KR101348000B1 - Lighting apparatus with light-emitting semiconductor device and method of driving the same - Google Patents
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Abstract
광반도체 조명장치 및 이의 구동방법이 개시된다. 이러한 광반도체 조명장치는, 인쇄회로 기판, 광반도체 발광소자들, 구동부 및 대기전력 차단부를 포함한다. 상기 광반도체 발광소자들은 상기 인쇄회로 기판에 실장되고, 각각이 하나 이상의 발광셀을 포함하는 광반도체 발광소자들로서, 상기 광반도체 발광소자들은 서로 직렬로 연결된 다수의 그룹을 형성한다. 상기 구동부는 상기 인쇄회로 기판에 실장되어, 상기 광반도체 발광소자를 구동한다. 상기 구동부는 전원부 및 제어부를 포함한다. 상기 전원부는 외부의 교류를 정류한다. 상기 제어부는 상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨 또는 입력주기를 판단하고, 판단된 전압 레벨 또는 입력주기에 따라서, 상기 그룹들 중에서 일부를 선택적으로 구동한다. 상기 대기전력 차단부는, 대기전력이 상기 광반도체 발광소자들에 인가되는 것을 차단한다.An optical semiconductor lighting apparatus and a driving method thereof are disclosed. Such an optical semiconductor lighting apparatus includes a printed circuit board, optical semiconductor light emitting devices, a driver, and a standby power blocking unit. The optical semiconductor light emitting devices are mounted on the printed circuit board, and are optical semiconductor light emitting devices each including one or more light emitting cells, and the optical semiconductor light emitting devices form a plurality of groups connected in series with each other. The driving unit is mounted on the printed circuit board to drive the optical semiconductor light emitting device. The driving unit includes a power supply unit and a control unit. The power supply unit rectifies an external AC. The controller determines a voltage level or input period of the rectified power rectified from the power supply unit, and selectively drives some of the groups according to the determined voltage level or input period. The standby power blocking unit blocks standby power from being applied to the optical semiconductor light emitting devices.
Description
본 발명은 광반도체 조명장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세히 IC정류소자를 갖는 광반도체 조명장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical semiconductor lighting apparatus and a driving method thereof, and more particularly, to an optical semiconductor lighting apparatus having an IC rectifying element and a driving method thereof.
청색 발광다이오드(LED)가 개발된 이후, 백색광의 구현이 가능하게 되어 발광다이오드가 일반 조명에까지 사용되며 점차적으로 그 활용범위를 넓혀가고 있다. 이러한 발광다이오드를 활용한 조명장치들은 종래 조명장치들에 비해서 수명이 길고, 응답속도가 빠르며 전력 소비량이 적다는 장점이 있어 널리 사용되고 있으며 각국에서도 그 이용을 장려하고 있는 추세이다.Since blue light emitting diodes (LEDs) have been developed, white light can be realized, and thus light emitting diodes are used for general lighting and are gradually expanding their applications. Lighting devices using such light emitting diodes have a long life, quick response time, and low power consumption compared to conventional lighting devices, and are widely used.
발광다이오드를 비롯한 광반도체 소자들은 그 특성상 직류에 의해 발광이 이루어진다. 따라서, 교류로 공급되는 전원을 직류로 변환하여 광반도체 소자들에 공급하여야 하며, 이를 위하여 이러한 광반도체 소자를 이용한 조명장치는 교류를 직류로 변환하기 위한 정류기를 포함하고 있다. Optical semiconductor devices, including light emitting diodes, emit light by direct current. Therefore, the power supplied by alternating current must be converted into direct current and supplied to the optical semiconductor elements. To this end, the lighting device using the optical semiconductor element includes a rectifier for converting alternating current into direct current.
그러나, 이러한 정류기는 광반도체 소자에 비해서 상당한 크기로 형성될 뿐만 아니라, 정류기에서 발생되는 열의 적절한 방출이 이루어 지지 않아서 광반도체 소자를 이용한 조명장치의 주된 고장의 원인이 되었다.However, these rectifiers are not only formed in a considerable size compared to the optical semiconductor elements, but also do not properly release heat generated from the rectifiers, which causes a major failure of the lighting apparatus using the optical semiconductor elements.
이로 인하여, 이러한 정류기 문제를 해결하고자 하는 노력이 진행중에 있으며, 그 방법의 하나로, 정류기를 집적화하려는 시도들이 계속되어지고 있다.For this reason, efforts are being made to solve this problem of rectifiers, and as one of the methods, attempts to integrate the rectifiers continue.
더욱이, 직류 구동되는 광반도체 조명장치의 경우, 정류기 외에 평활회로, 트랜스 포머, DC/DC 컨버터 등 수많은 부품을 요하게 되며, 이러한 부품들에 사용되는 캐패시터가 수명이 짧아서, 광반도체 조명장치 전체의 수명을 낮추는 문제점이 있다.Moreover, in the case of an optical semiconductor lighting device driven by DC, a number of components such as a smoothing circuit, a transformer, a DC / DC converter, etc., in addition to the rectifier are required, and the capacitors used in these components have a short lifespan, so that the life of the whole optical semiconductor lighting device is short. There is a problem lowering.
또한, 구동부를 이루는 PSU(Power Supply Unit) 또는 SMPS는 그 크기가 일정 볼륨이상이 되고, 전원공급으로 구동되는 과정에서 열을 발생하게 된다. 이렇게 발생된 열이 반도체 광소자에 영향을 주어 광효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 별도의 방열부재 또는 방열에 대한 문제해결을 고려하지 않을 수 없다.
In addition, the power supply unit (PSU) or SMPS constituting the driving unit has a predetermined volume or more, and generates heat in the process of being driven by the power supply. The heat generated in this way affects the semiconductor optical device, thereby lowering the light efficiency. Therefore, in order to solve such a problem, it is necessary to consider a separate heat dissipation member or problem solving for heat dissipation.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정류기가 집적되어 형성되고, 또한 전파 정류된 전원을 평활 및 DC/DC 컨버팅 없이, 전파정류된 전원 자체로 구동할 수 있으며, 또한, 인쇄회로기판상에 PSU 또는 SMPS와 같은 구동부가 집적화된 IC타입의 구동부를 통하여 기존의 PSU 또는 SMPS를 사용하여 증가되는 무게에 대한 부분과 그로 인해 발생하는 방열의 문제점을 해결할 수 있는 광반도체 조명장치를 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the rectifier is integrated, and the full-wave rectified power source can be driven by the full-wave rectified power source itself without smoothing and DC / DC converting, and the PSU on the printed circuit board Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor lighting apparatus capable of solving a problem of heat dissipation caused by a portion of an increased weight using an existing PSU or SMPS through an IC type driving unit such as an SMPS integrated unit.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전파 정류된 교류로 구동되는 광반도체 조명장치에서, 이러한 조명장치를 턴온시키기 위한 스위치를 오프한 경우에는, 대기전력에 의해 구동되지 않는 광반도체 조명장치를 제공하는 것이다.
In addition, the problem to be solved by the present invention, in the optical semiconductor lighting apparatus driven by full-wave rectified AC, when the switch for turning on the lighting apparatus is turned off, the optical semiconductor lighting apparatus that is not driven by the standby power To provide.
