KR101349431B1

KR101349431B1 - 조명 구동 장치 및 이의 조명 구동 방법

Info

Publication number: KR101349431B1
Application number: KR1020120041788A
Authority: KR
Inventors: 정봉근
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2014-01-09
Also published as: KR20130118685A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 방법은 조광기의 장착 여부를 판단하는 단계; 상기 조광기의 장착 여부에 따라 부하에 공급되는 출력 전류의 제어를 위한 조건을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 조건에 따른 출력 전류를 상기 부하에 공급하는 단계를 포함하며, 상기 결정된 조건은, 피크 전류 제어 조건 및 정전류 제어 조건 중 어느 하나이다.

Description

조명 구동 장치 및 이의 조명 구동 방법{Device and method of operating the illumination apparatus}

본 발명은 조명 구동 장치에 관한 것으로, 특히 조광기(Triac dimmer)의 장착 여부에 따라 입력 전압 또는 보상기의 동작에 따른 출력 전압 중 어느 하나의 조건을 토대로 LED(Light Emitting Diode)로 공급되는 출력 전류를 제어하는 조명 구동 장치 및 이의 조명 구동 방법에 관한 것이다.

이러한 전력변환장치는 전동기, 조명기기 및 각종 통신기기 등에 전력을 공급하기 위하여 사용되며 트랜스포머(Transformer)를 통해 공급되는 전압을 일정 크기의 전압으로 제어하여 상기 장치들을 구동시킨다.

특히, LED(Light Emitting Diode)는 통신기기, TV, 모니터 등의 전자제품에서 여러 가지 신호 전달용으로 사용되고 있는데, 신호 전달용으로 사용되는 LED는 인가되는 전압이 문턱 전압(Threshold)보다 높을 경우 발광하게 되고, 문턱 전압보다 낮을 경우 발광하지 않는 특성을 지니고 있다.

최근, 조명기기로 사용되는 백열전구보다 조명 효율이 높은 백색 LED가 개발됨에 따라 백열등 또는 형광등과 같은 조명기기를 LED로 대체하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 조명용 LED는 저휘도의 신호 전달용 LED와는 달리 LED에 흐르는 전류량이 많고 밝은 빛을 낼 수 있는 고휘도 LED를 사용해야 한다.

이와 같이, 일반 조명 등의 애플리케이션에서 LED를 다수 개 직렬연결하여 사용하는 경우, 상기 LED에 일정한 정전류를 제공할 수 있는 정전류 제어가 가능한 구동회로가 필요하다.

도 1은 종래 기술에 따른 조명 구동 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 조명 구동 장치는, 상용 교류 전원을 입력받고, 상기 입력된 상용 교류 전원의 위상을 조정하는 조광기(Dimmer, 10)와, 상기 조광기(10)를 통해 위상이 조정된 상용 교류 전원을 입력받고, 상기 입력받은 상용 교류 전원을 전파 정류하는 정류기(20)와, 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 부하에 필요한 구동 전원을 공급하는 전력 변환부(30)와, 상기 정류기(20)를 통해 전파 정류된 입력 전압을 감지하는 감지 저항(40)과, 상기 감지 저항(40)을 통해 감지된 전압 레벨과 상기 전력 변환부(30)의 스위칭 소자에 흐르는 전압을 감지하고, 이를 토대로 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.

제어부(50)는 비교기(52)와 스위칭 제어부(54)를 포함한다.

비교기(52)는 (-) 단자를 통해 상기 감지 저항(40)에 의해 감지된 입력 전압(Va)을 수신한다.

또한, 비교기(52)는 (+) 단자를 통해 상기 스위칭 소자의 드레인-소스 사이에 흐르는 전압을 입력받는다.

즉, 비교기(52)는 상기 입력 전압(Va)과 드레인-소스 사이에 흐르는 전류 값을 비교하고, 상기 비교 결과를 출력한다.

