KR101406118B1 - 엘이디 구동회로 및 엘이디 조명장치 - Google Patents

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산켄덴키 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 균일한 밝기로 점등할 수 있고, 게다가 저가격화 및 소형화가 가능한 LED구동회로.
(해결수단) 교류전원(E)으로부터의 교류를 전파정류해서 맥류를 출력하는 정류회로(DB)와, 정류회로의 양극단자와 음극단자 사이에 설치되고 복수의 LED1~LED2와 각각의 LED 사이에 접속된 다이오드(D6)가 직렬로 접속된 직렬회로와, 정류회로의 양극단자와 LED의 애노드 사이, 및 정류회로의 음극단자와 LED의 캐소드 사이에 접속되고, 정류회로로부터 출력된 전류를 복수의 LED의 어디로 흐르게 할지를 절체하는 스위치 소자(Q1, Q2)과, 복수의 LED에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출회로(R8)와, 전류검출회로에 의하여 검출된 전류에 따라 스위치 소자를 온 또는 오프 시킴으로써 복수의 LED에 흐르는 전류를 제어하는 제어회로(IC 1, C1, Vref, R9, R5, R7, Q3)을 구비한다.

Description

엘이디 구동회로 및 엘이디 조명장치{LED driving circuit and LED illumination device}
본 발명은, LED(Ligt Emitting Diode; 발광 다이오드) 조명장치의 LED를 점등시키는 LED구동회로(LED驅動回路) 및 LED조명장치(LED照明裝置)에 관한 것이다.
종래, 교류전원으로부터의 교류를 다이오드 브리지(diode bridge)에서 정류한 직후의 맥류(脈流)로부터 제1 및 제2LED어레이에 인가되는 전압에 대응하는 피 비교전압(被 比較電壓)이 소정의 임계치 전압보다 낮은 동안에는 제1 및 제2LED어레이에 의한 병렬접속회로(列接續回路)를 형성하고, 임계치 전압 이상인 동안에는 제1 및 제2LED어레이에 의한 직렬접속회로(直列接續回路)를 형성하고, 피 비교전압이 소정의 임계치 전압보다도 낮은 동안의 제1 및 제2LED어레이에 흐르는 전류를 증가시켜, 저가격 및 소형임에도 발광 광량(發光 光量)을 증가시킬 수 있는 LED구동회로가 알려져 있다(특허문헌1).
일본국 공개특허 특개2009-283775호 공보
그러나 특허문헌1에 개시된 종래의 LED구동회로에서는, 제1 및 제2LED어레이의 접속을 절체(切替)하기 위해서는, 적어도 3개의 스위치 소자와 이들을 온/오프 시키는 제어회로가 필요하므로, LED구동회로의 구성이 복잡해져서 대형화되고 또한 값이 비싸지는 문제가 있다.
또한 입력전압이, 제1 및 제2LED어레이의 순방향전압(VF)보다 크지 않으면, 제1 및 제2LED어레이에 전류가 흐르지 않으므로, 도통각(導通角)이 좁고 역률이 나빠진다. 또한 특허문헌1에 개시된 종래의 LED구동회로에서는, 전류를 흐르게 하는 범위가 좁기 때문에, 제1 및 제2LED어레이의 불점등(不點燈) 시간이 길어진다. 그 결과, LED에 요구되는 밝기를 확보할 수 없다는 문제가 있다.
또한 종래의 LED구동회로는, 전압으로 스위치 소자를 온/오프 시켜서 병렬접속회로와 직렬접속회로 사이를 절체하도록 구성 되어 있기 때문에, 교류전원의 전압이 변동(예를 들면 100V→110V 또는 100V→90V 등)하면, 다이오드 브리지로부터 출력되는 전압이 변동하여, 스위치 소자가 온/오프 하는 타이밍이 변동한다. 이 때문에 LED의 밝기에 불균일이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 과제는, 균일한 밝기로 LED를 점등할 수 있고, 게다가 저가격화 및 소형화할 수 있는 LED구동회로 및 LED조명장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 LED구동회로는, 교류전원(交流電源)으로부터의 교류를 전파정류(全波整流)해서 맥류(脈流)를 출력하는 정류회로(整流回路)와, 상기 정류회로의 양극단자(陽極端子)와 음극단자(陰極端子) 사이에 설치되고, 복수의 LED와 각각의 LED간에 접속된 다이오드(diode)가 직렬로 접속된 직렬회로(直列回路)와, 상기 정류회로의 양극단자와 상기 LED의 애노드 사이 및 상기 정류회로의 음극단자와 상기 LED의 캐소드 사이에 접속되고, 상기 정류회로로부터 출력된 전류를 상기 복수의 LED의 어디로 흐르게 할지를 절체(切替)하는 스위치 소자(switch 素子)와, 상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출회로(電流檢出回路)와, 상기 전류검출회로에 의하여 검출된 전류에 따라 상기 스위치 소자를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시킴으로써 상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 제어하는 제어회로(制御回路)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 LED구동회로에 의하면, 각각의 LED간에 다이오드를 개재(介在)시킨 회로에, 전류검출회로에 의하여 검출된 전류에 따라 스위치 소자의 온/오프를 제어하고, 복수의 LED에 흐르는 전류를 제어하기 때문에 균일한 밝기로 LED를 점등할 수 있고, 게다가 저가격화 및 소형화할 수 있는 LED구동회로 및 LED조명장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예1에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도2는 본 발명의 실시예1에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 파형도이다.
