KR101357635B1

KR101357635B1 - 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로

Info

Publication number: KR101357635B1
Application number: KR1020120012744A
Authority: KR
Inventors: 김영환; 김민균
Original assignee: (주)로그인디지탈
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2014-02-04
Also published as: KR20130091456A

Abstract

본 발명은 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우 차단각에서 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류와 홀딩 전류가 제공되지 않아 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제를 해결하고, 조광 회로의 트리거 전류 및 홀딩 전류를 제공하기 위한 더미 부하(dummy load)를 배제함으로써 불필요한 전력 낭비를 제거한 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 제공하는 것을 요지로 한다.
이를 위해 본 발명은 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압을 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로와; 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하고 기준 전압과 비교하여 차단각에서 전류 감지 수단으로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로 및; 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하여 기준 전압을 배제하고 차단각에서 전류 감지 수단으로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 제공한다.

Description

조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로 {An LED lighting drive circuit for dimming control}

본 발명은 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우 차단각에서 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않아 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제를 해결하고, 조광 회로의 트라이액 게이트 단자 트리거 전류 및 홀딩 전류를 제공하기 위한 더미 부하(dummy load)를 배제함으로써 불필요한 전력 낭비를 제거한 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 제공하는 것을 요지로 한다.

발광 다이오드를 조명으로서 사용하기 위한 구동회로는 도면 제1도의 (a)에 도시된 바와 같이 교류 상용전원을 직류로 전환하고 다시 점등을 위한 전압으로 변환하는 스위칭 모드 전원(SMPS : witching Mode Power Supply) 내지는, 도면 제1도의 (b)에 도시된 바와 같이 교류 상용 전원을 전파 정류하고 이를 직접 복수의 발광 다이오드에 제공하는 방식이 주로 사용되고 있다. 상기의 발광 다이오드 조명은 에너지 효율 및 절전의 이점과 함께 기존의 조광 회로에 연결하여 사용하기 위한 요구가 증대되고 있다.

통상의 조광 회로에서 구동되는 부하 Zr은 일정한 저항값을 가지는 백열등이 널리 사용되고 있다. 만일 상기 조광 회로에서 부하 Zr의 값이 지나치게 큰 임피던스 내지 저항값을 가지는 경우에는 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않고 충분한 홀딩 전류(holding current)가 흐르지 않게 되어 오동작하거나 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않는다. 따라서 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서는 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않고 홀딩 전류가 흐르지 않게 되어 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제가 발생한다. 이에 대한 방안으로서, 조광 회로의 트라이액 게이트 단자로 충분한 트리거 전류와 홀딩 전류가 제공될 수 있는 더미 부하(dummy load)를 구비하여 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서 조명용 발광 다이오드와 병렬로 연결되도록 하여 조광 회로를 구동하는 방식이 이용되고 있다.

본 발명의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 대한 배경 기술로서, 제2도에 도시된 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0100623호의 LED 구동 회로 그리고 이 LED 구동 회로를 사용한 LED 램프, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템 기술이 있다. 이 기술은 LED가 위상 제어식 조광기와 함께 사용될 때에 발생할 수 있는 LED의 플리커링 및 점멸을 방지하기 위하여 교류 전압을 수신하여 LED를 구동하는 LED 구동 회로로서, LED 구동 전류를 상기 LED에 공급하기 위한 전류 공급 라인으로부터 전류를 인출하는 전류 인출부와, 상기 전류 인출부에서의 전류 인출 개시 타이밍과 전류 인출 지속 시간을 조정하는 타이밍 조정부를 구비한 것을 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 바이패스 회로에 저항을 구비함으로써 전력 낭비를 야기시키며, 별도의 전류 제한 회로를 구비함으로써 회로의 비용과 복잡성을 증대시키는 단점이 있다. 또한 스위칭 소자로써만 전류 공급 라인을 스위칭함으로써 스위칭 소자로 흐르는 전류량을 제어할 수 없게 되어 회로 잡음을 발생시키고 스위칭 소자를 파괴할 수도 있는 문제가 있다.

본 발명의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 대한 다른 배경 기술로서, 제3도에 도시된 미국공개특허공보 US 2011/0193488 A1호의 LED 조명 구동 회로 기술이 있다. 이 기술은, 위상제어 조광 회로로부터 교류 전압을 제공받아 스위칭 전력 장치를 통해 LED를 구동하고, 조광 회로로부터 제공되는 교류 전압의 위상각을 탐지하여 차단각에서 스위칭 소자를 'on' 상태로 유지하도록 구성된 LED 조명 구동 회로를 특징으로 한다. 그러나 이 기술은 스위칭 소자가 'on' 상태인 경우에도 위상제어 조광 회로의 부하는 여전히 직렬로 연결된 LED가 되므로, 상기 LED에 인가되는 전압이 순방향 전압에 대해 충분히 크지 않은 차단각에서 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작할 수 있는 제약이 있다.

(특허문헌 1) KR10-2010-0100623 A

(특허문헌 2) US20110193488 A1

(특허문헌 3) JP2010-62150 A

(특허문헌 4) JP2011-165599 A

본 발명은 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서는 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않아 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제를 해결하고, 조광 회로의 트라이액 게이트 단자 트리거 전류 및 홀딩 전류를 제공하기 위한 더미 부하(dummy load)를 배제함으로써 불필요한 전력 낭비를 제거한 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각, 즉 차단각에서 조광 회로의 트라이액 게이트 단자로 정상 점등 상태의 조명용 발광 다이오드 전류 이내로 제한된 트리거 전류와 홀딩 전류를 제공하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압을 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 과제의 해결 수단으로 제공한다.

또 본 발명은, 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하고 기준 전압과 비교하여 차단각에서 전류 감지 수단으로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 과제의 해결 수단으로 제공한다.

또한 본 발명은, 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하여 기준 전압을 배제하고 차단각에서 전류 감지 수단으로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 과제의 해결 수단으로 제공한다.

본 발명의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제를 해결하고, 조광 회로의 트라이액 게이트 단자 트리거 전류 및 홀딩 전류를 제공하기 위한 더미 부하(dummy load)를 배제함으로써 불필요한 전력 낭비를 제거하는 작용 효과가 있다.

또한 본 발명의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각, 즉 차단각에서 조광 회로의 트라이액 게이트 단자로 정상 점등 상태의 조명용 발광 다이오드 전류 이내로 제한된 트리거 전류와 홀딩 전류를 제공하는 기술적 효과가 있다.