스위칭 제어부(54)는 상기 비교기(52)의 비교 결과에 따라 상기 드레인-소스 사이에 흐르는 전압이 상기 입력 전압(Va)보다 높아지는 시점에 상기 스위칭 소자의 턴-오프가 이루어지도록 스위칭 신호를 출력한다.

그러나, 상기와 같은 정전류 제어 방식은 이론상 출력 전류가 일정하도록 되어 있지만, 각종 소자의 오차에 따라 실질적으로 출력되는 전류는 일정하지 않은 문제점이 있다.

즉, 조광기를 포함하는 조명 구동 장치를 구성할 경우, 상기 조광기의 동작에 따라 출력 전류는 감소해야 한다. 하지만, 정전류 제어를 위해 보상기를 토대로 출력 전류를 제어하게 되면, 상기 조광기가 동작하여도 계속적인 정전류 제어가 이루어지며, 이에 따라 출력 전류가 감소하지 않는 문제점이 있다.

이에 따라, 조광기의 동작이 필요한 경우, 상기 설명한 바와 같이 피크 전류 제어를 통해 입력 전압의 변화에 따라 피크 전류를 제한하여 출력 전류를 제어하는 방식이 사용된다.

하지만, 이러한 피크 전류 제어는 감지 저항의 오차 또는 전력 변환부에 사용되는 자기소자의 오차에 따른 전류의 기울기 변화, 그리고 IC 내부의 오차, 입력 전압 변화 등에 따라 일정한 출력 전류의 제어를 하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 조광기의 장착 여부에 따라 복수의 전류 제어 방식 중 어느 하나의 전류 제어 방식에 의해 조명에 공급되는 전력을 제어할 수 있는 조명 구동 장치 및 이의 조명 구동 방법을 제공하도록 한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 장치는 외부로부터 공급되는 전압을 전파 정류하는 정류기; 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상기 전파 정류된 전압을 변환하여 부하로 공급하는 전력 변환부; 상기 전파 정류된 입력 전압을 감지하는 감지부; 상기 부하에 흐르는 출력 전류를 보상하기 위한 보상 전압을 발생하는 보상부; 상기 정류기에 입력되는 전압의 왜곡 여부에 따라 상기 부하로의 출력 전류를 제어하기 위한 조건을 결정하는 조건 결정부; 및 상기 조건 결정부를 통해 결정된 조건에 따라 상기 감지부를 통해 감지된 입력 전압 및 상기 보상부에 의해 발생한 보상 전압 중 어느 하나를 이용하여 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 조광기가 미장착된 상태에서는 LED로의 출력 전류가 기준 전압을 추종하도록 회로를 구성하여 일정한 출력 전류를 얻을 수 있도록 하고, 조광기가 장착된 상태에서는 조광기에 의해 왜곡되는 입력 전압의 레벨에 따라 출력 전류를 제어하도록 함으로써, 조광기가 동작하여도 출력 전류가 감소되지 않는 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 조광기의 미장착시에는 상기 LED로 항상 일정한 전류가 공급될 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 조명 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 조건 결정부의 상세 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 조건 결정부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 제어부의 상세 구성도이다.
도 6 및 7은 본 발명의 실시 예에서 따른 전압 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블록도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는, 조광기가 미장착된 상태에서는 LED로의 출력 전류가 기준 전압을 추종하도록 회로를 구성하여 일정한 출력 전류를 얻을 수 있도록 하고, 조광기가 장착된 상태에서는 조광기에 의해 왜곡되는 입력 전압의 레벨에 따라 출력 전류를 제어할 수 있는 조명 구동 장치 및 이의 조명 구동 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 장치는, 상용 교류 전원을 입력받고, 상기 입력된 상용 교류 전원의 위상을 조정하는 조광기(Dimmer, 110)와, 상기 조광기(10)를 통해 위상이 조정된 상용 교류 전원을 입력받고, 상기 입력받은 상용 교류 전원을 전파 정류하는 정류기(120)와, 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 부하에 필요한 구동 전원을 공급하는 전력 변환부(130)와, 상기 전력 변환부(130)를 통해 공급된 구동 전원에 의해 동작하는 부하(140)와, 상기 부하(140)에 흐르는 출력 전류를 감지하고, 상기 감지한 출력 전류에 따른 보상 정보를 출력하는 보상부(150)와, 상기 정류기(120)를 통해 전파 정류된 입력 전압을 감지하는 감지 저항(160)과, 상기 조광기(110)의 동작 여부에 따라 상기 부하(140)의 출력 전류를 제어하기 위한 조건을 결정하는 조건 결정부(170) 및 상기 조건 결정부(170)를 통해 결정된 조건에 따라 상기 전력 변환부(130)에 스위칭 신호를 출력하는 제어부(180)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성된 조명 구동 장치의 동작을 설명하기로 한다.

