KR101232693B1

KR101232693B1 - 엘이디 점등장치

Info

Publication number: KR101232693B1
Application number: KR1020110039447A
Authority: KR
Inventors: 겐고 기무라; 미쓰토모 요시나가
Original assignee: 산켄덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2013-02-13
Also published as: US8456108B2; KR20110128731A; CN102264179B; JP2011249031A; CN102264179A; US20110285307A1; JP5067443B2

Abstract

(과제)
본 발명은, 입력전압변동이나 와이드 입력전압에도 대응하는 조광기능을 구비하는 LED 점등장치를 제공한다.
(해결수단)
교류입력전압을 위상제어하는 트라이악 조광기(3), 트라이악 조광기에 접속되고 복수의 권선을 구비하는 스위칭 트랜스(T)의 1차권선(P)과 스위칭 소자(Q1)의 직렬회로, 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 제어회로(14), 트랜스의 2차권선(S)에 발생하는 전압을 제1정류소자(D1)에 의하여 정류하여 제1평활소자(C1)에 의하여 평활하는 정류평활회로, 정류평활회로의 출력에 접속되는 LED(1a∼1n), LED에 흐르는 전류를 검출하여 전류검출신호를 출력하는 전류검출부(7), 제1정류소자가 온일 때에 트랜스의 2차권선 또는 트랜스의 2차권선에 비례한 전압을 발생하는 n차권선(n≥3)에 발생하는 교류입력전압의 위상비율에 비례한 전압검출신호를 출력하는 전압검출부(11), 전류검출신호와 전압검출신호에 의거한 신호를 증폭하여 제어회로에 출력하는 증폭기(13)를 구비한다.

Description

엘이디 점등장치{LED LIGHTING DEVICE}

본 발명은, 복수의 LED를 구동하는 LED 점등장치(LED 點燈裝置)에 관한 것이다.

종래, 복수의 LED(Light Emitting Diode)를 점등시키는 LED 점등장치로서 예를 들면 특허문헌1이 알려져 있다.

특허문헌1은, 도6에 나타나 있는 바와 같이 조광기(調光機)로서의 트라이악(triac)을 구비하는 비절연형(非絶緣型)의 LED 점등장치를 개시하고 있다. 도6에 나타나 있는 조광기능을 구비하는 LED 점등장치에 있어서, 트라이악(TR1)에 의하여 위상제어(位相制御)된 교류입력전압은, 정류회로(整流回路)(107)를 통하여 제어회로(制御回路)(114)에 검출되어, RMS 검출회로(105)에 의하여 LED(102)에 공급하는 LED 전류에 대한 목표전압값(Vref)으로 변환된다.

비교기(109)는, 위상제어된 교류입력전압에 의거하는 목표전압값(Vref)과 검출저항(R1)에 의하여 검출된 LED 전류에 의한 검출전압값과의 오차를 구하고, PWM 회로(113)는, 이 오차가 작아지게 되도록 스위칭 소자(FET1)를 PWM 제어한다.

이와 같이 종래의 LED 점등장치는, 위상제어에 의한 입력전압 실효값의 변화가 LED 전류에 반영되어, 트라이악(TR1)에 의한 LED 조명의 조광을 실현시킬 수 있다.

일본국 공개특허 특개2004-327152호 공보

세계에서 사용되고 있는 상용전원(商用電源)은, 100V, 110V, 115V, 120V, 127V, 220V, 230V, 240V 등 국가나 지역에 따라 여러 가지이고 또한 110V와 220V를 1개의 국가나 지역 내에서 사용하고 있는 경우 또는 120V와 220V를 1개의 국가나 지역 내에서 사용하고 있는 경우 등이 있다.

또한 발전소의 전력공급능력에도 의하지만, 일반적으로 상용전원은 그 때의 총전력 사용량에 따라 ±10% 정도의 변동폭을 구비한다.