제1도는 배경 기술로서 종래의 조명용 발광 다이오드 구동회로
제2도는 본 발명에 대한 배경 기술로서 LED가 위상 제어식 조광기와 함께 사용될 때에 발생할 수 있는 LED의 플리커링 및 점멸을 방지하는 LED 구동 회로 그리고 이 LED 구동 회로를 사용한 LED 램프, LED 조명 기기, 및 LED 조명 시스템
제3도는 본 발명에 대한 다른 배경 기술로서 LED 조명 구동 회로 기술
제4도는 통상적인 교류 전력 위상 제어 회로의 일례
제5도는 발광 다이오드의 V-I 특성과 동적 저항
제6도 및 제7도는 기존의 조명용 발광 다이오드를 부하로 하는 조광 회로의 일례
제8도는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 Vd와 더미 저항 R5를 스위칭하는 SW1의 작용관계
제9도는 본 발명의 제1의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 기본 구성
제10도는 본 발명의 제1의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 세부 구성의 일실시예
제11도는 본 발명의 제2의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 기본 구성
제12도는 본 발명의 제2의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 세부 구성의 일실시예
제13도는 본 발명의 제3의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 기본 구성
제14도는 본 발명의 제3의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 세부 구성의 일실시예

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 당업자는 비록 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 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 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. 상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도면 제4도는 통상적인 교류 전력 위상 제어 회로의 일례를 도시한다. 통상적인 교류 전력 위상 제어 회로의 제어 소자로는 트라이액(TRIAC: Triode for Alternating Current) 내지 SCR(silicone controlled rectifier)가 사용되며, 본 발명에서는 트라이액을 사용하는 교류 전력 위상 제어 회로를 예로서 인용하여 설명한다.

도면 제4도의 (a)를 인용하면, 일반적인 교류 전력 위상 제어 회로에서는, 트라이액에 직렬로 부하 Zr을 연결하고 이에 상용 교류 전원을 공급하여 상기 트라이액의 게이트(gate) 단자로 전류를 제공함으로써 교류 전원의 각 위상별로 전력 제어를 하도록 구성된다. 도면의 예에서는 트라이액의 캐소드(cathod)에 직렬로 부하 Zr이 연결된 것으로 도시하였으나. 필요에 따라서는 트라이액의 애노드(anode)에 직렬로 부하 Zr이 연결할 수도 있다.

이때 상기 트라이액에 연결되는 부하는 일정한 임피던스를 가지는 저항성 또는 유도성 및 용량성 부하가 연결된다. 또한 상기 교류 전력 위상 제어 회로에는 유도성 및 용량성 부하에 의한 스위칭 잡음이나 역기전력 등에 의한 영향을 배제하기 위해 트라이액과 부하 Zr간에 직렬로 인덕터 L1, 그리고 트라이액의 교류 입력단과 상기 인덕터 L1의 타단간에 C2를 노이즈 필터로 연결하여 사용하기도 한다.

상기 교류 전력 위상 제어 회로에서 트라이액의 트리거(trigger) 회로로서, 공급되는 상용 교류 전원 양단에 R-C 시정수 회로를 구비하고 상기 시정수 회로의 커패시터 C1과 트라이액의 게이트 단자간에 다이액(DIAC: Diode for Alternating Current)을 연결하여, 상기 C1에 충전되는 전압이 다이액의 브레이크 오버(break over) 전압이 되면 C1의 전하가 전류로서 트라이액의 게이트 단자로 전달되어 트리거가 이루어진다. 트리거된 트라이액은 회로에 제공되는 전압이 '0'로 될 때까지 도통 상태를 유지하여 부하에 전력을 제공한다.

상기의 교류 전력 위상 제어 회로는 조명기기를 부하 Zr로서 구동하는 경우 디밍(dimming) 제어를 수행하는 조광 회로가 되며, 도면 제4도의 (b)에 도시된 것과 같이 입력 교류 전압 Vi의 반파장인 π의 위상각에 대해 차단각 θ1 이후의 도통각 θ2에 의한 전압 Vz가 부하에 제공되어 전력 제어가 이루어진다. 이때 부하에는 차단각 θ1에서 누설 전류(leakage current)와 홀딩 전류(holding current) 이하의 전류가 흐르며, 도통각 θ2에서는 홀딩 전류(holding current) 이상의 전류가 부하를 통해 흐른다.

트라이액의 트리거(trigger) 회로에서 R-C 시정수 회로는 가변저항 R1과 이에 직렬로 연결된 저항 R2와 C1에 의한 시정수에 의해 트리거의 위상이 가변된다. 이때 상기 C1에 충전되는 전압이 다이액의 브레이크 오버(break over) 전압이 되어 C1의 전하가 전류로서 트라이액의 게이트 단자로 공급되기 위해서는 C1-다이액-트라이액의 게이트 단자-L1-Zr이 이루는 경로로 트리거에 충분한 전류가 전달되어야 한다. 따라서 통상의 조광 회로에서 구동되는 부하 Zr은 일정한 저항값을 가지는 백열등이 널리 사용되고 있다. 만일 상기 조광 회로에서 부하 Zr의 값이 지나치게 큰 임피던스 내지 저항값을 가지는 경우에는 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않고 충분한 홀딩 전류(holding current)가 흐르지 않게 되어 오동작하거나 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않는다.

도면 제5도는 발광 다이오드의 V-I 특성과 동적 저항(dynamic resistance)을 도시한다. 발광 다이오드는 단일의 PN 접합을 기본으로 순방향으로 인가되는 전압에 따른 전류를 빛으로 변환한다. 상기 발광 다이오드는 PN 접합의 공핍층(depletion layer)을 홀과 자유전자가 통과할 수 있는 전압으로서 0.6~0.7 V의 Vf1 이상 전압이 인가되어야 전류가 흐르기 시작하며, PN 접합부에 인가되는 전압에 따라 전류량이 증가한다. 따라서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)은 Vf1 부근에서는 V-I 특성 곡선에 대한 접선의 기울기가 수평에 가까우므로 매우 큰 저항값을 가지게 되며, 인가 전압이 증가할수록 수직 방향으로 근접하므로 동적 저항이 감소하는 특성을 갖는다. 도면 제5도의 오른쪽의 그래프는 통상의 조명용 발광 다이오드의 V-I 특성의 예로서, 조명용 발광 다이오드는 복수의 발광 다이오드를 직렬로 연결하여 구현하므로 단일 접합의 발광 다이오드에 비해 순방향 전압 Vfn이 상대적으로 큰 값을 가진다. 예로서 AC 220 V 50 Watt 조명용 발광 다이오드의 경우, 84개의 발광 다이오드가 직렬로 연결되어 있으므로, 순방향 전압 Vfn은 0.6 V X 84 ≒ 50 V가 된다. 이는 상기 AC 220 V 50 Watt 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 50 V 이하인 경우 상기 조명용 발광 다이오드는 차단 상태로서 임피던스가 매우 큰 값이 되는 것을 의미한다.