조광기(110)는 외부로부터 입력되는 조광 신호에 따라 상기 입력된 상용 교류 전원의 위상을 제어하여 출력한다.

상기 조광 신호는 외측의 조도에 따라 발생할 수 있으며, 이에 따라 상기 외측의 조도에 따라 상기 조광기(110)는 상기 입력 교류 전원의 위상을 변환하여 출력한다.

정류기(120)는 상기 조광기(110)를 통해 입력되는 교류 전원을 전파 정류하여 출력한다.

이때, 정류기(120)는 하프 브리지 다이오드 또는 풀 브리지 다이오드로 구현 가능하다.

전력 변환부(130)는 상기 정류기(120)를 통해 전파 정류된 전원을 공급받고, 스위칭 소자(135)의 스위칭 동작에 따라 상기 전파 정류된 전원의 크기를 변환하여 출력한다.

이때, 전력 변환부(130)는 안전 규격을 만족하기 위한 절연형으로 구현될 수 있다. 즉, 전력 변환부(130)는 절연형으로 구성되며, 이에 따라 상기 전파 정류된 전압을 부하(140)를 구동시키기 위한 직류 형태의 구동 전압으로 변환시켜 출력한다.

부하(140)는 상기 전력 변환부(130)를 통해 출력되는 구동 전압에 의해 구동된다. 이때, 상기 부하(140)는 상기 구동 전압에 의해 빛을 발생하는 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.

보상부(150)는 상기 부하(140)로 출력되는 출력 전류를 감지하고, 상기 감지한 출력 전류와 기준 전류를 비교한다.

또한, 보상부(150)는 상기 출력 전류와 기준 전류에 차이가 발생하는 경우, 상기 출력 전류가 상기 기준 전류를 추종하기 위한 보상 전류를 발생한다.

이때, 상기 보상부(150)는 상기 발생한 보상 전류에 따른 빛을 발생하여, 상기 보상부(150)를 통해 발생한 보상 전류에 따른 정보를 전달하는 광 발생부를 포함한다.

즉, 상기 보상부(150)는 상기 부하(140)의 출력 전류를 감지하고, 상기 감지한 출력 전류와 기준 전류의 차이에 따른 보상 전류에 대응하는 광을 발생하는 광 발생부를 포함한다. 이때, 광 발생부는 광을 발생하는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드에 직렬로 연결된 저항을 포함한다.

감지 저항(160)은 복수의 저항이 상호 직렬로 연결 배치되며, 이에 따라 상기 정류기(120)를 통해 전파정류된 입력 전압의 레벨을 감지한다.

조건 결정부(170)는 상기 조광기(110)의 장착 여부, 더욱 명확하게는 상기 조광기(110)의 동작 여부에 따라 상기 부하(140)로 공급되는 출력 전류의 제어를 위한 조건을 결정한다.

바람직하게는, 상기 조건 결정부(170)는 상기 조광기(110)의 동작 여부에 따라 상기 보상부(150)를 통해 출력되는 보상 전압 또는 상기 감지 저항(160)을 통해 감지된 입력 전압 중 어느 하나의 전압 값을 토대로 상기 출력 전류의 제어가 이루어지도록 한다.