이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 광반도체 조명장치는, 인쇄회로 기판, 광반도체 발광소자들, 구동부 및 대기전력 차단부를 포함한다. 상기 광반도체 발광소자들은 상기 인쇄회로 기판에 실장되고, 각각이 하나 이상의 발광셀을 포함하는 광반도체 발광소자들로서, 상기 광반도체 발광소자들은 서로 직렬로 연결된 다수의 그룹을 형성한다. 상기 구동부는 상기 인쇄회로 기판에 실장되어, 상기 광반도체 발광소자를 구동한다. 상기 구동부는 전원부 및 제어부를 포함한다. 상기 전원부는 외부의 교류를 정류한다. 상기 제어부는 상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨 또는 입력주기를 판단하고, 판단된 전압 레벨 또는 입력주기에 따라서, 상기 그룹들 중에서 일부를 선택적으로 구동한다. 상기 대기전력 차단부는, 대기전력이 상기 광반도체 발광소자들에 인가되는 것을 차단한다.An optical semiconductor lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention for achieving the above object includes a printed circuit board, optical semiconductor light emitting elements, a driver and a standby power cut-off. The optical semiconductor light emitting devices are mounted on the printed circuit board, and are optical semiconductor light emitting devices each including one or more light emitting cells, and the optical semiconductor light emitting devices form a plurality of groups connected in series with each other. The driving unit is mounted on the printed circuit board to drive the optical semiconductor light emitting device. The driving unit includes a power supply unit and a control unit. The power supply unit rectifies an external AC. The controller determines a voltage level or input period of the rectified power rectified from the power supply unit, and selectively drives some of the groups according to the determined voltage level or input period. The standby power blocking unit blocks standby power from being applied to the optical semiconductor light emitting devices.
예컨대, 상기 대기전력 차단부는, 상기 구동부와 병렬로 결합된 캐패시터를 포함할 수 있다.For example, the standby power blocking unit may include a capacitor coupled in parallel with the driving unit.
또한, 상기 광반도체 조명장치는, 상기 대기전력 차단부를, 상기 구동부 및 상기 광반도체 발광소자들 중, 적어도 어느 하나와 열적으로 차단시키기 위한 단열부재를 더 포함할 수 있다.The optical semiconductor lighting apparatus may further include a heat insulating member for thermally blocking the standby power blocking unit from at least one of the driving unit and the optical semiconductor light emitting devices.
이때, 상기 단열부재는 상기 캐패시터를 감싸고, 상기 단열부재는 내벽, 외벽 및 상기 내벽과 외벽 사이에 형성된 단열재를 포함하도록 형성될 수 있다.In this case, the heat insulating member surrounds the capacitor, and the heat insulating member may be formed to include an inner wall, an outer wall, and a heat insulating material formed between the inner wall and the outer wall.
또한, 상기 광반도체 조명장치는, 서지(surge) 보호회로를 더 포함할 수 있다. 상기 서지 보호회로는 바리스터 및 퓨즈를 포함할 수 있다. 상기 바리스터는 상기 대기전력 차단부와 병렬로 연결되고, 상기 퓨즈는 상기 대기전력 차단부와 전기적으로 연결된다.In addition, the optical semiconductor lighting device may further include a surge protection circuit. The surge protection circuit may include a varistor and a fuse. The varistor is connected in parallel with the standby power cutoff unit, and the fuse is electrically connected to the standby power cutoff unit.
또한, 각각의 상기 광반도체 발광소자들은 상기 구동부와 동일 거리에 배치될 수 있다.In addition, each of the optical semiconductor light emitting devices may be disposed at the same distance as the driving unit.
예컨대, 상기 광반도체 발광소자들은 원형으로 배열되고, 중심에 상기 구동부가 배치될 수 있다.For example, the optical semiconductor light emitting devices may be arranged in a circular shape, and the driving unit may be disposed at the center thereof.
한편, 동일 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들은 서로 이웃하지 않도록 배치되거나, 동일 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들은 서로 이웃하도록 배치될 수 있다.On the other hand, the optical semiconductor light emitting devices forming the same group may be disposed not to be adjacent to each other, or the optical semiconductor light emitting devices forming the same group may be arranged to be adjacent to each other.
예컨대, 각 그룹은 동일한 수의 광반도체 발광소자들을 포함할 수 있다.For example, each group may include the same number of optical semiconductor light emitting devices.
한편, 상기 제어부는, 상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨을 판단하는 구동전압 검출부, 및 상기 구동전압 검출부로부터 인가받은 신호에 의해서 상기 그룹들을 선택적으로 구동하는 스위칭부를 포함할 수 있다.The control unit may include a driving voltage detector configured to determine a voltage level of the rectified power rectified by the power supply unit, and a switching unit selectively driving the groups based on a signal applied from the driving voltage detector.
이와 다르게, 상기 제어부는, 상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 입력주기를 판단하는 입력주기 검출부, 및 상기 입력주기 검출부로부터 인가받은 신호에 의해서 상기 그룹들을 선택적으로 구동하는 스위칭부를 포함할 수 있다.Alternatively, the controller may include an input period detector for determining an input period of the rectified power rectified from the power supply unit, and a switching unit for selectively driving the groups by a signal received from the input period detector.
이때, 상기 광반도체 발광소자들은 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹을 형성하고, 상기 스위칭부는 (N-1)개의 스위치들을 포함하며, 첫번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 구동전압 검출부 또는 입력주기 검출부와 전기적으로 연결되고, 캐소드는 첫번째 스위치에 전기적으로 연결되며, M(M은 1보다 크고 N보다 작은 자연수)번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (M-1)번째 스위치에 전기적으로 연결되고, 캐소드는 M번째 스위치에 전기적으로 연결되며, N번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (N-1)번째 스위치에 전기적으로 연결되고, 캐소드는 그라운드에 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the optical semiconductor light emitting devices form N groups (N is a natural number of 2 or more), the switching unit includes (N-1) switches, and the anode of the first optical semiconductor light emitting device of the first group is a driving voltage. The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the M group (M is a natural number greater than 1 and less than N) is electrically connected to the first switch, and the cathode is electrically connected to the first switch. Electrically connected to the switch, the cathode is electrically connected to the Mth switch, the anode of the first optical semiconductor light emitting device of the Nth group is electrically connected to the (N-1) th switch, and the cathode is electrically connected to ground. Can be.
이때, 상기 스위칭부의 스위치들은, 전파정류된 전압의 반주기 동안 첫번째 그룹, 두번째 그룹, K번째 그룹의 광반도체 발광소자들을 계속적으로 추가해가면서 구동하도록 상기 그룹들을 전기적으로 연결시킬 수 있다.In this case, the switches of the switching unit may electrically connect the groups to drive while continuously adding the optical semiconductor light emitting devices of the first group, the second group, and the K-th group during the half period of the full-wave rectified voltage.
이와 다르게, 상기 스위칭부의 스위치들은, 전파정류된 전압의 반주기 동안 첫번째 그룹, 두번째 그룹, K번째 그룹의 광반도체 발광소자들을 순차적으로 구동하도록 상기 그룹들을 전기적으로 연결시킬 수도 있다.Alternatively, the switches of the switching unit may electrically connect the groups to sequentially drive the optical semiconductor light emitting devices of the first group, the second group, and the K-th group during the half period of the full-wave rectified voltage.
이때, 상기 제어부는 K(K는 1 부터 N-1까지의 자연수)번째 스위치들과 (K+1)번째 그룹들 사이에는, K가 증가할수록 증가되는 저항을 더 포함하여, 대응하는 전압을 강하시켜 상기 광반도체 발광소자 그룹들에 인가할 수 있다.
In this case, the control unit further includes a resistance that increases as K increases, between K (K is a natural number from 1 to N-1) th switches and the (K + 1) th group, thereby reducing the corresponding voltage. It can be applied to the group of the optical semiconductor light emitting device.