따라서, 도면 제4도에서 설명된 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서는 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않고 홀딩 전류가 흐르지 않게 되어 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제가 발생한다. 이에 대한 방안으로서, 조광 회로의 트라이액 게이트 단자로 충분한 트리거 전류와 홀딩 전류가 제공될 수 있는 더미 부하(dummy load)를 구비하여 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서 조명용 발광 다이오드와 병렬로 연결되도록 하여 조광 회로를 구동하는 방식이 이용되고 있다. 필요에 따라서는 상기 더미 부하를 별도의 정전류원으로 구성하여 조광 회로의 트라이액 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되도록 할 수도 있으나, 이는 조명 구동부(LED lighting unit)의 회로가 복잡해지고 비용이 증가하는 제약을 가지므로 저항 성분의 더미 부하가 널리 이용된다.

도면 제6도 및 제7도는 기존의 조명용 발광 다이오드를 부하로 하는 조광 회로의 일례를 도시한다. 입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력은 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급되며, 상기 조명 구동부의 조명용 발광 다이오드에는 전류 제한 회로(Im : Current limiting circuit)가 직렬로 연결되어 일정 전류가 흐르도록 구성된다. 또한 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 전압 단자 양단의 전압은 저항 R3와 R4로 분압되고 R4의 양단에는 C3가 병렬로 연결되어 기준전압 Vref1과 OP1에서 비교되어 그 출력이 스위칭 소자 SW1으로 제공된다. 상기 C3는 비교기 OP1의 채터링이나 스위칭 잡음을 제거하기 위한 것으로서 R4와 이루는 시정수는 브리지 다이오드(BD)로부터 공급되는 전파 정류 파형의 위상각에 대해 매우 작게 설정된다.

비교기 OP1은 저항 R3와 R4로 분압되어 제공되는 브리지 다이오드의 전파 정류 전압과 기준 전압 Vref1을 비교하여 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW1을 'on'시키고, 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 클 경우 스위칭 소자 SW1을 'off'시킨다. 상기 스위칭 소자 SW1이 'on'되면, 조명용 발광 다이오드와 전류 제한 회로 Im 양단에 더미 저항 R5가 직렬로 연결되고 스위칭 소자 SW1이 'off'되면 상기 더미 저항 R5는 차단된다.

따라서 조광 회로(Dimmer unit)를 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급될 때, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 더미 저항 R5에 의해 충분히 작게 설정될 수 있으므로 조광 회로의 트라이액의 게이트 전류에 의한 트리거 동작과 홀딩 전류를 제공할 수 있다.

그러나 조명용 발광 다이오드의 동적 저항은, 도면 제5도에서 설명된 바와 같이 일정 임피던스를 가지기 위해서는 상기 비교기 OP1에 연결된 기준 전압 Vref1은 순방향 전압 Vfn 보다 충분히 커야 한다. 도면 제5도에서 예로 설명한 바와 같이 AC 220 V 50 Watt 조명용 발광 다이오드의 순방향 전압 Vfn이 50 V 라 할지라도, 정상 점등 상태의 동적 저항을 확보하기 위해서는 상기 비교기 OP1에 연결된 기준 전압 Vref1은 조명용 발광 다이오드의 순방향 전압 Vfn 보다 10% 이상 충분히 큰 값으로서 55 V ~ 60 V로 설정한다. 따라서 스위칭 소자 SW1은 조명용 발광 다이오드에 순방향 전압 Vfn 보다 큰 기준 전압 Vref1이 공급될 때까지 'on' 상태를 유지하며, 이 전압은 더미 저항 R5에서 열로 소모되는 전력으로 작용한다.

도면 제8도는 전술한 도면 제6도와 제7도의 회로에 있어서 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 Vd와 더미 저항 R5를 스위칭하는 SW1의 작용관계를 도시한 것이다. 도면 (a)는 입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급되는 것을 도시한다. 도면의 (b)는 비교기 OP1으로써 저항 R3와 R4로 분압되어 제공되는 브리지 다이오드의 전파 정류 전압과 기준 전압 Vref1을 비교하여 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW1을 'on'시키고, 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 클 경우 스위칭 소자 SW1을 'off'시키는 것을 도시한다. 이에 따라 전술한 바와 같이 조광 회로로부터 조명 구동부(LED lighting unit)에 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 더미 저항 R5에 의해 조광 동작이 가능해진다. 그러나 더미 저항 R5는 조명용 발광 다이오드의 순방향 전압 Vfn 보다 큰 기준 전압 Vref1이 공급될 때까지 불필요한 전력을 소모하게 된다.

또한 도면 제8도의 하단에 시간 축으로 확대된 파형으로 도시된 바와 같이 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 Vd의 변동에 대해, 도면 제6도와 제7도에 도시된 R4와 C3에 의한 시정수, 비교기 OP1의 스위칭 속도에 영향으로 더미 저항 R5는 SW1이 'on' 상태에서 'off' 상태로 전이할 때와 'off' 상태에서 'on' 상태로 전이할 때 도면의 t1~t2, t3~t4로 도시된 구간에서 추가적인 전력 소모를 하게 되며 이와 같은 불필요한 전력 소모는 조광 회로의 충분한 동작을 위해 더미 저항 R5를 작게 할수록 증가할 뿐만 아니라 그 순시값도 정상 점등 상태의 조명용 발광 다이오드의 전류보다도 크게 발생되어 회로의 추가적인 발열과 잡음 발생을 야기한다. 만약 상기 전력 낭비를 줄이기 위해 더미 저항 R5의 값을 증가시키거나 비교기 OP1의 기준 전압 Vref1을 감소시키게 되면 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류와 홀딩 전류가 제공되지 않아 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작하게 된다.