상기 조건 결정부(170)의 동작에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

제어부(180)는 상기 조건 결정부(170)를 통해 결정된 조건에 따른 전압을 수신하고, 상기 수신한 전압을 토대로 상기 부하(140)로 공급되는 출력 전류를 제어한다.

즉, 제어부(180)는 상기 수신한 전압에 따라 상기 전력 변환부(130)에 구비된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 위한 스위칭 신호를 출력하고, 상기 출력한 스위칭 신호에 의해 상기 전력 변환부(130)를 통해 출력되는 전류의 레벨 변경이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 스위칭 신호는 일정 펄스 폭을 가지는데, 상기 조광기(110)가 장착되어 있거나 동작하는 경우에는 상기 감지된 입력 전압에 의해 상기 펄스 폭이 결정되고, 상기 조광기(110)가 미장착되었거나 동작하지 않는 경우에는 상기 보상 전압에 의해 상기 펄스 폭이 결정된다.

또한, 제어부(180)는 상기 전력 변환부(130)의 스위칭 소자의 드레인-소스 사이에 흐르는 전압(Vd-s)을 감지하고, 상기 감지한 전압 및 상기 조건 결정부(150)를 통해 출력된 전압을 비교하여, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 신호를 출력한다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 조명 구동 장치는 상기 스위칭 소자의 드레인-소스 사이에 흐르는 전압(Vd-s)을 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 감지부는 상기 스위칭 소자의 드레인-소스 사이에 형성되어, 상기 전압을 검출하는 전압 검출 센서로 구현될 수 있다.

이하, 상기 조건 결정부(170) 및 제어부(180)의 구성과 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 도 2에 도시된 조건 결정부의 상세 구성도이다.

도 3을 참조하면, 조건 결정부(170)는 다이오드(D), 커패시터(C1, C2), 트랜지스터(TR1, TR2) 및 저항(R1, R2, R3, R4, R5, R6)를 포함한다.

다이오드(D)는 상기 감지 저항(160)을 통해 감지된 입력 전압의 레벨에 따라 선택적으로 도통한다.

트랜지스터(TR1)는 상기 다이오드(D)의 도통 여부에 따라 선택적으로 개방되거나 단락된다.

트랜지스터(TR2)는 상기 트랜지스터(TR1)의 동작 상태에 따라 상기 보상부(150)를 통해 전달되는 보상 정보를 수신한다.

이때, 상기 다이오드(D) 및 트랜지스터(TR1, TR2)에는 상기 조광기(110)의 장착 여부 및 동작 여부에 따라 선택적으로 전류가 흐르거나 흐르지 않는다.

즉, 상기 조광기(110)가 동작하여, 상기 입력 전압의 레벨이 감소하는 경우, 상기 다이오드(D) 및 트랜지스터(TR1, TR2)에는 전류가 흐르지 않는다.

이와 반대로, 상기 조광기(110)가 동작하지 않거나 미장착된 경우, 상기 다이오드(D) 및 트랜지스터(TR1, TR2)에는 전류가 흐르게 된다.

이에 따라, 상기 조건 결정부(170)의 Vb 양단 전압은 상기 다이오드(D) 및 트랜지스터(TR1, TR2)의 동작 상태에 따라 변화하게 된다.

예를 들어, 상기 조광기(110)가 동작하여 상기 입력 전압의 레벨이 감소하는 경우, 상기 Vb의 양단 전압은 상기 다이오드(D) 및 트랜지스터(TR1, TR2)가 동작하지 않음에 따라 상기 감지 저항(160)를 통해 감지된 입력 전압에 의해 결정된다.

이와 반대로, 상기 조광기(110)가 동작하지 않거나 미장착되어 상기 입력 전압의 레벨이 증가하는 경우, 상기 Vb의 양단 전압은 상기 다이오드(D) 및 트랜지스터(TR1, TR2)가 동작함에 따라 상기 보상부(150)를 통해 전달되는 보상 전압에 의해 결정된다.