그러나 도6에 나타나 있는 바와 같은 조광기능을 구비하는 종래의 LED 점등장치에 있어서는, 입력전압 실효값의 변화가 LED 전류에 반영되기 때문에, 위상제어에 의한 입력전압 실효값의 변화가 LED 전류에 반영됨과 아울러, 교류입력전압 자체가 변동되었을 때에도 LED 전류에 반영되어 버린다. 이 때문에 사용하는 국가나 지역, 시간대에 따라 밝기가 변한다는 결점이 있었다.

본 발명의 과제는, 입력전압변동이나 와이드 입력전압에도 대응하고 조광기능을 구비하는 LED 점등장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 LED 점등장치는, 교류입력전압을 위상제어(位相制御)하는 트라이악 조광기(triac 調光機)와, 상기 트라이악 조광기에 접속되고 복수의 권선을 구비하는 스위칭 트랜스(switching trans)의 1차권선과 스위칭 소자(switching 素子)의 직렬회로(直列回路)와, 상기 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 제어회로(制御回路)와, 상기 트랜스의 2차권선에 발생하는 전압을 제1정류소자에 의하여 정류하여 제1평활소자에 의하여 평활하는 정류평활회로(整流平滑回路)와, 상기 정류평활회로의 출력에 접속되는 LED와, 상기 LED에 흐르는 전류를 검출하여 전류검출신호를 출력하는 전류검출부(電流檢出部)와, 상기 제1정류소자가 온일 때에 상기 트랜스의 2차권선 또는 상기 트랜스의 2차권선에 비례한 전압을 발생하는 n차권선(n≥3)에 발생하는 교류입력전압의 위상비율에 비례한 전압검출신호를 출력하는 전압검출부(電壓檢出部)와, 상기 전류검출신호와 상기 전압검출신호에 의거한 신호를 증폭하여 상기 제어회로에 출력하는 증폭기(增幅器)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전압검출부가, 제1정류소자가 온일 때에 스위칭용 트랜스의 2차권선 또는 n차권선에 발생하는 전압피크값이 부하인 LED 전압과 대략 동일 또는 비례한 고주파 전압을 평활한 교류입력전압의 위상비율에 비례한 전압검출신호를 출력하면, 증폭기는 전류검출신호와 전압검출신호에 의거한 신호를 증폭하여 제어회로에 출력하고, 제어회로는 증폭기로부터의 신호에 의거하여 스위칭 소자를 온/오프 제어한다.

따라서 위상제어에 의한 입력전압 실효값의 변화가 LED 전류에 반영되지만, 교류입력전압 자체의 변동은 LED 전류에 반영되지 않기 때문에, 입력전압변동이나 와이드 입력전압에도 대응하는, 트라이악에 의한 LED 조명의 조광을 실현시키는 LED 점등장치를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예1의 LED 점등장치의 구성도이다.
도2는 본 발명의 실시예1의 LED 점등장치의 전압검출회로와 오차증폭기의 상세한 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예1의 LED 점등장치에 있어서의 각 부의 동작파형을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예2의 LED 점등장치의 구성도이다.
도5는 본 발명의 실시예3의 LED 점등장치의 구성도이다.
도6은 종래의 LED 점등장치의 구체적인 예를 나타내는 도면이다.
도7은 본 발명의 실시예4의 전류검출회로에 관한 다른 실시예의 회로도를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예의 LED 점등장치를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(실시예1)

도1은 본 발명의 실시예1에 있어서의 LED 점등장치의 구성도이다. 도1에 나타나 있는 LED 점등장치는, 조광기능(調光機能)을 구비하는 절연형(絶緣型)의 LED 점등장치이다.

도1에 있어서, 교류전원(交流電源)(1)은 교류입력전압을 트라이악 조광기(triac 調光機)(3)에 공급한다. 트라이악 조광기(3)는 트라이악에 의하여 교류전원(1)으로부터의 교류입력전압을 위상제어(位相制御)한다. 전파정류회로(全波整流回路)(5)는 트라이악 조광기(3)에 의하여 위상제어된 교류입력전압을 정류한다.

