LED 조명장치에서는, 순간적으로 과도 전류가 발생되는 경우, LED 모듈들(MD1, MD2)의 소자특성이 급격히 저하될 수 있는 문제점을 지닌다. Further, the LED lighting device of Fig. 2, has a problem that element characteristics can be drastically reduced in a case where a momentary transients occur, the LED module (MD1, MD2).

따라서, 도 2의 LED 조명장치는 신뢰성이 크게 저하된다는 문제점을 지닌다. Accordingly, LED illumination device in Figure 2 has a problem that the reliability is greatly lowered.

본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 효율 및 역률 등의 동작특성과 함께 신뢰성을 향상시키는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a LED lighting device to improve the reliability with the operating characteristics, such as, the efficiency and the power factor for solving the problems of the prior art.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 LED 조명장치에 관한 것이다. Aspect of the present invention for achieving the technical problems as described above relates to a LED illumination unit. 본 발명의 LED 조명장치는 정류 전압을 발생하는 정류 발생 블락으로서, 상기 정류 전압은 소정의 바탕 전압에 대하여 일방향의 구동 전압차를 가지는 상기 정류 발생 블락; LED illumination device of the invention is a rectifier generating block for generating a rectified voltage, the rectified voltage is the rectified generated block has a drive voltage difference in one direction for a given voltage on; 상기 정류 전압과 제1 연결노드 사이에 형성되는 제1 LED 모듈; A first LED module is formed between the rectified voltage and a first connection node; 상기 제1 연결노드와 제2 연결노드 사이에 형성되는 제2 LED 모듈; The second LED modules, being formed between the first connection node and a second connection node; 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하되, 상기 제1 LED 모듈 및 상기 제2 LED 모듈의 전류를 조절하도록 구동되는 제1 연결부; The first control in response to the signal, but electrically connected to the first connection node to the ground voltage, the first LED module and the first connection portion is driven to adjust the current of the LED module of claim 2; 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하도록 구동되는 제2 연결부; A second control signal in response to a second connection to the second connection node, which is driven so as to electrically connected to the ground voltage; 및 상기 구동 전압차의 크기에 대응하는 상태로 제어되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호를 발생하는 컨트롤 블락을 구비한다. And it provided with a control block for generating the first control signal and the second control signal is controlled in a state corresponding to the magnitude of the drive voltage difference. 그리고, 상기 제1 연결부는 상기 제1 연결노드와 제1 피드백 노드 사이에 형성되는 제1 스위칭 소자로서, 제1 비교 신호의 전압에 따라 컨덕턴스가 제어되는 상기 제1 스위칭 소자; In addition, the first connection is connected to the first node and the first as a first switching element provided between the feedback node, the first compare the first switching conductance which is controlled in accordance with the voltage of the signal element; 상기 제1 피드백 노드의 전압을 소정의 기준 전압과 비교하여 상기 제1 비교 신호를 발생하는 제1 비교 소자; A first comparison device for comparing a voltage at the first feedback node and a predetermined reference voltage to generate a first comparison signal; 및 상기 제1 피드백 노드와 상기 바탕전압 사이에 형성되는 제1 저항 소자를 구비한다. And a first resistive element formed between the ground voltage to the first feedback node.

본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 회로 구조의 복잡함 및 커패시터, 인덕터, PFC IC 사용없이 간단하게 전력 효율, 역률 등의 동작특성이 개선되면서, 폐순환 전류 루프에 포함되는 상기 LED 모듈의 과도 전류가 저감된다. According to the LED lighting device of the present invention, while simple to improve the operating characteristics such as power efficiency, power factor, without the complexity and the capacitor in the circuit structure, the inductor, PFC IC used, the transient current of the LED modules that are included in the closed loop current loop mitigation do. 또한, 앤모스 트랜지스터의 게이트 단자가 낮은 전압레벨이 인가됨으로써, 앤모스 트랜지스터의 파손 가능성이 현저히 감소되며, 전체적으로 신뢰성이 크게 향상된다. In addition, and by being a gate terminal applied with a low voltage level of the MOS transistor, and is a significantly reduced possibility of breakage of the MOS transistor, the overall reliability is greatly improved.