본 발명은 기존의 조광 회로에 조명용 발광 다이오드를 부하로 연결하는 경우, 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각에서는 트라이액의 게이트 단자로 충분한 트리거 전류가 제공되지 않아 교류 전력 위상 제어가 이루어지지 않거나 오동작을 하는 문제를 해결하고, 조광 회로의 트라이액 게이트 단자 트리거 전류 및 홀딩 전류를 제공하기 위한 더미 부하(dummy load)를 배제함으로써 불필요한 전력 낭비를 제거한 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 특징으로 한다.

또한 본 발명은 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압이 순방향 전압 Vfn에 대해 충분히 크지 않은 위상각, 즉 차단각에서 조광 회로의 트라이액 게이트 단자로 정상 점등 상태의 조명용 발광 다이오드 전류 이내로 제한된 트리거 전류와 홀딩 전류를 제공하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 특징으로 한다.

이를 위해 본 발명은 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로로서 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압을 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 제1의 실시예와, 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하고 기준 전압과 비교하여 차단각에서 전류 감지 수단으로 전류 경로를 바이패스하는 제2의 실시예 및, 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하여 기준 전압을 배제하고 차단각에서 전류 감지 수단으로 전류 경로를 바이패스하는 제3의 실시예를 제공한다.

도면 제9도는 본 발명의 제1의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 기본 구성을 도시한다. 본 발명의 제1의 실시예는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압을 기준 전압과 비교하여 스위칭하는 것을 특징으로 한다. 이하 본 발명의 제1의 실시예와 작용 관계를 설명한다.

본 발명의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로는, 입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받고, 상기 제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD); 상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고, 상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드와, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며, 상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 저항으로 분압한 전압과 기준 전압 Vref1를 비교하는 비교기 OP1;을 구비하고, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 상기 전류 제한 회로 Im의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW1;을 구비하여, 상기 비교기 OP1의 출력으로써 상기 스위칭 소자 SW1을 'on' 또는 'off'하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이를 상세하게 설명하면 이하와 같다.

입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력은 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급된다. 도면에서 브리지 다이오드(BD)의 상단 출력이 +, 하단의 출력이 - 의 극성으로 전력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit)에는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되어 전압 변동에 대해 일정 전류가 조명용 발광 다이오드에 흐르도록 구성된다. 또한 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 전압 단자 양단의 전압은 저항 R3와 R4로 분압되고 R4의 양단에는 C3가 병렬로 연결되어 기준 전압 Vref1과 OP1에서 비교되어 그 출력이 스위칭 소자 SW1으로 제공된다. 상기 C3는 비교기 OP1의 채터링이나 스위칭 잡음을 제거하기 위한 것으로서 R4와 이루는 시정수는 브리지 다이오드(BD)로부터 공급되는 전파 정류 파형의 위상각에 대해 충분히 작게 설정된다.

비교기 OP1은 저항 R3와 R4로 분압되어 제공되는 브리지 다이오드의 전파 정류 전압과 기준 전압 Vref1을 비교하여 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW1을 'on'시키고, 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 클 경우 스위칭 소자 SW1을 'off'시킨다.

상기 스위칭 소자 SW1이 'on'되면, 브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 SW1을 통해 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자로 연결되어 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)으로 바이패스된다.

따라서 본 발명의 제1의 실시예인 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급될 때, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)에 의해 제공되므로 조광 회로의 트라이액의 게이트 전류에 의한 트리거 동작이 가능해진다. 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 전력을 소모하는 더미 저항을 사용하지 않으므로 회로의 효율을 증대시킬 수 있다. 아울러 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서의 전류가 조명 구동부(LED lighting unit)의 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)에 의해 조명용 발광 다이오드 전류 이내로 제한되어 불필요한 전력 소모를 최소화하고 조광 회로의 동작을 보장할 수 있다.

도면 제10도는 본 발명의 제1의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 세부 구성의 일실시예를 도시한다. 도면 제10도의 회로에서는 도면 제9도에서 설명한 회로에 대해 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)의 구체적인 일실시예를 들어 본 발명의 세부 구성과 작용 관계를 설명한다.

도면 제10도의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로는, 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에 전류 제한 회로 Im이 직렬로 연결된다. 상기 전류 제한 회로 Im으로서, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 저항 R6와 R7이 직렬로 연결되고, R6에 연결된 R7의 타단에는 NPN형 BJT(Bipolar Junction Transistor) Q1의 콜렉터 단자가 접속된다. 상기 Q1의 에미터 단자는, 콜렉터와 베이스 단자가 접속된 NPN형 BJT Q2의 콜렉터에 접속되며 상기 Q2의 에미터는 브리지 다이오드(BD)의 - 출력에 연결된다. 이때 상기 Q1의 베이스 단자는 상기 저항 R6와 R7의 접속점에 연결된다.

또한 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 NPN형 BJT Q3의 콜렉터가 연결되고 상기 Q3의 에미터는 저항 R8을 거쳐 브리지 다이오드(BD)의 - 출력에 연결된다. 상기 Q3의 베이스는 상기 Q1의 콜렉터에 접속된다.

상기의 전류 제한 회로 Im에서 콜렉터와 베이스 단자가 접속된 Q2는 Q3의 베이스 에미터간 순방향 전압 보상용으로서, Q3의 콜렉터 전류 Ic3는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Ic3 ≒ Ie3 = (Vc1-Vbe3)/R8 = (Vc2+Vce1-Vbe3)/R8

여기서, Ie3 : Q3의 에미터 전류, Vc1 : Q1의 콜렉터 전압, Vbe3 : Q3의 베이스 에미터간 순방향 전압, Vc2 : Q2의 콜렉터 전압, Vce1 : Q1의 콜렉터 에미터간 전압이다. 이때 콜렉터와 베이스 단자가 접속된 Q2의 콜렉터 전압 Vc2는 베이스 에미터간 순방향 전압으로 작용하므로 Vc2=Vbe3가 되어,

Ic3 = Vce1/R8

로 요약된다. 또한, 상기의 전류 제한 회로 Im에서 Q1의 콜렉터 전류 Ic1을 R7 양단의 전압으로부터 구하면, 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Ic1 = (Vb1-Vc1)/R7 = Vbc1/R7

여기서, Vb1 : Q1의 베이스 전압, Vc1 : Q1의 콜렉터 전압, Vbc1 : Q1의 베이스 콜렉터 간 전압이다. 따라서, 본 발명의 전류 제한 회로 Im을 통해 흐르는 전체 전류 Itot는 수학식 2와 3에 의한 Ic1과 Ic3의 합으로 표현된다.