본 발명에 의한 광반도체 조명장치 및 이의 구동방법은, 상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨 또는 입력주기를 판단하고, 판단된 전압 레벨 또는 입력주기에 따라서, 상기 그룹들 중에서 일부를 선택적으로 구동한다. 따라서, 교류 전원을 정류만 한채로 구동할 수 있어, 컨버터, 트랜스포머 등의 부품수를 크게 감소시킬 수 있으며, 고장을 줄여 수명을 증가시킬 수 있고, 제품의 제조단가를 낮출 수 있으며, 또한, 대기전력 차단부를 포함하여, 조명장치를 턴온시키기 위한 스위치를 오프한 경우에는, 대기전력에 의해 구동되지 않는다.In accordance with an embodiment of the present invention, an optical semiconductor lighting apparatus and a driving method thereof determine a voltage level or an input period of a rectified power rectified from the power supply unit, and selectively drive some of the groups according to the determined voltage level or input period. do. Therefore, AC power can be driven with only rectification, which can greatly reduce the number of components such as converters and transformers, reduce failures, increase service life, and reduce manufacturing costs of products. When the switch for turning on the lighting apparatus is turned off, including the power interrupting unit, it is not driven by the standby power.
또한, 상기 광반도체 조명장치는, 상기 대기전력 차단부를, 상기 구동부 및 상기 광반도체 발광소자들 중, 적어도 어느 하나와 열적으로 차단시키기 위한 단열부재를 더 포함함으로써, 상기 대기전력 차단부가 열화되거나, 파손되는 것을 감소시킬 수 있다.The optical semiconductor lighting apparatus may further include a heat insulating member for thermally blocking the standby power blocking unit from at least one of the driving unit and the optical semiconductor light emitting elements, thereby deteriorating the standby power blocking unit. Breakage can be reduced.
또한, 각각의 상기 광반도체 발광소자들은 상기 구동부와 동일 거리에 배치하는 경우, 구동부에서 발생되는 열이 각 광반도체 발광소자들에 균일하게 전가되어 각 광반도체 발광소자가 균일한 휘도의 광을 생성할 수 있다.In addition, when each of the optical semiconductor light emitting devices is disposed at the same distance from the driving unit, heat generated from the driving unit is uniformly transferred to each of the optical semiconductor light emitting elements so that each of the optical semiconductor light emitting devices generates light having a uniform brightness. can do.
한편, 동일 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들은 서로 이웃하지 않도록 배치시키는 경우, 교대로 발광하는 상기 광반도체 발광소자들이 고르게 분산배치시킬 수 있다. 이 경우는 상대적으로 큰 크기의 광반도체 조명장치에 바람직하다.On the other hand, when the optical semiconductor light emitting devices forming the same group are arranged not to be adjacent to each other, the optical semiconductor light emitting devices that emit light alternately may be evenly distributed. This case is preferable for an optical semiconductor lighting apparatus of a relatively large size.
이와 다르게, 동일 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들은 서로 이웃하도록 배치시키는 경우, 인쇄회로 기판에 배선이 단순해진다. 이 경우는 상대적으로 작은 크기의 광반도체 조명장치에 바람직하다.Alternatively, when the optical semiconductor light emitting elements forming the same group are arranged to be adjacent to each other, the wiring is simplified on the printed circuit board. This case is preferable for an optical semiconductor lighting apparatus of a relatively small size.
한편, K(K는 1 부터 N-1까지의 자연수)번째 스위치들과 (K+1)번째 그룹들 사이에는, K가 증가할수록 증가되는 저항을 더 포함하여, 대응하는 전압을 강하시켜 상기 광반도체 발광소자 그룹들에 인가하는 경우, 각 그룹들에 비교적 고른 전압을 인가하게 되어, 전파정류된 전원만으로 비교적 고른 휘도를 유지할 수 있다.
Meanwhile, K (K is a natural number from 1 to N-1) and the (K + 1) -th group further include a resistance that increases as K increases, thereby lowering the corresponding voltage to decrease the light. When applied to the groups of semiconductor light emitting devices, a relatively even voltage is applied to each of the groups, so that a relatively uniform luminance can be maintained only by the full-wave rectified power source.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 광반도체 조명장치에 채택된 광반도체 발광소자의 일부를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에서 도시된 광반도체 발광소자의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 광반도체 조명장치의 평면도이다.
도 4는 도 3에서 도시된 광반도체 조명장치의 블럭도이다.
도 5는 도 4에서 도시된 제어부를 보다 상세히 도시한 블럭도이다.
도 6은 도 4에서 도시된 제어부의 다른 실시예를 도시한 블럭도이다.
도 7은 전파 정류된 전압을 분할하는 예를 도시한 파형도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 광반도체 조명장치의 블럭도이다.
도 9는, 도 8에서 도시된 광반도체 조명장치의 정면을 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a part of an optical semiconductor light emitting device adopted in an optical semiconductor lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the optical semiconductor light emitting device shown in FIG. 1.
3 is a plan view of an optical semiconductor lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of the optical semiconductor lighting apparatus shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a block diagram illustrating in detail the control unit illustrated in FIG. 4.
FIG. 6 is a block diagram illustrating another embodiment of the controller shown in FIG. 4.
7 is a waveform diagram illustrating an example of dividing a full-wave rectified voltage.
8 is a block diagram of an optical semiconductor lighting apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the front of the optical semiconductor illuminating device shown in FIG. 8.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 크기는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is not limited to the following embodiments and may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be more complete and that those skilled in the art will be able to convey the spirit and scope of the present invention. In the drawings, the size of each device or film (layer) and regions is exaggerated for clarity of the invention, and each device may have various additional devices not described herein.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
광반도체 조명장치Optical semiconductor lighting device
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 광반도체 조명장치에 채택된 광반도체 발광소자의 일부를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에서 도시된 광반도체 발광소자의 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing a part of an optical semiconductor light emitting device adopted in an optical semiconductor lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of the optical semiconductor light emitting device shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 광반도체 조명장치에 채택된 광반도체 발광소자(100)는 다수의 발광셀(100a, 100b)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 광반도체 발광소자(100)는 도 2에서 도시된 바와 같이, 4개의 발광셀들로 구성될 수 있다.1 and 2, the optical semiconductor
도 1을 참조하면, 각각의 발광셀(100a, 100b)은, 기판(S)위에 순차적으로 적층된 n형 반도체층(110), 활성층(120), p형 반도체층(130)을 포함한다. 또한, 상기 p형 반도체층(130) 상부에는, 예컨대, 투명전극층(140)이 형성될 수 있으며, 상기 투명전극층(140) 위에는 p형 전극(150)이 형성된다. 한편, 상기 투명전극층(140), 상기 p형 반도체층(130) 및 상기 활성층(120)이 식각되어 상기 n형 반도체층(110)의 일부가 노출되며, 노출된 상기 n형 반도체층(110)에 n형 전극(160)이 형성된다.Referring to FIG. 1, each of the light emitting
한편, 상기 발광셀(100a, 100b)은 예시적인 것으로서, 상기 발광셀(100a, 100b)은 추가적으로 다양한 막들을 더 포함할 수 있으며, 다양한 구조로 형성될 수 있음은 당업자에 자명하다.Meanwhile, the
도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 광반도체 발광소자(100) 각각의 상기 발광셀들(100a, 100b) 중 어느 하나의 발광셀(100b)의 p형 전극(150)은, 이웃하는 발광셀(100a)의 n형 전극(160)과 인접하도록 형성할 수 있다. 또한, 이웃하는 발광셀들(100a, 100b)의 p형 전극(150)과 n형 전극(160)은 와이어(170)를 통해서 전기적으로 연결되어 상기 광반도체 발광소자(100)들은 서로 직렬로 연결될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the p-
이와 같이, 상기 광반도체 발광소자(100) 각각의 상기 발광셀들(100a, 100b) 중 어느 하나의 발광셀(100b)의 p형 전극(150)은, 이웃하는 발광셀(100a)의 n형 전극(160)과 인접하도록 형성하면, 상기 와이어(170)의 길이를 최소화하고, 와이어링 공정을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 와이어(170)의 교차를 방지할 수 있어, 와이어(170)들의 단락을 방지할 수 있다.As such, the p-
한편, 본 발명은 상기 와이어(170)에 의한 실시예에 한정하는 것이 아니고, 각각의 발광셀들(100) 사이에 부동태막을 형성하고 상기 와이어의 역할을 하는 전도성부재(미도시)를 피막하고 그 상단에 다시 부동태막을 형성하는 방법으로도 구현가능하다.