본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다. A brief description of each drawing used in the present invention is provided.
도 1 및 도 2는 종래의 LED 조명장치를 나타내는 도면이다. 1 and Fig. 2 is a view showing a conventional LED illumination device.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing an LED illumination device in accordance with one embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 LED 조명장치에서, 교류 전압을 정류하여 생성되는 정류 전압을 설명하기 위한 도면이다. In the LED lighting device of Figure 4 Figure 3, a diagram illustrating the rectified voltage is generated by rectifying the AC voltage.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. It should be reference to information described in the present invention and the advantages on the operation of the invention and the accompanying drawings and the accompanying drawings, which in order to fully understand the objectives achieved by the practice of the present invention illustrating a preferred embodiment of the present invention. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. In understanding the respective drawings, like elements are shown to be noted that the same reference numerals as much as possible. 또한, 하기의 설명에서, 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 기술된다. Further, in the following description, numerous specific details such as specific process flow are described to provide a thorough understanding of the present invention. 그러나, 이들 특정 상세들 없이도, 본 발명의 실시될 수 있다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다. However, without that these specific details, may be practiced according to the present invention is that the apparent to those of ordinary skill in the art. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다. Then, detailed description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention is omitted.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. Below, by describing the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing an LED illumination device in accordance with one embodiment of the present invention. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명장치는 정류 발생 블락(100), 제1 LED 모듈(MD1), 제2 LED 모듈(MD2), 제1 연결부(200), 제2 연결부(300) 및 컨트롤 블락(400)을 구비한다. Referring to Figure 3, LED illumination device in accordance with one embodiment of the invention the rectifier generating block 100, a first LED module (MD1), and the second LED module (MD2), a first connection 200, a second provided with a connection portion 300 and the control block 400.

상기 정류 발생 블락(100)은 정류 전압(VREC)을 발생한다. The rectification occurs block 100 is to generate a rectified voltage (VREC). 이때, 상기 정류 전압(VREC)은 바탕 전압(VBAS)에 대하여 일방향의 구동 전압차(VLU)를 가진다. In this case, the rectified voltage (VREC) has a drive voltage difference (VLU) in one direction with respect to the ground voltage (VBAS). 본 실시예에서, 상기 구동 전압차(VLU)는 시간에 따라 변화된다. In this embodiment, the drive voltage difference (VLU) is varied with time.

바람직하기로는, 상기 정류 발생 블락(100)은 교류 공급기(110) 및 정류기(120)를 구비한다. Preferably, the rectification occurs block 100 is provided with an AC supply 110 and the rectifier 120. The 상기 교류 공급기(110)는 교류 전압(VAC)을 공급한다. The alternating-current supply 110 supplies an alternating voltage (VAC). 이때, 상기 교류 공급기(110)는 자체적으로 전류를 발생하는 자체 발전기일 수도 있으며, 가정용 전기와 같이 외부로부터 수신하여 공급하는 전류를 공급하는 장치가 될 수도 있다. In this case, the alternating-current supply 110 may be a device for supplying a current to be supplied to receive from the outside, such as, home electric may be a self-generator for generating an electric current on its own.

상기 정류기(120)는 상기 교류 전압(VAC)을 정류하여, 상기 정류 전압(VREC)을 제공한다. The rectifier 120 rectifies the AC voltage (VAC), and provides the rectified voltage (VREC). 이때, 상기 정류기(120)로부터 제공되는 바탕 전압(VBAS)은, 상기 교류 전압(VAC)의 최저 전압보다 정류에 사용된 다이오드의 순방향 턴온 전압만큼 높은 전압으로서, 기준이 되는 전압이다. At this time, based on voltage (VBAS) provided by the rectifier 120, a high voltage as the forward turn-on voltage of the diodes used in the rectifier than the lowest voltage of the alternating voltage (VAC), a voltage serving as a reference. 그리고, 상기 바탕 전압(VBAS)은 실질적으로 접지전압(VSS)에 해당된다. In addition, the background voltage (VBAS) is substantially equivalent to the ground voltage (VSS).

바람직하기로는, 상기 정류기(120)는, 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 교류 전압(VAC)의 전(全) 영역을 동일한 방향의 전압으로 정류하여 상기 정류 전압(VREC)을 제공하는 전파(全波) 정류기이다. Preferably, the rectifier 120, as shown in Figure 3, by rectifying the former (全) region of the AC voltage (VAC) to a voltage of the same direction as the propagation of providing the rectified voltage (VREC) (全 波) it is the rectifier.

상기 정류기(120)에 의하여, 상기 교류 전압(VAC)에서 음(-)의 전압은 상기 정류 전압(VREC)의 양(+)의 전압으로 정류된다(도 3에서 빗금친 부분 참조). By the rectifier 120, a sound from the alternating voltage (VAC) (-) voltage is rectified with a voltage of positive (+) of the rectified voltage (VREC) (see the hatched portion in Fig. 3).

더욱 바람직하기로는, 상기 정류기(120)는 4개의 다이오드로 구성되는 브리지 다이오드(bridge diode)이다. , The rectifier 120, more preferably is a bridge diode (diode bridge) consisting of four diodes.