Itot = Ic1 + Ic3 = Vbc1/R7 + Vce1/R8

상기 전류 제한 회로 Im을 통해 흐르는 전체 전류 Itot는 Q1의 베이스 콜렉터간 전압 Vbc1과 콜렉터 에미터간 전압 Vce1으로 표현되며, 이때 전류 제한 회로 Im에 인가되는 전압이 증가하게 되면 Q1의 콜렉터 전류 Ic1이 증가하는 반면 Vce1은 감소하므로 결과적으로 Ic3가 감소한다. 반대로 전류 제한 회로 Im에 인가되는 전압이 감소하면 Q1의 콜렉터 전류 Ic1도 감소하며, Vce1이 증가하므로 Ic3가 증가한다. 따라서 전류 제한 회로 Im을 통해 흐르는 전체 전류 Itot는 일정한 값으로 제한된다.

따라서 본 발명의 제1의 실시예인 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)에 의해 제공되며, 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 전력을 소모하는 더미 저항을 사용하지 않으므로 회로의 효율을 증대시킬 수 있다. 아울러 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서의 홀딩 전류가 조명 구동부(LED lighting unit)의 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)에 의해 조명용 발광 다이오드 전류 이내로 제한되어 불필요한 전력 소모를 최소화하며, 동시에 조광 회로의 동작을 보장할 수 있다.

도면 제11도는 본 발명의 제2의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 기본 구성을 도시한다. 본 발명의 제2의 실시예는 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하고 기준 전압과 비교하여 스위칭하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제2의 실시예의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로는, 입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받고, 상기 제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD); 상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고, 상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R9가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고, 상기 전류 감지 저항 R9 양단간의 전압과 기준 전압 Vref2를 비교하는 비교기 Icmp를 구비하며, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R9의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW2;을 구비하여, 상기 비교기 Icmp의 출력으로써 상기 스위칭 소자 SW2을 'on' 또는 'off'하도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로를 특징으로 한다.

이하 본 발명의 제2의 실시예와 작용 관계를 설명한다.

입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력은 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급된다. 도면에서 브리지 다이오드(BD)의 상단 출력이 +, 하단의 출력이 - 의 극성으로 전력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit)에는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되어 전압 변동에 대해 일정 전류가 조명용 발광 다이오드에 흐르도록 구성된다. 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R9가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고 상기 전류 감지 저항 R9에는 보호용 다이오드 D1이 병렬로 연결되어 감지 전압의 범위가 다이오드의 순방향 전압 이내로 제한되도록 한다. 따라서 상기 전류 감지 저항 R9는 충분히 작은 값의 저항으로 구현될 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 보호용 다이오드 D1은 단일의 다이오드로 도시되었으나, 필요에 따라서는 하나 이상의 다이오드를 직렬로 연결하여 구성할 수도 있다.

비교기 Icmp는 R9를 통해 흐르는 전류에 의한 전압과 기준 전압 Vref2를 비교하여 R9의 전압이 기준 전압 Vref2 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW2를 'on'시키고, R9의 전압이 기준 전압 Vref2 보다 클 경우 스위칭 소자 SW2을 'off'시킨다.

상기 스위칭 소자 SW2가 'on'되면, 브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 SW2를 통해 상기 전류 감지 저항 R9를 통해 브리지 다이오드(BD)의 -단자로 바이패스된다.

따라서 본 발명의 제2의 실시예인 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급될 때, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 충분히 작은 저항값을 가지는 전류 감지 저항 R9에 의해 제공되므로 조광 회로의 트라이액의 게이트 전류에 의한 트리거 동작과 홀딩 전류를 확보할 수 있다. 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 전력을 소모하는 더미 저항을 사용하지 않으므로 회로의 효율을 증대시키고 조광 회로의 동작을 보장할 수 있다.

도면 제12도는 본 발명의 제2의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 세부 구성의 일실시예를 도시한다. 도면 제12도의 회로에서는 도면 제11도에서 설명한 회로에 대해 비교기 Icmp와 스위칭 소자 SW2의 구체적인 일실시예를 들어 본 발명의 세부 구성과 작용 관계를 설명한다.

도면 제12도의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로는, 입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급된다. 도면에서 브리지 다이오드(BD)의 상단 출력이 +, 하단의 출력이 - 의 극성으로 전력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit)에는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되어 전압 변동에 대해 일정 전류가 조명용 발광 다이오드에 흐르도록 구성된다. 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R9가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고 상기 전류 감지 저항 R9에는 보호용 다이오드 D1이 병렬로 연결되어 감지 전압의 범위가 다이오드의 순방향 전압 이내로 제한되도록 한다. 상기 보호용 다이오드 D1은 필요에 따라서는 하나 이상의 다이오드를 순방향으로 직렬 접속하여 사용할 수도 있다.

상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력과 하단의 - 출력 간에는 저항 R10과 제너 다이오드 Zd, 그리고 상기 제너 다이오드 Zd에 병렬로 연결된 커패시터 C4로 구성된 기준 전압 발생부가 구비되며, 상기 기준 전압 발생부는 도면 제11도의 Vref2에 해당하는 기준 전압을 제공한다.

상기 저항 R10과 제너 다이오드 Zd의 접속점에는 저항 R11이 연결되고 이에 순방향으로 직렬 연결된 두개의 다이오드 D2와 D3 및 저항 R12가 브리지 다이오드(BD)의 - 출력에 접속된다. 상기 저항 R11과 다이오드 D2의 접속점에는 NPN형 BJT Q4의 베이스 단자가 접속되고, 상기 Q4에는 NPN형 BJT Q5가 다알링턴(Darlington) 연결된다. 상기 다알링턴 접속된 Q5의 콜렉터는 브리지 다이오드(BD)의 + 측에 접속되고, Q5의 에미터는 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R9의 접속점에 연결된다.

이때, 상기 BJT Q4의 베이스 단자와 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간의 전압을 V4라 하면 다음과 같이 표현할 수 있다.