즉, 조건 결정부(170)에는 상기 조광기(110)의 장착 여부 및 동작 여부에 따라 상기 입력 전압 또는 보상 전압이 발생하며, 그에 따라 상기 발생한 입력 전압 또는 보상 전압은 제어부(180)로 전달된다.

도 4는 도 3에 도시된 조건 결정부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 먼저 조광기(110)가 장착되어, 상기 조광기(110)에 의해 입력 전압이 왜곡됨에 따라 상기 부하(140)로 공급되는 출력 전류가 감소해야 하는 제 1 경우, 상기 조건 결정부(170)는 상기 감지 저항(160)에 의해 감지된 입력 전압을 제어부(180)로 출력한다.

이를 설명하면, 상기와 같은 제 1 경우에는 상기 조광기(110)에 의해 입력 전압의 위상이 제어됨에 따라 입력 전압의 레벨이 감소하게 된다.

이때, 도 4의 1번에서와 같이, 상기 입력 전압의 레벨이 감소함에 따라 상기 감지 저항(160)을 통해 감지되는 입력 전압의 평균 전압이 감소하게 되며, 이에 의해 Va 양단 전압이 감소하게 된다.

도 4의 2번에서와 같이, 상기 Va 양단 전압이 감소함에 따라 내부 기준 전압보다 낮아지며, 이로 인해 상기 다이오드의 애노드와 캐소드 사이에는 전류가 흐르지 않는다.

이후, 도 4의 3번에서와 같이, 상기 다이오드에 전류가 흐르지 않음에 따라 상기 트랜지스터(TR1)의 이미터와 컬렉터 사이에는 전류가 흐르지 않게 된다.

또한, 도 4의 4번에서와 같이, 상기 트랜지스터(TR1)에 전류가 흐르지 않음에 따라 트랜지스터(TR2)의 컬렉터와 이미터 사이는 개방 상태를 유지하게 된다.

이때, 상기 트랜지스터(TR1, TR2)가 개방상태를 유지하기 때문에, 제어부(180)와 연결된 접점(P)의 전압은 상기 감지 저항(160)에 의해 감지된 입력 전압에 의해 결정된다.

상기 접점의 전압이 입력 전압에 의해 결정되기 때문에, 제어부(180)는 상기 접점에 걸리는 입력 전압을 토대로 부하(140)에 공급되는 출력 전류를 제어하게 된다.

즉, 제어부(180)는 상기 조광기(110)의 동작에 따라 입력 전압 레벨이 감소하므로, 상기 입력 전압 레벨의 감소 정도에 따라 상기 부하(140)로 공급되는 출력 전류를 감소시키기 위한 스위칭 신호를 출력한다.

다음으로, 조광기(110)가 미장착되어, 정전류 제어를 해야 하는 제 2 경우, 상기 조건 결정부(170)는 상기 보상부(150)에 의해 전달된 보상 전압을 제어부(180)로 출력한다.

이를 설명하면, 상기와 같은 제 2 경우에는 상기 조광기(110)에 의해 입력 전압의 변화가 발생하지 않으므로, 상기 입력 전압은 원 상태를 유지하게 된다.

이때, 도 4의 1번에서와 같이, 상기 입력 전압이 원 상태를 유지함에 따라 상기 감지 저항(160)을 통해 감지되는 입력 전압의 평균 전압이 증가하게 되며, 이에 의해 Va 양단 전압이 증가하게 된다.

도 4의 2번에서와 같이, 상기 Va 양단 전압이 증가함에 따라 내부 기준 전압보다 높아지며, 이로 인해 상기 다이오드의 애노드와 캐소드 사이에 전류가 흐르게 된다.

이후, 도 4의 3번에서와 같이, 상기 다이오드에 전류가 흐름에 따라 상기 트랜지스터(TR1)의 이미터와 컬렉터 사이에도 전류가 흐르게 된다.