Meanwhile, the present invention is not limited to the embodiment of the
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 광반도체 조명장치의 평면도이다.3 is a plan view of an optical semiconductor lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 광반도체 조명장치(1000)는 인쇄회로 기판(1100), 광반도체 발광소자들(100) 및 구동부(1200)를 포함한다. Referring to FIG. 3, an optical
상기 광반도체 발광소자들(100) 및 상기 구동부(1200)는 상기 인쇄회로 기판(1100)에 실장된다. 이때, 각각의 상기 광반도체 발광소자들(100)은 상기 구동부(1200)와 동일 거리에 배치될 수 있다. 여기서 '동일 거리'는 일정의 오차범위를 포함하는 개념이다. 예컨대, 상기 광반도체 발광소자들(100)은 원형으로 배열되고, 중심에 상기 구동부(1200)가 배치될 수 있다. 따라서, 구동부(1200)에서 발생되는 열이 각 광반도체 발광소자들(100)에 균일하게 전가되어 각 광반도체 발광소자(100)가 균일한 휘도의 광을 생성할 수 있다.The optical semiconductor
일반적으로 광반도체 발광소자가 패키지의 형태로 인쇄회로기판에 실장되고, 구동부(1200)를 이루는 IC가 동시에 실장되는 경우에, 상기 광반도체 발광소자(100)에서 발생하는 열이 보통 60~80도 이내이다. 만약에 IC소자에서 발생하는 열이 100도 이상이 된다면, 이러한 IC소자 근방에 있는 패키지로의 열전달로 패키지의 광효율을 떨어뜨리지 않는 정도의 간격유지가 필요하다. 또한, 이러한 IC가 인쇄회로기판에서 차지하는 비중이 크면 IC에서 발생하는 열로 인한 패키지의 광효을 저하를 가져오게 될 것이다. 따라서, 구동부(1200)를 이루는 IC와 상기 각 광반도체 발광소자들(100)을 동일 거리에 배치하면, 각 광반도체 발광소자들(100)이 비교적 휘도가 균일한 광을 생성할 수 있다.In general, when an optical semiconductor light emitting device is mounted on a printed circuit board in the form of a package, and an IC constituting the
그리고, 인쇄회로 기판상에 배치되는 IC의 높이가 패키지의 높이보다 높게되면 패키지에서 발광된 광의 IC로 인해 암부를 발생하게 되는 원인이 된다. 따라서, IC는 근본적으로 패키지의 높이보다 높게 형성되어서는 안된다. In addition, when the height of the IC disposed on the printed circuit board is higher than the height of the package, a dark portion may be generated due to the IC of light emitted from the package. Therefore, ICs should not be formed essentially higher than the height of the package.
또한, 가능하다면, IC에 광반사를 위해 흰색으로 색을 입히는 것도 바람직하다 할 것이다.
It would also be desirable to color the IC white if possible for light reflection.
도 4는 도 3에서 도시된 광반도체 조명장치의 블럭도이다.FIG. 4 is a block diagram of the optical semiconductor lighting apparatus shown in FIG. 3.
도 4를 참조하면, 상기 광반도체 조명장치(1000)의 구동부(1200)는 전원부(1210) 및 제어부(1220)를 포함한다. 상기 전원부(1210)는 외부로부터 인가되는 교류전원을 정류하여 상기 제어부(1220)로 전송한다. 이를 위하여 상기 전원부(1210)는 반파 정류회로 또는 전파 정류회로 등으로 구성될 수 있다. 바람직하게 상기 전원부(1210)는 전파 정류회로를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
한편, 상기 전원부(1210)는 서지 전압으로부터 회로를 보호할 수 있는 바리스터 등으로 구성되는 서지 보호회로, 과전류로부터 회로를 보호하기 위한 퓨즈회로 등을 더 포함할 수도 있다.On the other hand, the
상기 제어부(1220)는, 상기 전원부(1210)로부터 전파정류된 전원을 인가받아 상기 광반도체 발광소자들의 구동을 제어한다. 이때, 상기 광반도체 발광소자들은 하나 이상의 광반도체 소자들이 직렬로 연결되어, 다수의 그룹들(G1, G2, ..., GN, N은 자연수)을 구성한다. 즉, 각각의 그룹들(G1, G2, ..., GN) 내에는 하나 이상의 광반도체 발광소자들이 직렬로 연결된다. 이때, 상기 각각의 그룹들(G1, G2, ..., GN) 내에는 동일한 갯수의 광반도체 발광소자들을 포함할 수 있다. 따라서, 동일한 전압이 인가되는 경우, 각각의 그룹들(G1, G2, ..., GN)은 동일한 휘도의 광을 생성한다. The
이러한 각각의 그룹들(G1, G2, ..., GN)은, 독립적으로 상기 제어부(1220)에 전기적으로 연결되어 제어부(1220)에 의해 개별적으로 제어된다.Each of these groups G1, G2,..., GN is independently electrically connected to the
보다 상세히, 상기 제어부(1220)는 상기 전원부(1210)에서 정류된 정류 전원의 전압 레벨(도 5 참조) 또는 입력주기(도 6참조)를 판단하고, 판단된 전압 레벨 또는 입력주기에 따라서, 상기 그룹들 중에서 일부를 선택적으로 구동한다. 즉, 상기 제어부(1220)는, 전파 정류된 전원을 전압 레벨에 따라 분할하고, 각 레벨에 따라 이에 대응하는 그룹들(G1, G2, ..., GN) 중 어느 하나를 구동할 수 있다. 이와 다르게, 상기 제어부(1220)는, 전파 정류된 전원을 입력 주기(환언하면, 시간)에 따라 분할하고, 각 레벨에 따라 이에 대응하는 그룹들(G1, G2, ..., GN) 중 어느 하나를 구동할 수 있다.In more detail, the
도 5는 도 4에서 도시된 제어부를 보다 상세히 도시한 블럭도이고, 도 6은 도 4에서 도시된 제어부의 다른 실시예를 도시한 블럭도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating the control unit shown in FIG. 4 in more detail. FIG. 6 is a block diagram illustrating another embodiment of the control unit shown in FIG. 4.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 구동부(1220)는, 구동전압 검출부(1221) 및 스위칭부(1222)를 포함할 수 있다. 상기 스위칭부(1222)는 다수개의 스위치들을 포함하며, 예컨대 (N-1)개의 스위치들(S1, S2, ..., SN-1)을 포함한다. 예컨대, K번째 스위치(SK, K는 1 이상 N-1 이하의 자연수)는, K번째 그룹(GK)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 그라운드에 연결하거나, 또는 K+1번째 그룹(GK+1)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드를 상기 구동전압 검출부(1221)에 연결한다.4 and 5, the
광반도체 발광소자들의 제1 그룹(G1)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 상기 구동전압 검출부(1221)과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 그룹(G1)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드는 첫번째 스위치(S1)와 전기적으로 연결된다.The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the first group G1 of the optical semiconductor light emitting devices is electrically connected to the driving
광반도체 발광소자들의 제2 그룹(G2)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 상기 첫번째 스위치(S1)와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 그룹(G2)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드는 두번째 스위치(S2)와 전기적으로 연결된다.The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the second group G2 of the optical semiconductor light emitting devices is electrically connected to the first switch S1, and the cathode of the last optical semiconductor light emitting device of the second group G2 is the second switch. It is electrically connected with (S2).