V4 = Vd2 + Vd3 + V12

V4 = Vbe4 + Vbe5 + V9

여기서, Vd2 : 다이오드 D2의 순방향 전압, Vd3 : 다이오드 D3의 순방향 전압, V12 : 저항 R12 양단의 전압, V9 : 저항 R9 양단의 전압, Vbe4 : Q4의 베이스 에미터간 전압, Vbe5 : Q5의 베이스 에미터간 전압이다. 여기서 Vd2 = Vd3 = Vbe4 = Vbe5 이면, 저항 R12 양단의 전압 V12와 저항 R9 양단의 전압 V9가 같을 경우 평형을 이룬다.

상기 도면 제12도의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에서 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서는 조명용 발광 다이오드를 통해 흐르는 전류가 없으므로 저항 R9 양단의 전압 V9는 제너 다이오드 Zd로부터 저항 R11을 통해 제공되는 Q4의 베이스 전류 Ib4에 의해 나타난다.

V9 = Ib4 (1+hfe4)(1+hfe5) R9

여기서 hfe4 : Q4의 hfe, hfe5 : Q5의 hfe 이며 Q4와 Q5가 같은 hfe값으로서 1보다 매우 큰 값이면, 다음과 같이 근사화시킬 수 있다.

V9 ≒ Ib4 hfe² R9

따라서 도면 제12도의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에서 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서는 Q4와 Q5로 구성된 다알링턴(Darlington)회로가 'on'되므로, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 브리지 다이오드(BD)의 + 출력과 하단의 - 출력 간의 임피던스는 R9의 값으로 결정된다. 한편, 조광 회로로부터 제공된 전압의 도통각에서는 조명용 발광 다이오드를 통해 흐르는 전류가 R9를 통해 흐르므로 이로부터 저항 R9 양단의 전압 V9가 저항 R12 양단의 전압 V12보다 크게 되어 Q4와 Q5로 구성된 다알링턴(Darlington)회로가 'off'되므로, 조광 회로로부터 제공된 전압의 도통각에서 브리지 다이오드(BD)의 + 전류는 조명용 발광 다이오드와 이에 직렬 연결된 전류 제한 회로 Im 및 전류 감지 저항 R9를 통해 브리지 다이오드(BD)의 - 단자로 흐르게 된다.

따라서, 본 발명의 제2의 실시예인 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 충분히 작은 저항값을 가지는 전류 감지 저항 R9에 의해 제공되므로 조광 회로의 트라이액의 게이트 전류에 의한 트리거 동작과 홀딩 전류의 경로를 제공한다. 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 전력을 소모하는 더미 저항을 사용하지 않으므로 회로의 효율을 증대시키고, 동시에 조광 회로의 동작을 보장할 수 있다.

도면 제13도는 본 발명의 제3의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 기본 구성을 도시한다. 본 발명의 제3의 실시예는 조명용 발광 다이오드에 흐르는 전류를 전압으로서 감지하여 기준 전압을 배제하고 스위칭하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제3의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로는, 제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD); 상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고, 상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R15가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R15의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW3;을 구비하며, 상기 전류 감지 저항 R15를 통해 흐르는 전류에 의한 전압으로써 스위칭 소자 SW3를 구동하는 스위치 구동부(Driver);로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 제3의 실시예와 작용 관계를 설명한다.

입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력은 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급된다. 도면에서 브리지 다이오드(BD)의 상단 출력이 +, 하단의 출력이 - 의 극성으로 전력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit)에는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되어 전압 변동에 대해 일정 전류가 조명용 발광 다이오드에 흐르도록 구성된다. 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R15가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고 상기 전류 감지 저항 R15에는 순방향으로 직렬 접속된 하나 이상의 보호용 다이오드로서 D4와 D5가 상기 전류 감지 저항 R15에 병렬로 연결되어 감지 전압의 범위가 상기 보호용 다이오드의 순방향 전압 이내로 제한되도록 한다. 따라서 상기 전류 감지 저항 R15는 충분히 작은 값의 저항으로 구현될 수 있는 장점이 있다.

스위치 구동부(Driver)는 R15를 통해 흐르는 전류에 의한 전압으로써 SW3를 구동하되, R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 '0'에 가까운 경우에는 스위칭 소자 SW3를 'on'시키고, R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 조광 회로로부터 제공된 전압의 도통각에서 증가하게 되면 스위칭 소자 SW3을 'off'시킨다. 상기 스위칭 소자 SW3가 'on'되면, 브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 SW3를 통해 상기 전류 감지 저항 R15를 통해 브리지 다이오드(BD)의 -단자로 바이패스된다.

따라서 본 발명의 제3의 실시예인 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 의하면, 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급될 때, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 다이오드의 동적 저항(dynamic resistance)이 매우 크더라도 조명 구동부(LED lighting unit)의 임피던스는 충분히 작은 저항값을 가지는 전류 감지 저항 R15에 의해 제공되므로 조광 회로의 트라이액의 게이트 전류에 의한 트리거 동작과 홀딩 전류의 경로를 확보할 수 있다. 또한 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 전력을 소모하는 더미 저항을 사용하지 않고 기준 전압을 이용하지 않으므로 회로의 효율을 증대시키며, 동시에 조광 회로의 동작을 보장할 수 있다.

도면 제14도는 본 발명의 제3의 실시예로서 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 세부 구성의 일실시예를 도시한다. 도면 제14도의 회로에서는 도면 제13도에서 설명한 회로에 대해 스위치 구동부(Driver)와 스위칭 소자 SW3의 구체적인 일실시예를 들어 본 발명의 세부 구성과 작용 관계를 설명한다.

도면 제14도의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로는, 입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 제공되는 전력이 브리지 다이오드(BD)를 거쳐 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급된다. 도면에서 브리지 다이오드(BD)의 상단 출력이 +, 하단의 출력이 - 의 극성으로 전력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit)에는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되어 전압 변동에 대해 일정 전류가 조명용 발광 다이오드에 흐르도록 구성된다. 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R15가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고, 순방향으로 직렬 접속된 보호용 다이오드 D4 및 D5가 상기 전류 감지 저항 R15에 병렬로 연결되어 감지 전압의 범위가 D4 및 D5 다이오드의 순방향 전압 이내로 제한되도록 한다.

또한, 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자에는 저항 R13의 일단이 연결되고 상기 저항 R13의 타단에는 NPN형 BJT Q6의 콜렉터가 접속되며 상기 Q6의 에미터는 브리지 다이오드(BD)의 - 단자로 연결된다. 상기 Q6의 베이스는 저항 R14를 통해 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R15의 접속점에 연결되어 전류 감지 저항 R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 저항 R14를 통해 전류로써 Q6의 베이스에 제공되도록 구성한다.