또한, 도 4의 4번에서와 같이, 상기 트랜지스터(TR1)에 전류가 흐름에 따라 트랜지스터(TR2)는 단락 상태가 되며, 이에 따라 상기 트랜지스터(TR2)에는 상기 부하(140)의 출력 전류가 기준 전압을 추종하기 위한 정보에 따른 전류가 흐르게 된다.

이에 따라, 상기 제어부(180)와 연결된 접점(P)의 전압은 상기 트랜지스터(TR2)에 흐르는 전류에 의해 결정된다. 다시 말해서, 상기 접점(P)의 전압은 상기 부하(140)에 공급되는 출력 전류가 기준 전압을 추종하도록 하기 위한 보상 전압이 걸리게 된다.

상기 접점의 전압이 상기 보상 전압에 의해 결정되기 때문에, 제어부(180)는 상기 접점에 걸리는 보상 전압을 토대로 부하(140)에 공급되는 출력 전류를 제어하게 된다.

즉, 제어부(180)는 상기 부하(140)에 흐르는 출력 전류에 따라 상기 출력 전류가 기준 전류와 동일해지도록 정전류 제어를 위한 스위칭 신호를 출력한다.

도 5는 도 2에 도시된 제어부의 상세 회로도이다.

도 3을 참조하면, 제어부(180)는 비교기(182)와 PWM 신호 출력부(184)를 포함한다.

비교기(182)는 (-) 단자를 통해 상기 조건 결정부(170)에 의해 결정된 조건에 따른 전압을 수신한다. 상기 수신되는 전압은 입력 전압일 수 있고, 이와 다르게 정전류 제어를 위한 보상 전압일 수 있다.

비교기(182)는 (+) 단자를 통해 상기 전력 변환부(130)의 스위칭 소자의 드레인-소스 사이에 흐르는 전압(Vd-s)을 수신한다.

또한, 비교기(182)는 상기 (-) 단자를 통해 수신된 전압 및 (+) 단자를 통해 수신된 전압을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 부하(140)로 공급되는 출력 전류의 제어를 위한 PWM 신호를 발생한다.

PWM 신호 출력부(184)는 상기 비교기(182)를 통해 PWM 신호가 발생하면, 상기 PWM 신호를 상기 전력 변환부(130)의 스위칭 소자에 출력하여, 상기 PWM 신호에 의해 상기 전력 변환부(130)를 통해 출력되는 전류가 변경되도록 한다.

도 6 및 7은 본 발명의 실시 예에서 따른 전압 변화를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 조광기(110)가 장착되어 입력 전압(Vin)의 레벨이 감소하는 경우, Va의 평균 전압도 감소하여, 도 6의 점선에서와 같이 Va 양단 전압이 감소하게 된다.

이에 따라, Vb의 양단 전압은 도 6의 아래 그림에 나타난 점선에서와 같이 입력 전압의 레벨에 의해 결정되며, 상기 결정된 입력 전압 레벨이 제어부(180)로 제공되어, 상기 조광기(110)의 동작에 따른 출력 전류 감소가 이루어지게 된다.

한편, 도 7을 참조하면, 조광기(110)가 미장착되어 입력 전압(Vin)에 변화가 없는 경우, Va의 평균 전압이 증가하며, 이에 따라 도 7에 나타낸 바와 같이 Va의 양단 전압도 증가하게 된다.

이에 따라, Vb의 양단 전압은 도 7의 아래 그림에 나타난 실선과 같이 보상 전압의 레벨에 의해 결정되며, 상기 결정된 보상 전압 레벨이 제어부(180)로 제공되어, 상기 부하(140)로 출력되는 출력 전류에 따른 정전류 제어가 이루어지게 된다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 조광기가 미장착된 상태에서는 LED로의 출력 전류가 기준 전압을 추종하도록 회로를 구성하여 일정한 출력 전류를 얻을 수 있도록 하고, 조광기가 장착된 상태에서는 조광기에 의해 왜곡되는 입력 전압의 레벨에 따라 출력 전류를 제어하도록 함으로써, 조광기가 동작하여도 출력 전류가 감소되지 않는 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 조광기의 미장착시에는 상기 LED로 항상 일정한 전류가 공급될 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 조명 구동 방법은 먼저 조광기(110)의 장착 여부 및 상기 조광기(110)의 장착 여부에 따른 동작 여부를 감지한다(110단계). 이는, 상기 조광기(110)의 장착 여부에 따라 감지 저항(160)에 의해 감지되는 입력 전압의 변화에 의해 확인할 수 있다.