전파정류회로(5)의 출력단과 1차 GND의 사이에는, 스위칭 트랜스(switching trans)(T)의 1차권선(P)과 MOSFET 등으로 이루어지는 스위칭 소자(switching 素子)(Q1)의 직렬회로가 접속된다. 제어회로(制御回路)(14)는 스위칭 소자(Q1)를 PWM 제어하는 것으로서, 발진기(發振器)(15), PWM 회로(17), 드라이브 회로(drive 回路)(19)를 구비한다.

스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)은, 스위칭 트랜스(T)의 1차권선(P)과는 역상(逆相)으로 감겨 있다. 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)의 양단에는 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)의 직렬회로가 접속된다. 다이오드(D1)(제1정류소자)와 콘덴서(C1)(제1평활소자)에 의하여 정류평활회로(整流平滑回路)를 구성한다. 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)의 접속점과 2차 GND의 사이에는, 직렬로 접속된 LED(1a)∼LED(1n)와 저항(7)의 직렬회로가 접속된다.

저항(7)(전류검출부에 대응)은, 직렬로 접속된 LED(1a)∼LED(1n)에 흐르는 전류를 검출하여 전류검출신호를 오차증폭기(誤差增幅器)(13)에 출력한다.

전압검출회로(電壓檢出回路)(11)는, 다이오드(D1)가 온일 때에 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)에 발생하는 교류입력전압의 위상비율에 비례한 전압검출신호를 오차증폭기(13)에 출력한다.

오차증폭기(13)는, 저항(7)으로부터의 전류검출신호와 전압검출회로(11)로부터의 전압검출신호에 의거한 신호를 증폭하고, 증폭신호를 PWM 회로(17)에 출력한다. PWM 회로(17)는, 발진기(15)로부터의 기준신호와 오차증폭기(13)로부터의 증폭신호를 비교함으로써 펄스신호의 온/오프 듀티(on/off duty)를 변경하는 PWM 제어를 하여, LED(1a)∼LED(1n)에 흐르는 전류의 일정값 제어를 한다. 드라이브 회로(19)는, PWM 회로(17)로부터의 PWM 신호에 의하여 스위칭 소자(Q1)를 온/오프 구동시킨다.

또한 스위칭 트랜스(T)에는 2차권선(S)과 동상(同相)으로 전자결합(電磁結合)하는 3차권선(D)이 설치되어 있고, 3차권선(D)의 양단에는 다이오드(D7)(제2정류소자)와 콘덴서(C4)(제2평활소자)로 이루어지는 정류평활회로가 접속되어 있다.

콘덴서(C4)의 출력은 전원으로서 제어회로(14)에 접속되고, 전파정류회로(5)의 출력과 제어회로(14)의 사이에는 기동저항(起動抵抗)(R12)이 접속된다. 즉 기동 시에는 기동저항(R12)을 통하여 전파정류회로(5)의 출력을 제어회로(14)에 공급하고, 기동 후에는 콘덴서(C4)의 출력을 제어회로(14)에 공급한다.

도2는 본 발명의 실시예1에 있어서의 LED 점등장치의 전압검출회로와 오차증폭기의 상세한 구성도이다. 도2에 있어서, 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)의 양단에는 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)의 직렬회로가 접속된다. 콘덴서(C1)의 양단에는, LED(1a)∼LED(1n)와 저항(R3)의 직렬회로가 접속된다.

LED(1a)와 저항(R3)의 접속점에는 연산증폭기(OP1)의 반전입력단자가 접속되어 있고, 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자에는 기준전원(Vref)으로서 예를 들면 0.3V가 인가되어 있다. 연산증폭기(OP1)의 출력단자는 저항(R2)과 포토커플러(photo coupler)의 포토다이오드(photo diode)(D2)를 통하여 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)의 접속점에 접속된다. 포토다이오드(D2)의 신호는 PWM 회로(17)에 보내어진다. 포토다이오드(D2)의 양단에는, 저항(R1)이 접속된다. 연산증폭기(OP1), 저항(R3), 기준전원(Vref)에 의하여 오차증폭기(13)를 구성한다.