이와 같이하여, 광반도체 발광소자들의 제N 그룹(GN)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (N-1)번째 스위치(S(N-1))와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 그룹(G1)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드는 그라운드와 전기적으로 연결된다.In this way, the anode of the first optical semiconductor light emitting device of the Nth group GN of the optical semiconductor light emitting devices is electrically connected to the (N-1) th switch S (N-1), and the first group ( The cathode of the last optical semiconductor light emitting element of G1) is electrically connected to ground.
상기 스위칭부(1222)의 각각의 스위치들(S1, S2, ..., S(N-1))은 구동전압 검출부(1221)와 전기적으로 연결되어 구동전압 검출부(1221)에 의해 제어되어, 각 그룹들의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드들을 그라운드와 선택적으로 연결한다.Each of the switches S1, S2,..., S (N-1) of the
도 7은 전파 정류된 전압을 분할하는 예를 도시한 파형도이다.7 is a waveform diagram illustrating an example of dividing a full-wave rectified voltage.
도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 구동전압 검출부(1221)는, 먼저 상기 전원부(1200)에서 인가된 전파정류된 전원을 일정한 전압(V0, V1, ..., VN)으로 분할한다. 여기서, V0 전압은, 광반도체 발광소자 그룹들(G1, G2, ..., GN) 중 어느 하나를 구동하기 위한 최소의 전압이다. 한편, 예컨대, VN 전압은, 전파정류된 전원의 전압 최대치로 설정할 수 있다. 4, 5, and 7, the driving
예컨대, 각 전압은 등 간격으로 분할될 수 있다. 그러나, 이는 편의상 분할된 것으로, 서로 다른 간격으로 분할되어도 무방하다.For example, each voltage may be divided at equal intervals. However, this is divided for convenience and may be divided at different intervals.
한편, 전파정류된 전원을 일정한 시간 간격으로 분할 할 수도 있다.
On the other hand, the full-wave rectified power may be divided at regular time intervals.
이하, 구동부(1200)의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the
구동부(1200) 동작의 제1 실시예First Embodiment of Operation of the
다시 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, V0은 하나의 광반도체 발광소자 그룹을 구동할 수 있는 전압이고, V1은 두 개의 그룹들을 구동할 수 있는 전압이며, 이와같이 하여 VN-1은 N개의 그룹들을 구동할 수 있는 전압이다. 즉, 0에서 V0까지는 모든 그룹들이 구동되지 못하며, V0 내지 V1에서는 첫번째 그룹(G1)의 광반도체 발광소자들만 구동되고, V1 내지 V2에서는 첫번째 그룹(G1) 및 두번째 그룹(G2)의 광반도체 발광소자들만 구동된다. 이와 같이하여 VK-1 내지 VK에서는 첫번째 그룹(G1)으로부터 VK(K는 1 내지 N까지의 자연수) 번째 그룹(GK)까지 모든 그룹들이 구동된다. 이때 구동되는 모든 그룹들은 서로 전기적으로 직렬로 연결되고, 각 그룹 내부에서 광반도체 발광소자들은 서로 직렬로 연결되므로, 구동되는 그룹들 전체의 광반도체 발광소자들은 서로 직렬로 연결된다.4, 5, and 7 again, V0 is a voltage capable of driving one group of optical semiconductor light emitting devices, V1 is a voltage capable of driving two groups, and thus, VN-1 is N Voltage for driving two groups. That is, all the groups are not driven from 0 to V0, and only the optical semiconductor light emitting devices of the first group G1 are driven in V0 to V1, and the optical semiconductor light emitting of the first group G1 and the second group G2 is driven in V1 to V2. Only the devices are driven. In this way, in VK-1 to VK, all the groups are driven from the first group G1 to the VK (K is a natural number from 1 to N) th group GK. In this case, all of the driven groups are electrically connected to each other in series, and since the optical semiconductor light emitting devices are connected to each other in series within each group, the optical semiconductor light emitting devices of all the driven groups are connected to each other in series.
이를 위하여, 상기 스위칭부(1222)의 각 스위치들(S1, S2, ..., SN-1)의 구동을 설명한다.To this end, driving of the switches S1, S2,..., SN-1 of the
초기에, 상기 스위칭부(1222)의 스위치들(S1, S2, ..., SN-1)은 각 그룹(G1, G2, ..., GN-1)들의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 그라운드에 전기적으로 연결시키고 있다. 따라서, 구동전압 검출부(1221)의 출력전압은 두 번째 이하의 그룹들(G2, G3, ..., GN)과 전기적으로 연결되지 않는다.Initially, the switches S1, S2,..., And SN-1 of the
상기 구동전압 검출부(1221)의 출력전압은 첫 번째 그룹(G1)의 첫 번째 광반도체 발광소자의 애노드에 인가되어, 전압이 V0에 이르면, 상기 첫번째 그룹(G1)의 광반도체 발광소자들이 구동되기 시작한다. 이때, 상기 스위칭부(1222)는 상기 첫 번째 그룹(G1)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 그라운드에 전기적으로 연결시켜, 상기 첫 번째 그룹(G1)이 발광된다.The output voltage of the driving
전압이 V1에 이르면, 상기 구동전압 검출부(1221)는 첫번째 스위치(S1)의 연결상태를 바꾸어, 상기 첫번째 스위치(S1)는 상기 첫 번째 그룹(G1)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 상기 두 번째 그룹(G2)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드와 전기적으로 연결하여, 상기 첫 번째 그룹(G1)과 두 번째 그룹(G2)을 직렬로 연결하여 상기 첫 번째 그룹(G1)과 두 번째 그룹(G2)의 광반도체 발광소자들을 구동한다.When the voltage reaches V1, the driving
이와 같이하여, 전압이 VK-1(K는 1이상 N이하의 자연수)에 이르면, 상기 구동전압 검출부(1221)는 K-1번째 스위치(SK-1)의 연결상태를 바꾸어, 상기 K-1번째 스위치(SK-1)는 상기 K-1 번째 그룹(GK-1)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 상기 K 번째 그룹(GK)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드와 전기적으로 연결하여, 상기 첫 번째 그룹(G1) 내지 K 번째 그룹(GK)을 직렬로 연결하여 상기 첫 번째 그룹(G1) 내지 K 번째 그룹(GK)의 광반도체 발광소자들을 구동한다.In this manner, when the voltage reaches VK-1 (K is a natural number of 1 or more and N or less), the driving
이후, 전압이 감소하는 과정에서의 스위칭부(1222)의 동작은 앞서 설명한 동작의 역순이므로, 자세한 설명은 생략한다.Thereafter, since the operation of the
이 경우, 전압의 한 주기 내에서, 광반도체 발광소자 그룹들의 갯수가 변화하지만, 주파수가 크므로, 시각적으로 감지할 수 없으며, 다음으로 설명하는 구동부(1220) 동작의 제2 실시예에 비해 높은 휘도를 달성할 수 있다.