다시 도 3을 참조하면, 상기 제1 LED 모듈(MD1)은 상기 정류 전압(VREC)과 제1 연결노드(NC1) 사이에 형성되며, 상기 제2 LED 모듈(MD2)은 상기 제1 연결노드(NC1)와 제2 연결노드(NC2) 사이에 형성된다. Referring again to Figure 3, the first LED module (MD1) is formed between the rectified voltage (VREC) and the first connection node (NC1), wherein the 2 LED module (MD2) is the first connecting node ( It is formed between the NC1) and the second connection node (NC2). 이때, 상기 제1 및 제2 LED 모듈(MD1, MD2) 각각에는 하나 또는 둘 이상의 LED 소자들이 포함된다. At this time, the first and the 2 LED module (MD1, MD2) respectively include are one or two or more LED elements. 그리고, 상기 LED 소자들은 직렬 또는 병렬로 연결된다. In addition, the LED elements are connected in series or in parallel.

상기 제1 연결부(200)는 제1 제어 신호(VCON1)에 응답하여 인에이블되어, 상기 제1 연결노드(NC1)를 상기 바탕 전압(VBAS)에 연결하도록 구동된다. The first connection portion 200 is driven to connect to the first control signal is enabled in response to the (VCON1), said first connection node, the voltage on the (NC1) (VBAS). 그리고, 상기 제2 연결부(300)는 제2 제어 신호(VCON2)에 응답하여 인에이블되어, 상기 제2 연결노드(NC2)를 상기 바탕 전압(VBAS)에 연결하도록 구동된다. In addition, the second connection portion 300 is driven to connect to a second control signal is enabled in response to the (VCON2), the second connecting node, the voltage on the (NC2) (VBAS).

상기 컨트롤 블락(400)은 상기 구동 전압차(VLU) 즉, 상기 바탕전압(VBAS)에 대한 상기 정류 전압(VREC)의 전압을 감지하여, 상기 제1 및 제2 제어 신호(VCON1, VCON2)를 발생한다. The control block 400 is the drive voltage difference (VLU), that is, by detecting the voltage of the rectified voltage (VREC) for the ground voltage (VBAS), the first and second control signals (VCON1, VCON2) Occurs. 이때, 상기 제1 및 제2 제어 신호(VCON1, VCON2)는 상기 구동 전압차(VLU)에 대응하는 논리상태를 가진다. In this case, the first and second control signals (VCON1, VCON2) has a logical state corresponding to the driving voltage difference (VLU).

(표 1)은 상기 구동 전압차(VLU)에 따라 상기 제1 및 제2 제어 신호(VCON1, VCON2)의 논리상태가 결정되는 예를 나타낸다. (Table 1) illustrates an example in which the logic state of the first and second control signals (VCON1, VCON2) according to the driving voltage difference (VLU) crystal.

구간 section
발광 radiation
전압차 The voltage difference
VLU ≤1/2*Vp VLU ≤1 / 2 * Vp 1/2*Vp< VLU 1/2 * Vp <VLU
VCON1 VCON1 H H L L
VCON2 VCON2 L L H H

여기서, Vp는 이상적인 경우의 상기 구동 전압차(VLU)의 피크 전압을 나타낸다. Here, Vp denotes a peak voltage of the drive voltage difference (VLU) of the ideal case. 이때, 상기 1/2*Vp은 본 실시예에서의 경계전압으로 작용할 수 있다. In this case, the 1/2 * Vp can function as a boundary voltage in this embodiment.

(표 1)을 참고하면, 상기 구간 Ⅰ은 상기 구동 전압차(VLU)가 1/2*Vp 이하인 구간이다. (Table 1) for the interval Ⅰ is the driving voltage difference (VLU) 1/2 * Vp or less duration, when reference. 이 구간에서는, 제1 제어 신호(VCON1)가 "H"이고, 제2 제어 신호(VCON2)가 "L"이다. In this section, a first control signal (VCON1) is "H", is the second control signal (VCON2) is "L". 따라서, 상기 제1 연결부(200)는 제1 제어 신호(VCON1)에 응답하여 인에이블되어, 상기 제1 연결노드(NC1)를 상기 바탕 전압(VBAS)에 연결하도록 구동된다. Thus, the first connection portion 200 is driven to connect to the first control signal is enabled in response to the (VCON1), wherein the voltage on the first connecting node (NC1) (VBAS). 그리고, 상기 제2 연결부(300)가 디스에이블되므로, 상기 제2 연결노드(NC2)는 상기 바탕 전압(VBAS)과 전기적으로 단절된다. And, since the second connecting portion 300 is disabled, the second connecting node (NC2) is disconnected to the ground voltage (VBAS) electrically.