스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)에는 다이오드(D6)와 저항(R10)과 저항(R11)의 직렬회로가 접속되고, 저항(R10)과 저항(R11)의 접속점에는, 저항(R12)과 콘덴서(C3)의 직렬회로가 접속된다. 저항(R12)과 콘덴서(C3)의 접속점은 연산증폭기(OP2)의 비반전입력단자에 접속된다. 콘덴서(C3)의 타단과 저항(R11)의 타단은 접지된다.

연산증폭기(OP2)의 반전입력단자와 출력단자는, 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자와 기준전원(Vref)의 정극(正極)에 접속된다.

다음에 이와 같이 구성된 실시예1에 있어서의 LED 점등장치의 동작을 도2 및 도3을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예1의 LED 점등장치에 있어서의 각 부의 동작파형을 나타내는 도면이다. 도3에 있어서, 파형(a)은 전파정류회로(5)의 출력전압파형이고, 파형(b)은 스위칭 소자(Q1)의 게이트 전압, 파형(c)은 스위칭 소자(Q1)의 드레인·소스 사이 전압, 파형(d)은 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)의 권선전압, 파형(e)은 t1∼t5의 각 기간에 있어서의 전압검출회로(11)의 평활전압, 파형(f)은 정(正)의 권선전압에 의거하여 LED 조명을 조광하였을 때의 LED 전류를 나타낸다.

또한 기간(t1, t4)은 트라이악 조광기(3)에 의한 위상제어가 이루어지지 않고 있는 기간, 기간(t2, t3, t5)은 트라이악 조광기(3)에 의한 위상제어가 이루어지고 있는 기간을 나타낸다. 기간(t4, t5)은 기간(t2, t3)보다 교류입력전압이 커졌을 때의 트라이악 조광기(3)에 의한 위상제어가 이루어지고 있는 기간을 나타낸다.

기간(t2 및 t3)에 있어서, 트라이악 조광기(3)에 의하여 파형(a)으로 나타나 있는 바와 같이 전파정류회로(5)의 출력전압이 변화된다. 스위칭 소자(Q1)의 드레인·소스 사이에는, 파형(c)으로 나타나 있는 바와 같이 제어회로(14)로부터 출력되는 게이트 전압과 위상제어된 교류입력전압에 의거하는 전압이 인가된다.

스위칭 소자(Q1)의 온/오프 동작에 의하여 파형(d)으로 나타나 있는 바와 같이 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)에는 정부(正負)의 비대칭의 권선전압이 발생한다. 정의 권선전압은, 다이오드(D1)가 온일 때에 2차권선(S)에 인가되는 전압이고, LED(1a)∼LED(1n)를 점등시키기 위하여 정전압 제어(定電壓制御)되어 있다.

한편 부의 권선전압은, 다이오드(D1)가 오프일 때에 2차권선(S)에 인가되는 전압이고, 교류입력전압에 따라 변화되는 전압이다. 또 정부의 어느 권선전압도 트라이악 조광기(3)의 도통기간(導通期間)에 따라 2차권선(S)에 발생한다. 따라서 기간(t2)에 있어서의 권선전압의 평활전압(e)의 크기(절대치)는 기간(t1)보다 작아지고, 기간(t3)에 있어서의 권선전압의 평활전압(e)의 크기(절대치)는 기간(t2)보다 작아지게 된다.

다음에 스위칭 소자(Q1)를 온/오프 하였을 때의 LED 점등장치의 동작을 설명한다. 우선 스위칭 소자(Q1)가 오프 되었을 때에는, 스위칭 트랜스(T)의 1차권선(P)의 도트측(●)이 정전위(正電位)가 되고, 2차권선(S)의 도트측(●)도 정전위가 되기 때문에, 다이오드(D1)가 온 된다. 이 때문에 2차권선(S)에 발생한 전압에 의하여 S의 일단 → D1 → LED(1a) → R3 → S의 타단으로 전류가 흘러서 LED(1a)가 점등된다.

이 때에 2차권선(S)에 발생하는 정의 고주파의 권선전압은, 다이오드(D6)를 통하여 저항(R10), 저항(R11)에 의하여 분압(分壓)되고, 분압된 전압은 저항(R12)을 통하여 콘덴서(C3)에 의하여 평활된다. 콘덴서(C3)의 평활전압(Vref 0.3V보다 낮은 예를 들면 0.1V)은, 전압 팔로워(voltage follower)로 구성되는 연산증폭기(OP2)의 비반전입력단자에 입력된다.