In this case, within one period of the voltage, the number of groups of the optical semiconductor light emitting elements changes, but because the frequency is large, it is not visually detectable and is higher than in the second embodiment of the operation of the
구동부(1200) 동작의 제2 실시예Second Embodiment of Operation of the
도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 초기에, 상기 스위칭부(1222)의 스위치들(S1, S2, ..., SN-1)은 각 그룹(G1, G2, ..., GN-1)들의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 그라운드에 전기적으로 연결시키고 있다. 따라서, 구동전압 검출부(1221)의 출력전압은 두 번째 이하의 그룹들(G2, G3, ..., GN)과 전기적으로 연결되지 않는다.4, 5, and 7, initially, the switches S1, S2,..., SN-1 of the
상기 구동전압 검출부(1221)의 출력전압은 첫 번째 그룹(G1)의 첫 번째 광반도체 발광소자의 애노드에 인가되어, 전압이 V0에 이르면, 상기 첫번째 그룹(G1)의 광반도체 발광소자들이 구동되기 시작한다.The output voltage of the driving
이후, 전압이 V1에 이르면, 상기 구동전압 검출부(1221)는 첫번째 스위치(S1)의 연결상태를 바꾸어, 상기 첫번째 스위치(S1)는 상기 구동전압 검출부(1221)를 상기 두번째 그룹(G2)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드와 전기적으로 연결하고, 상기 첫번째 그룹(G1)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 그라운드로부터 개방(open)하여 첫번째 그룹(G1)의 광반도체 발광소자들의 구동을 중단하고, 두번째 그룹(G2)의 광반도체 발광소자들을 구동한다.Then, when the voltage reaches V1, the driving
이후, 전압이 V2에 이르면, 상기 구동전압 검출부(1221)는 두번째 스위치(S2)의 연결상태를 바꾸어, 상기 두번째 스위치(S2)는 상기 구동전압 검출부(1221)를 상기 세번째 그룹(G3)의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드와 전기적으로 연결하고, 상기 두번째 그룹(G2)의 마지막 광반도체 발광소자의 캐소드를 그라운드로부터 개방(open)하여 두번째 그룹(G2)의 광반도체 발광소자들의 구동을 중단하고, 세번째 그룹(G3)의 광반도체 발광소자들을 구동한다.Thereafter, when the voltage reaches V2, the driving
이러한 과정을 순차적으로 진행하여, 순차적으로 광반도체 발광소자의 그룹들(G1,G2, ..., GN)을 순차적으로 구동하게 된다.By sequentially proceeding with this process, the groups G1, G2, ..., GN of the optical semiconductor light emitting devices are sequentially driven.
한편, 위에서와 같이, 분할된 전압의 각 구간들이 각각 대응하는 광반도체 발광소자의 그룹들(G1,G2, ..., GN)에 인가되는 경우, 각 구간들의 전압의 크기가 상대적으로 크므로, 각 그룹들(G1,G2, ..., GN) 간에 휘도차이가 발생될 수 있다.On the other hand, as described above, when each section of the divided voltage is applied to the groups (G1, G2, ..., GN) of the corresponding optical semiconductor light emitting device, respectively, since the magnitude of the voltage of each section is relatively large The luminance difference may occur between the groups G1, G2,..., And GN.
이를 보정하기 위해서, 상기 제어부(1200)는, K(K는 1 부터 N-1까지의 자연수)번째 스위치들과 (K+1)번째 그룹들 사이에는, K가 증가할수록 증가되는 저항을 더 포함하여, 대응하는 전압을 강하시켜 상기 광반도체 발광소자 그룹들(G1,G2, ..., GN)에 인가할 수 있다.To correct this, the
즉, 전압이 V1에 이르러, 두번째 그룹(G2)이 구동될 때, ΔV1만큼 전압을 강하시키고, 전압이 V2에 이르러, 세번째 그룹(G3)이 구동될 때, ΔV2만큼 전압을 강하시킨다.That is, when the voltage reaches V1 and the second group G2 is driven, the voltage is dropped by ΔV1, and when the voltage reaches V2, the voltage is dropped by ΔV2 when the third group G3 is driven.
한편, 전파정류된 전원을 분할하는 수를 증가시키는 경우, 각 구간내에서 인가되는 전압이 더욱 고르게 되며, 플리커링(flickering)을 더욱 감소시킬 수 있다.On the other hand, when the number of dividing the full-wave rectified power source is increased, the voltage applied in each section becomes more even, and flickering can be further reduced.
이 경우, 앞서 설명된 구동부(1220) 동작의 제1 실시예에 비해 전압의 한 주기 동안 발광되는 광반도체 발광소자들의 갯수가 동일하므로, 상대적으로 고른 휘도를 제공하는 반면, 평균 휘도가 좀 낮아진다.In this case, since the number of optical semiconductor light emitting devices that emit light for one period of voltage is the same as that of the first embodiment of the operation of the
또한, 분할된 전파정류된 전원과 각 그룹들을 매핑하는 것은 다양한 변형이 가능하다.In addition, the mapping of the divided full-wave rectified power source and each group may be variously modified.
이와 같이 구동함으로써, 교류를 균일한 직류로 변환함이 없이, 정류만 수행하여, 구동함으로써, 부품수를 대폭 감소시켜 제조비용을 감소시킬 수 있으며, 또한 캐패시터와 같은 부품의 고장에서 비롯되는 수명단축을 방지할 수 있다. 또한 각 그룹들을 동일한 갯수의 광반도체 발광소자를 포함하고, 각 그룹들에 비교적 균일한 전압을 인가함으로써, 비교적 고른 휘도를 달성할 수 있다.
By driving in this way, it is possible to reduce the manufacturing cost by drastically reducing the number of parts by performing only rectification and driving without converting alternating current into a uniform direct current. Can be prevented. In addition, each group includes the same number of optical semiconductor light emitting elements, and a relatively uniform luminance can be achieved by applying a relatively uniform voltage to each group.
도 6을 참조하면, 상기 구동부(1220)는, 입력주기 검출부(1223) 및 스위칭부(1222)를 포함할 수 있다. 도 5에서의 구동전압 검출부(1221)는 구동전압을 검출하여 상기 스위칭부(1222)의 각 스위치들(S1, S2, ..., SN-1)을 제어하는 반면,상기 입력주기 검출부(1223)는 입력 주기, 즉, 시간을 분할하여 상기 스위칭부(1222)의 각 스위치들(S1, S2, ..., SN-1)을 제어하는 점을 제외하면, 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
Referring to FIG. 6, the
도 8은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 광반도체 조명장치의 블럭도이다.8 is a block diagram of an optical semiconductor lighting apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 광반도체 조명장치(1000)는 인쇄회로 기판(1100), 광반도체 발광소자들(100), 구동부(1200) 및 대기전력 차단부(1400)를 포함한다. 본 실시예에 의한 광반도체 조명장치(1000)는, 도 4에서 개시된 광반도체 조명장치(1000)와 대기전력 차단부(1400)를 제외하면 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 병기하고, 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 8, the optical
어두운 곳에서도 벽등에 부착된 스위치를 확인하기 위해 스위치 등에 약한 광원을 부착하여 조명을 구동하기 위한 스위치가 오프(off)되었을 때, 스위치의 미세광원이 발광하고, 스위치가 온(on)되어 조명을 구동하면 스위치의 미세광원이 오프되도록 하는 스위치가 사용되는 경우가 있다.When the switch for driving the lighting is turned off by attaching a weak light source to the switch to check the switch attached to the wall lamp even in a dark place, the micro light source of the switch emits light, and the switch is turned on to illuminate the light. In some cases, a switch is used to drive the micro light source of the switch to be turned off.
예컨대, AC 입력부(1500)의 대기전력에 의해 오프 상태 스위치의 미세광원을 구동하는 경우가 있다.For example, the micro light source of the off state switch may be driven by the standby power of the
이러한 대기전력에 의해, 스위치가 오프된 상태에서도 첫번째 그룹(G1)의 광반도체 소자들이 구동되는 경우가 발생될 수 있다.Such standby power may cause a case where the optical semiconductor elements of the first group G1 are driven even when the switch is turned off.