그러므로, 상기 구간 Ⅰ에서는, 상기 정류기(120), 상기 정류 전압(VREC), 상기 제1 LED 모듈(MD1), 상기 제1 연결부(200) 및 상기 바탕 전압(VBAS)으로 이루어지는 폐루프의 전류 패스가 형성되며, 상기 제2 LED 모듈(MD2)은 전류 패스에서 배제된다. Therefore, in the interval Ⅰ, the rectifier 120, the rectified voltage (VREC), wherein the first LED module (MD1), wherein the closed loop current path composed of a first connector 200 and the ground voltage (VBAS) It is formed and, wherein the 2 LED module (MD2) is excluded from the current path. 이 경우에는, 제1 LED 모듈(MD1)의 LED 소자들만이 발광되며, 제2 LED 모듈(MD2)의 LED 소자들은 소등된다. In this case, the 1 LED module (MD1), and light emission of the LED devices only, LED elements 2 of the LED module (MD2) are turned off.

상기 구간 Ⅱ은 상기 구동 전압차(VLU)가 1/2*Vp 보다 큰 구간이다. The period is a period Ⅱ the driving voltage difference (VLU) is greater than 1/2 * Vp. 이 구간에서는, 제1 제어 신호(VCON1)가 "L"이고, 제2 제어 신호(VCON2)가 "H"이다. In this section, a first control signal (VCON1) is "L", and the second control signal (VCON2) is "H". 따라서, 상기 제2 연결부(300)는 제2 제어 신호(VCON2)에 응답하여 인에이블되어, 상기 제2 연결노드(NC2)를 상기 바탕 전압(VBAS)에 연결하도록 구동된다. Thus, the second connection portion 300, the second is enabled in response to a control signal (VCON2), wherein the driven connection to the second connection node (NC2) to the background voltage (VBAS). 그리고, 상기 제1 연결부(200)가 디스에이블되므로, 상기 제1 연결노드(NC1)는 상기 바탕 전압(VBAS)과 전기적으로 단절된다. And, since the first connecting portion 200 is disabled, the first connection node (NC1) is disconnected to the ground voltage (VBAS) electrically.

그러므로, 상기 구간 Ⅱ에서는, 상기 정류기(120), 상기 정류 전압(VREC), 상기 제1 LED 모듈(MD1), 상기 제2 LED 모듈(MD2), 상기 제2 연결부(300) 및 상기 바탕 전압(VBAS)으로 이루어지는 폐루프의 전류 패스가 형성된다. Therefore, in the interval Ⅱ, the rectifier 120, the rectified voltage (VREC), wherein the 1 LED module (MD1), and the second LED module (MD2), said second connection portion 300 and the ground voltage ( the current path of the closed loop composed of a VBAS) is formed. 즉, 상기 제1 LED 모듈(MD1)과 상기 제2 LED 모듈(MD2) 모두를 포함하는 전류 패스가 형성된다. That is, the first current path, including both 1 LED module (MD1) and the first 2 LED module (MD2) is formed. 이 경우에는, 제1 LED 모듈(MD1) 및 제2 LED 모듈(MD2) 모두의 LED 소자들이 발광된다. In this case, the LED module 1 (MD1) and the LED device are both 2 LED module (MD2) is emitted.

본 실시예에서, 발광되는 LED 모듈의 수는 상기 구동 전압차(VLU)에 따라 조절된다. In this embodiment, the number of the LED modules emit light is adjusted according to the drive voltage difference (VLU). 다시 기술하면, 발광되는 LED 소자의 수는 상기 정류 전압(VREC)의 크기에 따라 조절된다. Referring back technology, the number of LED light emitting elements are adjusted according to the magnitude of the rectified voltage (VREC). 따라서, 본 발명의 LED 조명장치에서는, LED 소자가 전체적으로 휘도가 저하되거나 소등되는 영역은 현저히 감소한다. Therefore, in the LED lighting device of the present invention, the LED device is significantly reduced to a whole region in which the luminance is lowered or turned off.

그러므로, 본 발명의 LED 조명장치는, 도 1의 LED 조명장치에 비하여 현저히 높은 발광량을 가진다. Therefore, the LED lighting device of the present invention, also has a significantly higher amount of emitted light than the LED illumination apparatus of FIG. 또한, LED 소자 전체가 소등되는 구간이 크게 감소된다. In addition, the period in which the whole LED element off is greatly reduced. 그러므로, 본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 역율(power factor, 力率) 및 파고율(Crest factor)이 현저히 개선된다. Therefore, according to the LED lighting device of the present invention, the power factor (power factor, 力 率) and crest factor (Crest factor) is significantly improved.