2차권선(S)에 발생하는 정의 고주파 전압의 권선전압(도3의 파형(d)의 전압)의 피크값은, LED(1a∼1n)의 점등전압에 다이오드(D1)의 순방향전압을 가산한 전압이 된다. 이 때문에 LED(1a∼1n)가 점등되고 있는 한 2차권선(S)에 발생하는 정의 고주파 전압의 권선전압의 피크값은, LED 소자가 가파른 IV 특성(전류전압특성)을 가지고 있기 때문에 대략 일정한 값이 된다.

즉 출력전압이 LED 소자의 순방향전압을 넘으면, 전압의 약간의 변화에 의하여 전류는 크게 변화되기 때문에, 조광 시에 있어서 2차권선(S)에 발생하는 정의 고주파 전압의 권선전압의 피크값의 변화가 작아지는 것에 의한다. 따라서 도3의 기간(t1)과 기간(t4)과 같이 교류입력전압이 변동하였을 경우에서도 부하인 LED의 구성이 동일하면, 정의 고주파 전압의 권선전압의 피크값은 대략 일정한 값이 된다.

따라서 위상제어에 의한 입력전압 실효값의 변화가 LED 전류에 반영되지만, 교류입력전압 자체의 변동은 LED 전류에 반영되지 않기 때문에, 입력전압변동이나 와이드 입력전압에도 대응한, 트라이악에 의한 LED 조명의 조광을 실현시키는 LED 점등장치를 제공할 수 있다.

또한 연산증폭기(OP2)는 콘덴서(C3)의 평활전압을 출력단자로부터 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자로 출력한다. 이와 같이 하면 연산증폭기(OP1)는, 반전입력단자의 전압을 비반전입력단자의 전압(예를 들면 0.1V)이 되도록 동작한다.

이 때문에 연산증폭기(OP1)의 출력은 L레벨이 되어, D2 → R2 → OP1의 경로로 포토다이오드(D2)에 전류가 흐르고, 이 전류에 대응하는 증폭신호가 PWM 회로(17)에 보내어진다.

또한 다이오드(D1)가 온일 때에는, 위상제어된 교류입력전압을 평활한 평활전압이 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자에 입력되기 때문에, LED(1a)에는 위상제어된 교류입력전압을 평활한 평활전압에 따른 전류가 흐른다.

또 스위칭 소자(Q1)가 온 되었을 때에는, 스위칭 트랜스(T)의 1차권선(P)의 도트측(●)이 부전위(負電位)가 되고, 2차권선(S)의 도트측(●)도 부전위가 되기 때문에, 다이오드(D1, D6)가 오프가 된다.

이와 같이 실시예1의 LED 점등장치에 의하면, 전압검출회로(11)가, 다이오드(D1)가 온일 때에 스위칭용 트랜스(T)의 2차권선(S)에 발생하는 전압피크값이 부하인 LED 전압과 대략 동일 또는 비례한 고주파 전압을 평활한 교류입력전압의 위상비율에 비례한 전압검출신호를 출력하면, 오차증폭기(13)는 저항(7)에 흐르는 전류를 검출한 전류검출신호와 전압검출신호에 의거한 신호를 증폭하여 제어회로(14)에 출력하고, 제어회로(14)는 오차증폭기(13)로부터의 신호에 의거하여 스위칭 소자(Q1)를 온/오프 제어한다.

(실시예2)

도4는 본 발명의 실시예2에 있어서의 LED 점등장치의 구성도이다. 도1에 나타나 있는 실시예1의 LED 점등장치는, 2차권선(S)에 발생하는 전압을 전압검출회로(11)에 출력하였지만, 도4에 나타나 있는 실시예2의 LED 점등장치는, 2차권선(S)과 전자적(電磁的)으로 결합되는 4차권선(F)과, 4차권선(F)의 양단에 접속되는 다이오드(D8)와 저항(R13)의 직렬회로를 구비하고, 4차권선(F)에 발생하는 전압을 전압검출회로(11)에 출력하는 것을 특징으로 한다.