이와같이, 스위치가 오프된 상태에서 대기전력이 상기 광반도체 발광소자들에 인가되어 상기 광반도체 소자들을 구동하는 것을 방지하기 위해서 본 실시예에의한 광반도체 조명장치는 대기전력 차단부(1400)를 포함한다.As such, in order to prevent standby power from being applied to the optical semiconductor light emitting devices while the switch is turned off to drive the optical semiconductor elements, the optical semiconductor lighting apparatus according to the present embodiment may turn off the standby power cut-off
상기 대기전력 차단부(1400)는 상기 첫 번째 그룹(G1)의 광반도체 발광소자들에 인가되는 전류의 일부를 바이패스시킴으로써, 첫 번째 그룹(G1)에는, 첫 번째 그룹(G1)의 광반도체 발광소자를 구동시키기에 부족한 전류가 흐르게 되어 스위치가 오프된 상태에서 첫번째 그룹(G1)의 광반도체 소자들이 구동되는 것을 방지한다.The standby power cut-off
또한, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 광반도체 조명장치(1000)는 서지(surge) 보호회로(1300)를 더 포함할 수 있다. 상기 서지 보호회로(1300)는 바리스터(1320) 및 퓨즈(1310)를 포함할 수 있다. 상기 바리스터(1320)는 상기 대기전력 차단부와 병렬로 연결되고, 상기 퓨즈(1310)는 상기 대기전력 차단부와 전기적으로 연결된다. 이러한 서지 보호회로(1300)는 널리 사용되는 다른 서지 보호회로가 채택될 수 있으며, 외부의 과도 이상전압이 인가될 때, 상기 광반도체 조명장치(1000)를 보호한다.
In addition, the optical
도 9는, 도 8에서 도시된 광반도체 조명장치의 정면을 도시하는 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view showing the front of the optical semiconductor illuminating device shown in FIG. 8.
도 9를 참조하면, 대기전력 차단부(1400)는 상기 인쇄회로 기판(1100)에 실장된다. 예컨대, 상기 대기전력 차단부(1400)는 캐패시터로 형성된다.Referring to FIG. 9, the standby
앞서 언급된 바와 같이, 상기 인쇄회로 기판(1100)에 실장된 상기 구동부(1200) 및 상기 광반도체 발광소자(100)에서는 열이 발생되는데, 캐패시터는 열에 취약하므로, 잦은 고장의 원인이 될 수 있다.As mentioned above, heat is generated in the
이를 방지하기 위해서, 상기 광반도체 조명장치(1000)는 단열부재(1600)를 더 포함할 수 있다.In order to prevent this, the optical
예컨대, 상기 단열부재(1600)는 상기 대기전력 차단부(1400)를 감싸며, 외벽(1610), 내벽(1620) 및 상기 외벽(1610)과 내벽(1620) 사이에 형성된 단열재(1630)를 포함할 수 있다.For example, the
예컨대, 상기 외벽(1610) 및 상기 내벽(1620)은 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT: PolyButylene Terephthalate) 수지를 사출하여 형성될 수 있으며, 상기 단열재(1630)는 스티로폼 등으로 형성될 수 있다. 이외에도, 상기 외벽(1610), 상기 내벽(1620) 및 상기 단열재(1630)는 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 그 형상 또한 상기 대기전력 차단부(1400)의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다.For example, the
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 단열부재(1600)의 상면은 다수의 홀이 형성될 수 있다.Although not shown, a plurality of holes may be formed on the top surface of the
또한, 암부 생성을 방지하기 위해서, 상기 인쇄회로 기판(1100)을 기준으로, 단열부재(1600)의 높이는, 상기 광반도체 발광소자(100)의 높이보다 낮도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 단열부재(1600)의 상기 외벽(1610)은 광반사를 위해 흰색을 입힐 수도 있다.
In addition, in order to prevent the generation of the dark portion, the height of the
본 발명에 의한 광반도체 조명장치는, 상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨 또는 입력주기를 판단하고, 판단된 전압 레벨 또는 입력주기에 따라서, 상기 그룹들 중에서 일부를 선택적으로 구동한다. 따라서, 교류 전원을 정류만 한 상태로 구동할 수 있어, 컨버터, 트랜스포머 등의 부품수를 크게 감소시킬 수 있으며, 고장을 줄여 수명을 증가시킬 수 있고, 제품의 제조단가를 낮출 수 있다.
The optical semiconductor lighting apparatus according to the present invention determines the voltage level or input period of the rectified power source rectified from the power supply unit, and selectively drives some of the groups according to the determined voltage level or input period. Therefore, it is possible to drive the AC power in the state of rectifying only, it is possible to greatly reduce the number of components, such as converters, transformers, can reduce the failure, increase the life, and reduce the manufacturing cost of the product.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 광반도체 발광소자 100a, 100b: 발광셀
110: n형 반도체층 120: 활성층
130: p형 반도체층 140: 투명전극
150: p형 전극 160: n형 전극
170: 와이어 1000: 광반도체 조명장치
1100: 인쇄회로 기판 1200: 구동부
1210: 전원부 1220: 제어부
1221: 구동전압 검출부 1222: 스위칭부
1223: 입력주기 검출부 1300: 서지 보호회로
1310: 저항 1320: 바리스터
1400: 대기전력 차단부 1410: 캐패시터
1500: AC 입력부 1600: 단열부재
1610: 외벽 1620: 내벽
1630: 단열재100: optical semiconductor
110: n-type semiconductor layer 120: active layer
130: p-type semiconductor layer 140: transparent electrode
150: p-type electrode 160: n-type electrode
170: wire 1000: optical semiconductor lighting device
1100: printed circuit board 1200: driver
1210: power supply unit 1220: control unit
1221: driving voltage detector 1222: switching unit
1223: input period detection unit 1300: surge protection circuit
1310: Resistance 1320: Varistor
1400: standby power cut-off unit 1410: capacitor
1500: AC input unit 1600: heat insulating member
1610: outer wall 1620: inner wall
1630: insulation
Claims (20)
상기 인쇄회로 기판에 실장되고, 각각이 하나 이상의 발광셀을 포함하는 광반도체 발광소자들로서, 상기 광반도체 발광소자들은 서로 직렬로 연결된 다수의 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들;
상기 인쇄회로 기판에 실장되어, 상기 광반도체 발광소자를 구동하는, 집적된 구동부; 및
대기전력이 상기 광반도체 발광소자들에 인가되는 것을 차단하기 위하여, 상기 구동부와 병렬로 결합된 캐패시터(capacitor)를 포함하는 대기전력 차단부를 포함하고,
상기 구동부는,
외부의 교류를 정류하는 전원부; 및
상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨 또는 입력주기를 판단하고, 판단된 전압 레벨 또는 입력주기에 따라서, 상기 그룹들 중에서 일부를 선택적으로 구동하는 제어부를 포함하며,
상기 대기전력 차단부는, 상기 구동부 및 상기 광반도체 발광소자들 중, 적어도 어느 하나와 열적으로 차단시키기 위한 단열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.Printed circuit board;
An optical semiconductor light emitting element mounted on the printed circuit board, each of the optical semiconductor light emitting elements including one or more light emitting cells, the optical semiconductor light emitting elements forming a plurality of groups connected in series with each other;
An integrated driver mounted on the printed circuit board to drive the optical semiconductor light emitting device; And
A standby power blocking unit including a capacitor coupled in parallel with the driving unit to block standby power from being applied to the optical semiconductor light emitting devices;
The driving unit includes:
A power supply unit rectifying external AC; And
A control unit for determining a voltage level or an input period of the rectified power rectified from the power supply unit, and selectively driving a part of the groups according to the determined voltage level or the input period,
The standby power blocking unit, the optical semiconductor lighting device comprising a heat insulating member for thermally blocking at least one of the driving unit and the optical semiconductor light emitting elements.