다시 도 3을 참조하면, 상기 제1 연결부(200)는 제1 제어신호(VCON1)에 응답하여 인에이블될 때, 상기 제1 LED 모듈(MD1)의 전류를 조절하도록 구동된다. Referring again to Figure 3, the first connection portion 200 is driven to adjust the current of the second when enabled in response to a first control signal (VCON1), the first LED module (MD1). 상기 제2 제2 연결부(300)는 제2 제어신호(VCON2)에 응답하여 인에이블될 때, 상기 제1 LED 모듈(MD1) 및 상기 제2 LED 모듈(MD2)의 전류를 조절하도록 구동된다. The second the second connecting portion 300 is driven to adjust the current of the second when enabled in response to a control signal (VCON2), wherein the 1 LED module (MD1) and the second LED module (MD2).

이와 같은, 상기 제1 및 제2 연결부(200, 300)의 작용효과에 의하여, 상기 제1 LED 모듈(MD1) 및 상기 제2 LED 모듈(MD2)에서의 과도 전류의 발생 가능성이 저감된다. This, by the actions and effects of the first and the second connecting portion (200, 300), the possibility of occurrence of excessive current in the first LED module (MD1) and the second LED module (MD2) is reduced.

상기 제1 연결부(200)는 구체적으로 제1 스위칭 소자(210), 제1 비교 소자(220) 및 제1 저항 소자(230)를 구비한다. And the first connecting portion 200 is specifically provided with a first switching element 210, a first comparison element (220) and a first resistive element (230). 바람직하기로는, 상기 제1 스위칭 소자(210)는 상기 제1 연결노드(NC1)와 제1 피드백 노드(NFB1) 사이에 형성되는 앤모스 트랜지스터이다. Preferably, the first switching element 210 is a NMOS transistor is formed between the first connecting node (NC1) with a first feedback node (NFB1). 이때, 상기 제1 스위칭 소자(210)의 컨덕턴스는 제1 비교 신호(XCOM1)의 전압에 따라 제어된다. In this case, the conductance of the first switching element 210 is controlled according to the voltage of the first comparison signal (XCOM1). 본 실시예에서, 상기 제1 비교 신호(XCOM1)의 전압이 낮을수록, 상기 제1 스위칭 소자(210)의 컨덕턴스는 낮아진다. In this embodiment, the lower the voltage of the first comparison signal (XCOM1), the conductance of the first switching element 210 is low. 다시 기술하면, 상기 제1 비교 신호(XCOM1)의 전압이 낮을수록, 상기 제1 스위칭 소자(210)의 저항 성분은 증가한다. Referring back technology, the lower the voltage of the first comparison signal (XCOM1), the resistance component of the first switching element 210 is increased.

본 실시예에서, 상기 제1 스위칭 소자(210)는 소스 단자가 상기 제1 피드백 노드(NFB1)에 연결되고, 드레인 단자가 상기 제1 연결노드(NC1)에 연결되며, 게이트 단자가 상기 제1 비교 신호(XCOM1)에 연결되는 앤모스 트랜지스터로 구현된다. In this embodiment, the first switching element 210 is a source terminal coupled to the first feedback node (NFB1), and a drain terminal coupled to the first connection node (NC1), the gate terminal of the first It is implemented with a NMOS transistor coupled to the comparison signal (XCOM1).

상기 제1 비교 소자(220)는 상기 제1 피드백 노드(NFB1)의 전압을 제1 기준 전압(Vref1)과 비교하여 상기 제1 비교신호(XCOM1)를 생성한다. The first comparison element 220 generates the first comparison signal (XCOM1) by comparing the voltage of the first feedback node (NFB1) and the first reference voltage (Vref1). 이때, 상기 제1 피드백 노드(NFB1)의 전압이 상승함에 따라, 상기 제1 비교 신호(XCOM1)의 전압레벨은 하강한다. At this time, the voltage level of the first comparison signal (XCOM1) As the voltage rises on the first feedback node (NFB1) is lowered.

그리고, 상기 제1 저항 소자(230)는 상기 제1 피드백 노드(NFB1)와 상기 바탕 전압(VBAS) 사이에 형성된다. In addition, the first resistive element 230 is formed between the first feedback node (NFB1) and the ground voltage (VBAS). 이때, 상기 제1 저항 소자(230)는 비교적 낮은 저항값을 가진다. At this time, the first resistive element 230 has a relatively low resistance value. 이에 따라, 상기 제1 피드백 노드(NFB1)는 바탕전압(VBAS) 즉, 접지전압(VSS)에 가까운 매우 낮은 전압레벨로 제어된다. In this way, the first feedback node (NFB1) is controlled to a very low voltage level near the ground voltage (VBAS) That is, the ground voltage (VSS).