실시예2의 LED 점등장치에 의하면, 4차권선(F)에는 2차권선(S)에 발생하는 전압에 비례한 전압을 발생시킨다. 이 때문에 4차권선(F)에 발생하는 전압을 전압검출회로(11)에 출력함으로써 실시예1의 LED 점등장치의 동작과 동일한 동작이 이루어지기 때문에, 동일한 효과가 얻어진다. 또한 LED(1a∼1n)의 직렬수가 증가하여 2차권선(S)에 극단적으로 높은 전압이 인가되는 경우에는, 다이오드(D6)의 파괴 등이 있지만, 2차권선(S)의 권수보다 적은 권수를 구비하는 4차권선(F)을 설치함으로써 다이오드(D6)의 파괴 등을 방지할 수 있다.

또 실시예2의 LED 점등장치에 있어서, 다이오드(D8)를 다이오드(D6)의 대신에 사용할 수 있다.

(실시예3)

도5는 본 발명의 실시예3에 있어서의 LED 점등장치의 구성도이다. 도1에 나타나 있는 실시예1의 LED 점등장치는, 2차권선(S)에 발생하는 전압을 전압검출회로(11)에 출력하였지만, 도5에 나타나 있는 실시예3의 LED 점등장치는, 2차권선(S)과 전자적으로 결합되는 3차권선(D)과, 3차권선(D)의 양단에 접속되는 다이오드(D7)와 콘덴서(C4)의 직렬회로를 구비하고, 3차권선(D)에 발생하는 전압을 전압검출회로(11)에 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한 실시예3의 LED 점등장치는 비절연형(非絶緣型)의 LED 점등장치이며, 스위칭 트랜스(T)의 1차측 및 2차측은 공통의 GND에 접지된다.

실시예3의 LED 점등장치에 의하면, 3차권선(D)에는 2차권선(S)에 발생하는 전압에 비례한 전압을 발생시킨다. 이 때문에 3차권선(D)에 발생하는 전압을 전압검출회로(11)에 출력함으로써 실시예1의 LED 점등장치의 동작과 동일한 동작이 이루어지기 때문에, 동일한 효과가 얻어진다.

또 본 발명은 상기한 실시예1 내지 실시예3의 LED 점등장치에 한정되지 않는다. 실시예1 내지 실시예3의 LED 점등장치에서는, 스위칭 트랜스(T)의 1차권선(P)과 2차권선(S)이 역상으로 감겨 있었지만, 스위칭 트랜스(T)의 1차권선(P)과 2차권선(S)이 동상(同相)으로 감겨 있더라도 좋다.

이 경우에도 다이오드(D1)가 온일 때에 전압검출회로(11)는, 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S) 또는 3차권선(D) 또는 4차권선(F)에 발생하는 전압을 검출하여 전압검출신호를 출력하면 좋다. 또한 PWM 제어에 한정하지 않고, RCC(Ringing·Choke·Converter), 유사공진, ON폭, OFF폭의 일방을 고정하고 타방을 가변(可變)하는 등 다양한 제어방식과 조합시킬 수 있다.

(실시예4)

도7은 전압검출회로(11)에 관한 변경 실시예의 회로도를 나타낸다. 본 실시예에 관한 전압검출회로가 실시예1에 관한 전압검출회로(도2)와 다른 점은, 제너다이오드(ZD1)가 저항(R11)에 병렬로 접속되는 점이다. 제너다이오드(ZD1)의 제너전압은, 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)의 권선전압에 의하여 제너다이오드(ZD1)가 제너항복되는 값으로 설정된다.