상기 단열부재는 상기 캐패시터를 감싸고,
상기 단열부재는 내벽, 외벽 및 상기 내벽과 외벽 사이에 형성된 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 1,
The insulation member surrounds the capacitor,
The heat insulating member is an optical semiconductor lighting device comprising an inner wall, an outer wall and a heat insulating material formed between the inner wall and the outer wall.
상기 대기전력 차단부와 병렬로 연결된 바리스터(varistor); 및
상기 대기전력 차단부와 전기적으로 연결된 퓨즈를 포함하는 서지 보호회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 1,
A varistor connected in parallel with the standby power blocking unit; And
And a surge protection circuit including a fuse electrically connected to the standby power cut-off unit.
각각의 상기 광반도체 발광소자들은 상기 구동부와 동일 거리에 배치된 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 1,
Each of the optical semiconductor light emitting elements are disposed at the same distance as the driving unit.
상기 광반도체 발광소자들은 원형으로 배열되고, 중심에 상기 구동부가 배치된 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method according to claim 6,
The optical semiconductor light emitting devices are arranged in a circular shape, the optical semiconductor lighting device, characterized in that the drive unit is disposed in the center.
동일 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들은 서로 이웃하지 않도록 배치된 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method according to claim 6,
The optical semiconductor light emitting device forming the same group is disposed so as not to neighbor each other.
동일 그룹을 형성하는 광반도체 발광소자들은 서로 이웃하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method according to claim 6,
The optical semiconductor light emitting device forming the same group, the optical semiconductor lighting device, characterized in that arranged to be adjacent to each other.
각 그룹은 동일한 수의 광반도체 발광소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 1,
Each group includes the same number of optical semiconductor light emitting elements.
상기 제어부는,
상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 전압 레벨을 판단하는 구동전압 검출부; 및
상기 구동전압 검출부로부터 인가받은 신호에 의해서 상기 그룹들을 선택적으로 구동하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 1,
The control unit,
A driving voltage detector determining a voltage level of the rectified power rectified from the power supply unit; And
And a switching unit for selectively driving the groups by a signal applied from the driving voltage detection unit.
상기 광반도체 발광소자들은 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹을 형성하고,
상기 스위칭부는 (N-1)개의 스위치들을 포함하며,
첫번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 구동전압 검출부와 전기적으로 연결되고, 캐소드는 첫번째 스위치에 전기적으로 연결되며,
M(M은 1보다 크고 N보다 작은 자연수)번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (M-1)번째 스위치에 전기적으로 연결되고, 캐소드는 M번째 스위치에 전기적으로 연결되며,
N번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (N-1)번째 스위치에 전기적으로 연결되고, 캐소드는 그라운드에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.12. The method of claim 11,
The optical semiconductor light emitting devices form N groups (N is a natural number of 2 or more),
The switching unit includes (N-1) switches,
The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the first group is electrically connected to the driving voltage detector, the cathode is electrically connected to the first switch,
The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the M (M is a natural number greater than 1 and less than N) group is electrically connected to the (M-1) -th switch, the cathode is electrically connected to the M-th switch,
And an anode of the first optical semiconductor light emitting device of the Nth group is electrically connected to the (N-1) th switch, and a cathode is electrically connected to the ground.
상기 스위칭부의 스위치들은, 전파정류된 전압의 반주기 동안 첫번째 그룹, 두번째 그룹, K번째 그룹의 광반도체 발광소자들을 계속적으로 추가해가면서 구동하도록 상기 그룹들을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 12,
And the switches of the switching unit electrically connect the groups to drive while continuously adding the optical semiconductor light emitting devices of the first group, the second group, and the K-th group during the half period of the full-wave rectified voltage.
상기 스위칭부의 스위치들은, 전파정류된 전압의 반주기 동안 첫번째 그룹, 두번째 그룹, K번째 그룹의 광반도체 발광소자들을 순차적으로 구동하도록 상기 그룹들을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 12,
And the switches of the switching unit electrically connect the groups to sequentially drive the optical semiconductor light emitting devices of the first group, the second group, and the K-th group during the half period of the full-wave rectified voltage.
상기 제어부는 K(K는 1 부터 N-1까지의 자연수)번째 스위치들과 (K+1)번째 그룹들 사이에는, K가 증가할수록 증가되는 저항을 더 포함하여, 대응하는 전압을 강하시켜 상기 광반도체 발광소자 그룹들에 인가하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.15. The method of claim 14,
The controller may further include a resistance that increases as K increases, between K (K is a natural number from 1 to N-1) th switches and the (K + 1) th group, thereby lowering the corresponding voltage to decrease the voltage. Optical semiconductor lighting device, characterized in that applied to the optical semiconductor light emitting device groups.
상기 제어부는,
상기 전원부로부터 정류된 정류전원의 입력주기를 판단하는 입력주기 검출부; 및
상기 입력주기 검출부로부터 인가받은 신호에 의해서 상기 그룹들을 선택적으로 구동하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.The method of claim 1,
The control unit,
An input period detection unit determining an input period of the rectified power rectified from the power supply unit; And
And a switching unit for selectively driving the groups by a signal applied from the input period detecting unit.
상기 광반도체 발광소자들은 N개(N은 2 이상의 자연수)의 그룹을 형성하고,
상기 스위칭부는 (N-1)개의 스위치들을 포함하며,
첫번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 입력주기 검출부와 전기적으로 연결되고, 캐소드는 첫번째 스위치에 전기적으로 연결되며,
M(M은 1보다 크고 N보다 작은 자연수)번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (M-1)번째 스위치에 전기적으로 연결되고, 캐소드는 M번째 스위치에 전기적으로 연결되며,
N번째 그룹의 첫번째 광반도체 발광소자의 애노드는 (N-1)번째 스위치에 전기적으로 연결되고, 캐소드는 그라운드에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.17. The method of claim 16,
The optical semiconductor light emitting devices form N groups (N is a natural number of 2 or more),
The switching unit includes (N-1) switches,
The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the first group is electrically connected to the input period detector, the cathode is electrically connected to the first switch,
The anode of the first optical semiconductor light emitting device of the M (M is a natural number greater than 1 and less than N) group is electrically connected to the (M-1) -th switch, the cathode is electrically connected to the M-th switch,
And an anode of the first optical semiconductor light emitting device of the Nth group is electrically connected to the (N-1) th switch, and a cathode is electrically connected to the ground.
상기 스위칭부의 스위치들은, 전파정류된 전압의 반주기 동안 첫번째 그룹, 두번째 그룹, K번째 그룹의 광반도체 발광소자들을 계속적으로 추가해가면서 구동하도록 상기 그룹들을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.18. The method of claim 17,
And the switches of the switching unit electrically connect the groups to drive while continuously adding the optical semiconductor light emitting devices of the first group, the second group, and the K-th group during the half period of the full-wave rectified voltage.
상기 스위칭부의 스위치들은, 전파정류된 전압의 반주기 동안 첫번째 그룹, 두번째 그룹, K번째 그룹의 광반도체 발광소자들을 순차적으로 구동하도록 상기 그룹들을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.18. The method of claim 17,
And the switches of the switching unit electrically connect the groups to sequentially drive the optical semiconductor light emitting devices of the first group, the second group, and the K-th group during the half period of the full-wave rectified voltage.
K(K는 1 부터 N-1까지의 자연수)번째 스위치들과 (K+1)번째 그룹들 사이에는, K가 증가할수록 증가되는 저항을 더 포함하여, 대응하는 전압을 강하시켜 상기 광반도체 발광소자 그룹들에 인가하는 것을 특징으로 하는 광반도체 조명장치.
20. The method of claim 19,
K (K is a natural number from 1 to N-1) and the (K + 1) th group further include a resistance that increases as K increases, thereby lowering the corresponding voltage to emit the optical semiconductor. Optical semiconductor lighting device, characterized in that applied to the device groups.
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