따라서, 도 3의 LED 조명장치에서, 상기 제1 비교신호(XCOM1)는 매우 낮은 전압레벨에서 제어되더라도, 상기 제1 스위칭 소자(210)는 적절한 스위칭 동작을 이룰 수 있다. Therefore, the LED lighting device of Figure 3, the first comparison signal (XCOM1) even if the control is at a very low voltage level, the first switching element 210 can accomplish the proper switching operation.

상기 제2 연결부(300)도 상기 제1 연결부(200)과 유사한 구성 및 작용효과를 가진다. The second connecting portion 300 also has a configuration, operations and effects similar to the first connecting portion 200. The

상기 제2 연결부(300)는 구체적으로 제2 스위칭 소자(310), 제2 비교 소자(320) 및 제2 저항 소자(330)를 구비한다. The second connection portion 300 is specifically provided with a second switching element 310, a second comparing device (320) and a second resistive element (330). 바람직하기로는, 상기 제2 스위칭 소자(310)는 상기 제2 연결노드(NC2)와 제2 피드백 노드(NFB2) 사이에 형성되는 앤모스 트랜지스터이다. Preferably, the second switching element 310 is an NMOS transistor is formed between the second connection node (NC2) and a second feedback node (NFB2). 이때, 상기 제2 스위칭 소자(310)의 컨덕턴스는 제2 비교 신호(XCOM2)의 전압에 따라 제어된다. In this case, the conductance of the second switching element 310 is controlled according to the voltage of the second comparison signal (XCOM2). 본 실시예에서, 상기 제2 비교 신호(XCOM2)의 전압이 낮을수록, 상기 제2 스위칭 소자(310)의 컨덕턴스는 낮아진다. In this embodiment, the lower the voltage of the second comparison signal (XCOM2), the conductance of the second switching element 310 is low. 다시 기술하면, 상기 제2 비교 신호(XCOM2)의 전압이 낮을수록, 상기 제2 스위칭 소자(310)의 저항 성분은 증가한다. Referring back technology, the lower the voltage of the second comparison signal (XCOM2), the resistance component of the second switching element 310 is increased.

본 실시예에서, 상기 제2 스위칭 소자(310)는 소스 단자가 상기 제2 피드백 노드(NFB2)에 연결되고, 드레인 단자가 상기 제2 연결노드(NC2)에 연결되며, 게이트 단자가 상기 제2 비교 신호(XCOM2)에 연결되는 앤모스 트랜지스터로 구현된다. In this embodiment, the second switching element 310, and the source terminal connected to the second feedback node (NFB2), and a drain terminal connected to the second connection node (NC2), a gate terminal of the second It is implemented with a NMOS transistor coupled to the comparison signal (XCOM2).

상기 제2 비교 소자(320)는 상기 제2 피드백 노드(NFB2)의 전압을 제2 기준 전압(Vref2)과 비교하여 상기 제2 비교신호(XCOM2)를 생성한다. The second comparison element 320 generates a second comparison signal (XCOM2) compares a voltage at the second feedback node (NFB2) and the second reference voltage (Vref2). 이때, 상기 제2 피드백 노드(NFB2)의 전압이 상승함에 따라, 상기 제2 비교 신호(XCOM2)의 전압레벨은 하강한다. At this time, the voltage level of the second comparison signal (XCOM2) As the voltage rises on the second feedback node (NFB2) is lowered.

그리고, 상기 제2 저항 소자(330)는 상기 제2 피드백 노드(NFB2)와 상기 바탕 전압(VBAS) 사이에 형성된다. In addition, the second resistive element 330 is formed between the second feedback node (NFB2) and the ground voltage (VBAS). 이에 따라, 상기 제1 피드백 노드(NFB1)는 바탕전압(VBAS) 즉, 접지전압(VSS)에 가까운 매우 낮은 전압레벨로 제어된다. In this way, the first feedback node (NFB1) is controlled to a very low voltage level near the ground voltage (VBAS) That is, the ground voltage (VSS).

따라서, 제1 비교신호(XCOM1)와 마찬가지로, 상기 제2 비교신호(XCOM2)는 매우 낮은 전압레벨에서 제어되더라도, 상기 제2 스위칭 소자(310)는 적절한 스위칭 동작을 이룰 수 있다. Therefore, as in the first comparison signal (XCOM1), the second comparison signal (XCOM2) even if the control is at a very low voltage level, the second switching element 310 can accomplish the proper switching operation.