LED 소자의 IV 특성이 소정의 ON 전압 이상의 순방향전압에 있어서의 순방향전류의 기울기가 급격하지 않고 보다 완만한 경우에는, LED 소자가 점등되고 있는 경우에도 그 순방향전류(밝기)에 따라 순방향전압이 변화된다. 따라서 이 경우에는 LED(1a∼1n)의 밝기에 따라 2차권선(S)에 발생하는 정의 고주파 전압의 권선전압(도3의 파형(d))의 피크값이 변동된다. 예를 들면 LED(1a∼1n)가 밝은 경우와 LED(1a∼1n)가 어두운 경우에서는, LED의 점등전압(Vf)이 크게 달라지고, 이에 따라 권선전압의 피크값도 변화된다. LED(1a∼1n)가 어두운 경우에는, 권선전압의 피크값이 저하되어 평활전압(도3의 파형(e))의 레벨도 저하되기 때문에, LED(1a∼1n)의 조광이 양호하게 이루어지지 않을 가능성이 있다.

본 실시예의 LED 점등장치는, 권선전압의 피크값 변동에 의한 영향을 받기 어렵게 되어, 스위칭 트랜스(T)의 2차권선(S)의 권선전압으로부터 교류입력의 위상비율(트라이악 조광기(3)의 도통기간)을 더 정확하게 검출할 수 있다. 따라서 LED 점등장치는 LED(1a∼1n)의 IV 특성에 관계없이 더 양호한 트라이악 조광을 할 수 있다.

본 실시예의 전압검출회로(11)는 다른 실시예와 조합시킬 수 있다.

본 발명은, LED를 점등시키기 위한 LED 점등장치 또는 LED 조명에 적용할 수 있다.

1 : 교류전원
3 : 트라이악 조광기
5 : 전파정류회로
7 : 저항
11 : 전압검출회로
13 : 오차증폭기
14 : 제어회로
15 : 발진기
17 : PWM 회로
19 : 드라이브 회로
T : 스위칭 트랜스
P : 1차권선
S : 2차권선
D : 3차권선
F : 4차권선
Q1 : 스위칭 소자
D1, D6, D7, D8 : 다이오드
C1, C3, C4 : 콘덴서
R1∼R3, R10∼R12 : 저항
OP1, OP2 : 연산증폭기

Claims

교류입력전압을 위상제어(位相制御)하는 트라이악 조광기(triac 調光機)와,
상기 트라이악 조광기에 접속되고 복수의 권선을 구비하는 스위칭 트랜스(switching trans)의 1차권선과 스위칭 소자(switching 素子)의 직렬회로(直列回路)와,
상기 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 제어회로(制御回路)와,
상기 트랜스의 2차권선에 발생하는 전압을 제1정류소자에 의하여 정류하여 제1평활소자에 의하여 평활하는 정류평활회로(整流平滑回路)와,
상기 정류평활회로의 출력에 접속되는 LED와,
상기 LED에 흐르는 전류를 검출하여 전류검출신호를 출력하는 전류검출부(電流檢出部)와,
상기 제1정류소자가 온일 때에 상기 트랜스의 2차권선 또는 상기 트랜스의 2차권선에 비례한 전압을 발생하는 n차권선(n≥3)에 발생하는 교류입력전압의 위상비율에 비례한 전압검출신호를 출력하는 전압검출부(電壓檢出部)와,
상기 전류검출신호와 상기 전압검출신호에 의거한 신호를 증폭하여 상기 제어회로에 출력하는 증폭기(增幅器)
를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 점등장치(LED 點燈裝置).
제1항에 있어서,
상기 트랜스의 n차권선(n≥3)에 발생하는 전압을 제2정류소자에 의하여 정류하는 정류회로(整流回路)를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 점등장치.
제2항에 있어서,
상기 정류회로는, 상기 제2정류소자에 의하여 정류된 전압을 평활하는 제2평활소자를 구비하고, 상기 제2평활소자의 출력을 전원(電源)으로서 상기 제어회로에 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 점등장치.
제1항에 있어서,
상기 트랜스의 n차권선(n≥3)에 발생하는 전압을 제2정류소자에 의하여 정류하는 제2정류평활회로를 구비하고,
상기 제2정류평활회로는, 상기 제2정류소자에 의하여 정류된 전압을 평활하는 제2평활소자를 구비하고,
상기 제2정류평활회로의 출력을 전원(電源)으로서 상기 제어회로에 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 점등장치.