상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자에는 또 다른 NPN형 BJT Q7의 콜렉터가 접속되며 상기 Q7의 에미터는 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R15의 접속점에 연결되고, 상기 Q7의 베이스는 상기 저항 R13과 Q6의 콜렉터의 접속점에 연결된다.

아울러 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자와 Q7의 콜렉터의 접속점에는 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되며 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R15가 접속된다. 이때 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자와 Q7의 콜렉터의 접속점으로부터 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자에 이르는 경로 상에는 Q7의 스위칭 동작에 따른 전류의 역류를 방지하기 위한 다이오드 D6를 조명용 발광 다이오드의 애노드 방향으로 순방향이 되도록 삽입한다.

도면 제14도의 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로의 작용 관계로서, 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서는 R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 '0'에 가까운 값으로 감지되므로 이로부터 R14를 통해 Q6에 흐르는 베이스 전류도 '0'에 가까우므로 Q6는 'off' 상태가 된다. 따라서 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터 흐르는 트리거 전류 내지 홀딩 전류는 R13을 통해 Q7의 베이스로 흐르게 되어 Q7은 'on' 상태가 된다. 상기 Q7이 'on'되면, 브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 Q7의 콜렉터와 에미터를 경유하여 상기 전류 감지 저항 R15를 통해 브리지 다이오드(BD)의 - 단자로 바이패스된다.

조광 회로로부터 제공된 전압의 도통각에서는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 'on' 상태의 Q7을 통해 전류 감지 저항 R15에 제공하고, 동시에 다이오드 D6와 조명용 발광 다이오드 및 전류 제한 회로 Im의 경로로 점등 전류가 전류 감지 저항 R15에 흐르게 되므로 전류 감지 저항 R15 양단의 전압이 증가한다. 이로부터 R14를 통해 Q6에 흐르는 베이스 전류가 증가하므로 Q6는 'on' 상태가 되며, Q7의 베이스가 브리지 다이오드(BD)의 - 단자 전위가 되어 Q7이 'off' 상태로 된다. 그러므로 조광 회로로부터 제공된 전압의 도통각에서는 브리지 다이오드(BD)의 + 출력으로부터의 전류가 다이오드 D6, 조명용 발광 다이오드, 전류 제한 회로 Im, 전류 감지 저항 R15의 경로로만 제공된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

R1 ~ R15 : 저항 C1 ~ C4 : 커패시터
L1 : 인덕터 Q1 ~ Q7 : BJT
D1 ~ D5 : 다이오드 Zd : 제너 다이오드
BD : 브리지 다이오드 Im : 전류 제한 회로