바람직하기로는, 제1 기준전압(Vref1)과 상기 제2 기준전압(Vref2)은 동일한 전압레벨이다. Preferably, the first reference voltage (Vref1) and the second reference voltage (Vref2) are the same voltage level.

계속하여, 상기 제1 및 제2 연결부(200, 300)에 의하여, 각자의 폐순환 전류 루프에 포함되는 LED 모듈에서 발생될 수 있는 과도 전류의 저감 과정을 살펴본다. Subsequently, the first and second by a connection (200, 300), looks at the reduction process of the transient current that may be generated in the LED modules that are included in each of the closed loop current loop.

먼저, 해당 LED 모듈의 LED 소자의 수가 설계한 값보다 적은 경우라든지, 혹은 LED 소자의 자체 저항이 설계한 값보다 작은 경우 등에서는, 해당 LED 모듈에 과도 전류가 발생할 수 있다. First, Toka if less than a number of design value of the LED element of the LED module, etc., or smaller than the self resistance value of the LED element is designed, it may cause excessive current to the LED module. 또한, 공급되는 교류 전압(VAC)이 허용 레벨보다 높게 되어, 상기 정류 전압(VREC)가 허용 레벨보다 높게 되는 경우에도, 해당 LED 모듈에 과도 전류가 발생할 수 있다. Further, the supplied AC voltage (VAC) is greater than the acceptable level, even when the rectified voltage (VREC) which is higher than the allowable level, it is possible to cause a transient current to the LED module.

이 경우에는, 해당하는 상기 피드백 노드(NFB1, NFB2)의 전압은 설계한 값보다 높아진다. In this case, the voltage of the feedback node (NFB1, NFB2) which is higher than the design value. 그러면, 해당하는 상기 비교 신호(XCOM1, XCOM2)의 전압레벨은 낮아지며, 해당하는 상기 스위칭 소자(210, 310)의 저항성분은 증가된다. Then, the voltage level is lowered in that the comparison signal (XCOM1, XCOM2) that, the resistive component of the switching elements (210, 310) is increased. 따라서, 폐순환 전류 루프에 포함되는 상기 LED 모듈의 과도 전류는 저감된다. Therefore, the transient current of the LED modules that are included in the closed loop current loop is reduced.

상기와 같은 본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 스위칭 소자를 구현하는 제1 및 제2 앤모스 트랜지스터의 소스 단자에 거의 접지전압에 가까운 전압레벨이 접속된다. According to the LED lighting device of the present invention as described above, is near the voltage level is connected to substantially a ground voltage to the first and the second source terminal of the NMOS transistor implementing the switching element. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 앤모스 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제1 비교 신호 및 제2 비교 신호는 낮은 전압레벨로 제어되더라도, 상기 제1 및 제2 앤모스 트랜지스터는 스위칭 소자로서의 역할을 안정적으로 수행할 수 있다. Accordingly, the first and second and the first comparison signal and the second comparison signal is applied to the gate terminal of the MOS transistor, even if controlled by the low voltage level, the first and second NMOS transistor serves as a switching element It can be performed reliably.

따라서, 본 발명의 LED 조명장치에 의하면, 회로 구조의 복잡함 및 커패시터, 인덕터, PFC IC 사용없이 간단하게 전력 효율, 역률 등의 동작특성이 개선되면서도, 폐순환 전류 루프에 포함되는 상기 LED 모듈의 과도 전류가 저감된다. Therefore, according to the LED lighting device of the present invention, while being simple to improve the operating characteristics such as power efficiency, power factor, without the complexity and the capacitor in the circuit structure, the inductor, PFC IC used, the transient current of the LED modules that are included in the closed loop current loop It is reduced.

또한, 본 발명의 LED 조명장치에서는, 앤모스 트랜지스터의 게이트 단자가 낮은 전압레벨이 인가됨으로써, 앤모스 트랜지스터의 파손가능성이 현저히 감소되며, 전체적으로 신뢰성이 크게 향상된다. Furthermore, in the LED lighting device of the present invention, and thereby the gate terminal is applied to the low voltage level of the MOS transistor, and is a significantly reduced possibility of breakage of the MOS transistor, the overall reliability is greatly improved.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. The present invention has been described for the embodiment shown in the drawings as it will be understood that s only, and those skilled in the art from available various modifications and equivalent other embodiments this being exemplary. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Therefore, the true technical protection scope of the invention as defined by the technical spirit of the appended claims registration.