이후, 상기 조광기(110)가 장착 및 동작하는지 여부를 판단한다(120단계). 즉, 상기 조광기(110)가 동작함에 따라 입력 전압의 위상이 제어되어, 상기 감지 저항(160)을 통해 감지되는 입력 전압에 감소하였는지 여부를 판단한다.

상기 판단결과(120단계), 상기 조광기(110)가 장착 및 동작하는 경우, 상기 감지 저항(160)에 의해 감지된 입력 전압의 레벨을 확인한다(130단계).

이후, 상기 확인한 입력 전압의 레벨에 따라 부하(LED)로 출력되는 전류를 제어한다(140단계).

이와 반대로, 상기 판단결과(120단계), 상기 조광기(110)가 미장착된 경우, 부하(140)의 출력 전류가 기준 전류를 추종하기 위한 추종 전압 레벨(보상 전압 레벨)을 확인한다(150단계).

이후, 상기 확인한 보상 전압의 레벨에 따라 상기 부하(LED)로 출력되는 전류를 제어한다(160단계).

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

110: 조광기
120: 정류기
130: 전력 변환부
140: 부하
150: 보상부
160: 감지 저항
170: 조건 결정부
180: 제어부

Claims

전파 정류된 전압의 크기에 따라 제어부와 연결된 접점에 제 1 전압이 발생하는 단계; 및
상기 발생한 제 1 전압을 기준으로 피크 전류 제어 조건 및 정전류 제어 조건 중 어느 하나의 조건을 적용하여 부하에 전원을 공급하는 단계를 포함하며,
상기 발생하는 단계는,
상기 전파 정류된 전압이 내부 기준전압보다 클 경우, 상기 접점에 부하의 출력 전류에 따른 보상 전압이 발생하는 단계와,
상기 전파 정류된 전압이 내부 기준전압보다 작을 경우, 상기 접점에 상기 전파 정류된 전압이 발생하는 단계를 포함하는
조명 구동 방법.
제 1항에 있어서,
상기 발생하는 단계는,
상기 전파 정류된 전압 및 상기 보상 전압을 수신하고, 상기 수신한 전파 정류된 전압의 크기에 따라 선택적으로 상기 전파 정류된 전압 및 상기 보상 전압 중 어느 하나의 전압이 출력되는 단계를 포함하는
조명 구동 방법.
제 2항에 있어서,
상기 피크 전류 제어 조건은,
상기 전파 정류된 전압이 내부 기준전압보다 작은 경우에 대응하는 조광기 장착 조건에서의 출력 전류 제어 조건이고,
상기 정전류 제어 조건은,
상기 전파 정류된 전압이 내부 기준전압보다 큰 경우에 대응하는 조광기 미장착 조건에서의 출력 전류 제어 조건인 조명 구동 방법.
제 3항에 있어서,
상기 부하에 전원을 공급하는 단계는,
상기 조광기가 장착된 경우, 상기 조광기에 의해 왜곡된 입력 전압에 따라 상기 부하에 공급되는 출력 전류를 감소시키는 단계와,
상기 조광기가 미장착된 경우, 상기 부하에 흐르는 출력 전류의 보상을 위한 보상 전압에 따라 상기 출력 전류를 조절하는 단계를 포함하는 조명 구동 방법.
제 4항에 있어서,
상기 보상 전압은,
상기 부하에 실제 흐르는 출력 전류가 기설정된 기준 전류를 추종하도록 하기 위한 보상 전압인 조명 구동 방법.
제 4항에 있어서,
상기 부하에 전원을 공급하기 위한 스위칭 신호를 발생하는 단계를 더 포함하며,
상기 조광기가 장착된 경우의 스위칭 신호의 펄스 폭은 상기 조광기에 의해 왜곡된 입력 전압에 의해 결정되고, 상기 조광기가 장착된 경우의 스위칭 신호의 펄스 폭은 상기 보상 전압에 의해 결정되는 조명 구동 방법.