Claims

입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 또는 전류를 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 있어서,
제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD);
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고,
상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며,
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 저항으로 분압한 전압과 기준 전압 Vref1를 비교하는 비교기 OP1;을 구비하고,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 상기 전류 제한 회로 Im의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW1;을 구비하여,
상기 비교기 OP1의 출력으로써 상기 스위칭 소자 SW1을 'on' 또는 'off'하도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제1항에 있어서 상기 비교기 OP1은,
다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 저항으로 분압한 전압과 기준 전압 Vref1를 비교하여,
상기 분압된 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW1을 'on'시키고,
상기 분압된 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 클 경우 스위칭 소자 SW1을 'off'시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제1항에 있어서 상기 스위칭 소자 SW1이 'on'되면,
브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 SW1을 통해 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자로 연결되어 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)으로 바이패스되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 또는 전류를 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 있어서,
제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD);
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에 전류 제한 회로 Im;이 직렬로 연결되며,
상기 전류 제한 회로 Im으로서,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 저항 R6와 R7이 직렬로 연결되고, R6에 연결된 R7의 타단에는 NPN형 BJT(Bipolar Junction Transistor) Q1의 콜렉터 단자가 접속되고,
상기 Q1의 에미터 단자는, 콜렉터와 베이스 단자가 접속된 NPN형 BJT Q2의 콜렉터에 접속되며 상기 Q2의 에미터는 브리지 다이오드(BD)의 - 출력에 연결되고,
상기 Q1의 베이스 단자는 상기 저항 R6와 R7의 접속점에 연결되며,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 NPN형 BJT Q3의 콜렉터가 연결되고,
상기 Q3의 에미터는 저항 R8을 거쳐 브리지 다이오드(BD)의 - 출력에 연결되며,
상기 Q3의 베이스는 상기 Q1의 콜렉터에 접속되도록 구성되며,
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 저항으로 분압한 전압과 기준 전압 Vref1를 비교하는 비교기 OP1;을 구비하고,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자와 상기 전류 제한 회로 Im의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW1;을 구비하여,
상기 비교기 OP1의 출력으로써 상기 스위칭 소자 SW1을 'on' 또는 'off'하도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제4항에 있어서 상기 비교기 OP1은,
브리지 다이오드(BD)의 +, - 간 출력을 저항으로 분압한 전압과 기준 전압 Vref1를 비교하여,
상기 분압된 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW1을 'on'시키고,
상기 분압된 전파 정류 전압이 기준 전압 Vref1 보다 클 경우 스위칭 소자 SW1을 'off'시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 또는 전류를 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 있어서,
제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD);
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고,
상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R9가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고,
상기 전류 감지 저항 R9 양단간의 전압과 기준 전압 Vref2를 비교하는 비교기 Icmp를 구비하며,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R9의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW2;을 구비하여,
상기 비교기 Icmp의 출력으로써 상기 스위칭 소자 SW2을 'on' 또는 'off'하도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제6항에 있어서 상기 전류 감지 저항 R9는,
직렬 연결된 하나 이상의 보호용 다이오드가 병렬로 접속된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제6항에 있어서 상기 비교기 Icmp는,
R9를 통해 흐르는 전류에 의한 전압과 기준 전압 Vref2를 비교하여,
R9의 전압이 기준 전압 Vref2 보다 작을 경우 스위칭 소자 SW2를 'on'시키고,
R9의 전압이 기준 전압 Vref2 보다 클 경우 스위칭 소자 SW2을 'off'시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제8항에 있어서 상기 스위칭 소자 SW2가 'on'되면,
브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 SW2를 통해 상기 전류 감지 저항 R9를 통해 브리지 다이오드(BD)의 -단자로 바이패스되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 또는 전류를 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 있어서,
제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD);
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고,
상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R9가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력과 하단의 - 출력 간에는 저항 R10과 제너 다이오드 Zd, 그리고 상기 제너 다이오드 Zd에 병렬로 연결된 커패시터 C4로 구성된 기준 전압 발생부가 구비되며,
상기 저항 R10과 제너 다이오드 Zd의 접속점에는 저항 R11이 연결되고 이에 순방향으로 직렬 연결된 다이오드 D2, D3 및 저항 R12가 브리지 다이오드(BD)의 - 출력에 접속되고,
상기 저항 R11과 다이오드의 접속점에는 NPN형 BJT Q4의 베이스 단자가 접속되고,
상기 Q4에는 NPN형 BJT Q5가 다알링턴(Darlington) 연결되며,
상기 다알링턴 접속된 Q5의 콜렉터는 브리지 다이오드(BD)의 + 측에 접속되고,
Q5의 에미터는 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R9의 접속점에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제 10항에 있어서 상기 Q4와 Q5로 구성된 다알링턴(Darlington)회로는,
조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 'on'되어 브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 전류 감지 저항 R9를 통해 브리지 다이오드(BD)의 -측으로 바이패스되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제10항에 있어서 상기 전류 감지 저항 R9에는,
1개 이상의 다이오드를 순방향으로 직렬 접속한 보호용 다이오드가 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 또는 전류를 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 있어서,
제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD);
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고,
상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 출력에 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit);이 직렬로 연결되며,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R15가 접속되어 조명용 발광 다이오드를 흐르는 전류가 전압으로써 감지되도록 하고,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터, 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R15의 접속점 간을 스위칭하는 스위칭 소자 SW3;을 구비하며,
상기 전류 감지 저항 R15를 통해 흐르는 전류에 의한 전압으로써 스위칭 소자 SW3를 구동하는 스위치 구동부(Driver);
로 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제13항에 있어서 상기 전류 감지 저항 R15에는,
순방향으로 직렬 접속된 하나 이상의 보호용 다이오드가 상기 전류 감지 저항 R15에 병렬로 연결되어 감지 전압의 범위가 상기 보호용 다이오드의 순방향 전압 이내로 제한되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제13항에 있어서 상기 스위치 구동부(Driver)는,
R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 조광 회로로부터 제공된 전압의 차단각에서 전압이 '0'에 가까운 경우에는 스위칭 소자 SW3를 'on'시키고,
R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 조광 회로로부터 제공된 전압의 도통각에서 전압이 증가하게 되면 스위칭 소자 SW3을 'off'시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제15항에 있어서 상기 스위칭 소자 SW3가 'on'되면,
브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 SW3를 통해 상기 전류 감지 저항 R15를 통해 브리지 다이오드(BD)의 -단자로 바이패스되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
입력 교류 전원에 대해 조광 회로(Dimmer unit)을 통해 전력을 제공받는 조명용 발광 다이오드에 인가되는 전압 또는 전류를 기준 전압과 비교하여 차단각에서 조명용 발광 다이오드를 구동하는 전류 제한 회로로 전류 경로를 바이패스하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로에 있어서,
제공받은 전력을 전파 정류된 파형으로 조명 구동부(LED lighting unit)에 공급하는 브리지 다이오드(BD);
상기 브리지 다이오드(BD)의 +, - 의 출력을 제공받는 조명 구동부(LED lighting unit);를 구비하고,
상기 조명 구동부는 복수의 조명용 발광 다이오드:를 구비하여,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자에는 저항 R13의 일단이 연결되고,
상기 저항 R13의 타단에는 NPN형 BJT Q6의 콜렉터가 접속되며,
상기 Q6의 에미터는 브리지 다이오드(BD)의 - 단자로 연결되고,
상기 Q6의 베이스는 저항 R14를 통해 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R15의 접속점에 연결되어 전류 감지 저항 R15를 흐르는 전류에 의한 전압이 저항 R14를 통해 전류로써 Q6의 베이스에 제공되도록 구성되고,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자에는 또 다른 NPN형 BJT Q7의 콜렉터가 접속되며,
상기 Q7의 에미터는 상기 전류 제한 회로 Im과 전류 감지 저항 R15의 접속점에 연결되고,
상기 Q7의 베이스는 상기 저항 R13과 Q6의 콜렉터의 접속점에 연결되고,
상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자와 Q7의 콜렉터의 접속점에는 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자가 연결되고,
상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에는 상기 전류 제한 회로 Im (Current limiting circuit)이 직렬로 연결되며 상기 조명용 발광 다이오드의 캐소드(cathode) 단자에 연결된 상기 전류 제한 회로 Im의 타단과 브리지 다이오드(BD)의 - 출력 간에는 전류 감지 저항 R15가 접속된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제17항에 있어서 상기 전류 감지 저항 R15의 양단에는,
순방향으로 직렬 접속된 하나 이상의 보호용 다이오드가 상기 전류 감지 저항 R15에 병렬로 연결되어 감지 전압의 범위가 상기 보호용 다이오드의 순방향 전압 이내로 제한되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제17항에 있어서 상기 브리지 다이오드(BD)의 + 단자와 Q7의 콜렉터의 접속점으로부터 조명용 발광 다이오드의 애노드(anode) 단자에 이르는 경로 상에는,
Q7의 스위칭 동작에 따른 전류의 역류를 방지하기 위한 다이오드 D6를 조명용 발광 다이오드의 애노드 방향으로 순방향이 되도록 더 구비한 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로
청구항 제17항에 있어서,
상기 브리지 다이오드(BD)로부터 제공받은 전력의 차단각에서는,
전류 감지 저항 R15의 전압에 의해 Q6는 'off' 상태가 되고,
브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터 흐르는 트리거 전류 내지 홀딩 전류는 R13을 통해 Q7의 베이스로 흐르게 되어 Q7은 'on' 상태가 되어,
브리지 다이오드(BD)의 + 출력이 Q7의 콜렉터와 에미터를 경유하여 상기 전류 감지 저항 R15를 통해 브리지 다이오드(BD)의 - 단자로 바이패스되며;

상기 브리지 다이오드(BD)로부터 제공받은 전력의 도통각에서는,
전류 감지 저항 R15의 전압에 의해 Q6는 'on' 상태가 되고,
브리지 다이오드(BD)의 + 단자로부터 흐르는 전류는 R13을 통해 Q7의 베이스로 흐르게 되어 Q7이 'off' 상태가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 조광 제어를 위한 발광 다이오드 조명의 구동 회로