Claims (6)

  1. LED 조명장치에 있어서, In the LED lighting device,
    정류 전압을 발생하는 정류 발생 블락으로서, 상기 정류 전압은 소정의 바탕 전압에 대하여 일방향의 구동 전압차를 가지는 상기 정류 발생 블락; A rectifier generating block for generating a rectified voltage, the rectified voltage is the rectified generated block has a drive voltage difference in one direction for a given voltage on;
    상기 정류 전압과 제1 연결노드 사이에 형성되는 제1 LED 모듈; A first LED module is formed between the rectified voltage and a first connection node;
    상기 제1 연결노드와 제2 연결노드 사이에 형성되는 제2 LED 모듈; The second LED modules, being formed between the first connection node and a second connection node;
    제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하되, 상기 제1 LED 모듈 및 상기 제2 LED 모듈의 전류를 조절하도록 구동되는 제1 연결부; The first control in response to the signal, but electrically connected to the first connection node to the ground voltage, the first LED module and the first connection portion is driven to adjust the current of the LED module of claim 2;
    제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하도록 구동되는 제2 연결부; A second control signal in response to a second connection to the second connection node, which is driven so as to electrically connected to the ground voltage; And
    상기 구동 전압차의 크기에 대응하는 상태로 제어되는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호를 발생하는 컨트롤 블락을 구비하며, Includes a control block for generating the first control signal and the second control signal is controlled in a state corresponding to the magnitude of the drive voltage difference,
    상기 제1 연결부는 The first connecting part
    상기 제1 연결노드와 제1 피드백 노드 사이에 형성되는 제1 스위칭 소자로서, 제1 비교 신호의 전압에 따라 컨덕턴스가 제어되는 상기 제1 스위칭 소자; The first switching element which conductance is controlled in accordance with a first switching element formed between the first connecting node and a first feedback node, the voltage of the first comparison signal;
    상기 제1 피드백 노드의 전압을 소정의 기준 전압과 비교하여 상기 제1 비교 신호를 발생하는 제1 비교 소자; A first comparison device for comparing a voltage at the first feedback node and a predetermined reference voltage to generate a first comparison signal; And
    상기 제1 피드백 노드와 상기 바탕전압 사이에 형성되는 제1 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치. LED lighting apparatus comprising a first resistive element formed between the first feedback node and the ground voltage.
  2. 삭제 delete
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는 The method of claim 1, wherein the first switching device
    소스 단자가 상기 제1 피드백 노드에 연결되고, 드레인 단자가 상기 제1 연결노드에 연결되며, 게이트 단자가 상기 제1 비교 신호에 연결되는 앤모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치. The source terminal connected to the first feedback node, and a drain terminal connected to said first connection node, the LED lighting device, characterized in that the gate terminal of the NMOS transistor coupled to the first comparison signal.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 연결부는 The method of claim 1, wherein the second connection portion
    상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 연결노드를 상기 바탕전압에 전기적으로 연결하되, 상기 제1 LED 모듈 및 상기 제2 LED 모듈의 전류를 조절하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치. LED illumination apparatus, characterized in that the second control signal in response to the second, but electrically connected to the connection node to the ground voltage, a drive to control the LED module of claim 1 and the current of the second LED module.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제2 연결부는 The method of claim 4, wherein the second connection portion
    상기 제2 연결노드와 제2 피드백 노드 사이에 형성되는 제2 스위칭 소자로서, 제2 비교 신호의 전압에 따라 컨덕턴스가 제어되는 상기 제2 스위칭 소자; The second switching element which conductance is controlled in accordance with the voltage of the second connection node and the second comparison signal as a second switching element formed between the second feedback node;
    상기 제2 피드백 노드의 전압을 소정의 기준 전압과 비교하여 상기 제2 비교 신호를 발생하는 제2 비교 소자; Second comparing element for comparing a voltage at the second feedback node and a predetermined reference voltage to generate the second comparison signal; And
    상기 제2 피드백 노드와 상기 바탕전압 사이에 형성되는 제2 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치. LED lighting device comprising the second resistive element formed between the second feedback node and the ground voltage.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제2 스위칭 소자는 The method of claim 5, wherein the second switching element
    소스 단자가 상기 제2 피드백 노드에 연결되고, 드레인 단자가 상기 제2 연결노드에 연결되며, 게이트 단자가 상기 제2 비교 신호에 연결되는 앤모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치. A source terminal coupled to the second feedback node, and a drain terminal connected to said second connection node, the LED lighting device, characterized in that the gate terminal of the NMOS transistor coupled to the second comparison signal.
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