외부로부터 공급되는 전압을 전파 정류하는 정류기;
적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상기 전파 정류된 전압을 변환하여 부하로 공급하는 전력 변환부;
상기 전파 정류된 입력 전압을 감지하는 감지부;
상기 부하에 흐르는 출력 전류를 보상하기 위한 보상 전압을 발생하는 보상부;
상기 감지부 및 보상부와 각각 연결되고, 상기 감지부를 통해 감지된 전압의 크기에 따라 상기 감지부의 감지 전압 및 상기 보상부의 보상 전압 중 어느 하나를 출력하는 조건 결정부; 및
상기 조건 결정부와 연결되고, 상기 조건 결정부를 통해 출력되는 전압을 기준으로 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 출력되는 전압은,
상기 감지 전압의 크기에 따라 상기 조건 결정부와 제어부의 연결 접점에 걸리는 전압이며,
상기 연결 접점에는
상기 감지 전압이 내부 기준전압보다 클 경우, 상기 감지부의 감지 전압이 걸리고,
상기 감지 전압이 내부 기준전압보다 작을 경우, 상기 보상 전압이 걸리는 조명 구동 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 출력되는 전압에 따라 제 1 전류 제어 방식 및 제 2 전류 제어 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 부하로 공급되는 출력 전류를 제어하는 조명 구동 장치.
제 8항에 있어서,
상기 제 1 전류 제어 방식은,
상기 감지부를 통해 감지된 입력 전압을 기준으로 상기 부하에 공급되는 출력 전류를 제어하는 피크 전류 제어 방식이고,
상기 제 2 전류 제어 방식은,
상기 보상부를 통해 발생한 보상 전압을 기준으로 상기 부하에 공급되는 출력 전류를 제어하는 정전류 제어 방식인 조명 구동 장치.
제 7항에 있어서,
상기 정류기에 공급되는 전압의 위상을 제어하는 조광기를 더 포함하며,
상기 조건 결정부의 출력 전압은,
상기 조광기의 장착 또는 동작 여부에 따라 변화하는 조명 구동 장치.
제 10항에 있어서,
상기 조건 결정부는,
상기 감지부를 통해 감지된 입력 전압 및 상기 보상부를 발생한 보상 전압을 전달받고, 상기 제어부의 연결된 접점을 통해 상기 입력 전압 및 보상 전압 중 어느 하나의 전압을 전달하는 조명 구동 장치.
삭제
제 11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 조광기의 장착 또는 동작 여부에 따라 상기 조건 결정부와 연결된 접점에 걸리는 감지 전압 또는 보상 전압을 이용하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 조명 구동 장치.
제 13항에 있어서,
상기 제어부는,
제 1 단을 통해 상기 접점에 걸리는 전압을 수신하고, 제 2 단을 통해 상기 스위칭 소자의 드레인-소스 사이에 흐르는 전압을 수신하며, 상기 제 1 및 2 단을 통해 수신된 전압을 이용하여 스위칭 신호를 발생하는 비교기와,
상기 비교기를 통해 발생한 스위칭 신호를 이용하여 상기 스위칭 소자를 제어하는 PWM 신호 출력부를 포함하는 조명 구동 장치.
제 7항에 있어서,
상기 감지부는, 복수 개의 저항을 포함하며, 상기 복수 개의 저항을 이용하여 상기 정류기를 통해 전파 정류된 전압을 감지하는 조명 구동 장치.