도3은 본 발명의 실시예2에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도4는 본 발명의 실시예2에 관한 LED구동회로의 요부를 간략화해서 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명의 실시예2에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도6은 본 발명의 실시예3에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도7은 본 발명의 실시예3에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도8은 본 발명의 실시예4에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도9는 본 발명의 실시예5에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도10은 본 발명의 실시예5에 관한 LED구동회로의 요부를 간략화해서 나타내는 도면이다.
도11은 본 발명의 실시예5에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태의 LED구동회로를 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.
[실시예1]
도1은 본 발명의 실시예1에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다. LED구동회로는, 교류전원(E), 다이오드(D1~D6), 제너 다이오드(DZ1), 저항(R1~R9), 콘덴서(C1), LED1~LED2, 스위치 소자(Q1~Q3), 연산 증폭기(IC1) 및 기준전원(Vref)을 구비한다.
스위치 소자(Q1)는, 예를 들면 N채널 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 이루어지고, 스위치 소자(Q2)는, 예를 들면 P채널 MOSFET으로 이루어진다. 스위치 소자(Q3)는, 예를 들면 NPN형의 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor)로 이루어진다. 연산 증폭기(IC1)는, 히스테리시스(hysteresis)를 구비하는 비교기로서 기능한다.
다이오드(D1~D4)는, 다이오드 브리지(DB; Diode Bridge)를 구성하고, 다이오드(D1)의 애노드(anode)와 다이오드(D2)의 캐소드(cathode)의 접속점과, 다이오드(D3)의 애노드와 다이오드(D4)의 캐소드의 접속점 사이에 교류전원(E)이 접속된다. 다이오드(D1)의 캐소드와 다이오드(D3)의 캐소드의 접속점(양극단자(陽極端子))과, 다이오드(D2)의 애노드와 다이오드(D4)의 애노드의 접속점(음극단자(陰極端子)) 사이로부터 맥동(脈動)하는 직류가 출력된다.
다이오드 브리지(DB)의 양극단자는, 저항(R1)을 사이에 두고 LED1의 애노드에 접속되고, 음극단자는, 저항(R8)을 사이에 두고 LED2의 캐소드에 접속되어 있다. 저항(R8)은, 본 발명의 전류검출회로에 대응한다. LED1의 캐소드는 다이오드(D6)의 애노드에 접속되고, 다이오드(D6)의 캐소드는 LED2의 애노드에 접속되어 있다.
LED1의 캐소드와 다이오드(D6)의 애노드의 접속점은, 스위치 소자(Q1)의 드레인(drain)에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q1)의 소스(source)는, LED2의 캐소드와 저항(R8)의 접속점(a점)에 접속되고, 게이트(gate)는, 저항(R7)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC1)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드(D6)의 캐소드와 LED2의 애노드의 접속점에는, 다이오드(D5)의 캐소드가 접속되고, 다이오드(D5)의 애노드는, 저항(R3)을 사이에 두고 스위치 소자(Q2)의 드레인에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q2)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 양극단자에 접속되고, 게이트는, 저항(R2)을 사이에 두고 스위치 소자(Q2)의 소스에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ1)는, 저항(R2)에 병렬로 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 반전입력단자(-)는, 콘덴서(C1)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속됨과 아울러 저항(R9)을 사이에 두고 a점에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 비반전입력단자(+)는, 기준전원(Vref)에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자는, 저항(R4)을 사이에 두고 스위치 소자(Q3)의 베이스에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q3)의 컬렉터(collector)는, 저항(R6)을 사이에 두고 스위치 소자(Q2)의 게이트에 접속되고, 에미터(emitter)는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q3)의 베이스(base)는, 연산 증폭기(IC1)의 출력단자와 다이오드 브리지(DB)의 음극단자 사이에 직렬접속된 저항(R4)과 저항(R5)의 접속점에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC1), 콘덴서(C1), 기준전원(Vref), 저항(R9, R5 및 R7) 및 스위치 소자(Q3)는, 본 발명의 제어회로를 구성한다.
다음에 이렇게 구성되는 실시예1에 관한 LED구동회로의 동작을 설명한다. 다이오드 브리지(DB)는, 교류전원(E)으로부터 입력된 교류를 직류(맥류)로 변환하여, 양극단자와 음극단자 사이로부터 출력한다.
저항(R8)에 흐르는 전류가 작아서, a점의 전압이 기준전원(Vref)으로부터 인가되는 전압보다 작은 경우에는, 연산 증폭기(IC1)의 출력은 H레벨(하이 레벨)이 된다. 이 때문에 스위치 소자(Q1)의 게이트에 H레벨이 인가되어서, 스위치 소자(Q1)는 온으로 된다. 이에 따라 DB의 양극단자→R1→LED1→Q1→R8→DB의 음극단자의 경로P1에 전류가 흐른다.
또한 연산 증폭기(IC1)의 출력이 H레벨이 되면, 스위치 소자(Q3)의 베이스에는, 연산 증폭기(IC1)로부터의 H레벨을 저항(R4)과 저항(R5)으로 분압한 전압이 인가되어서, 스위치 소자(Q3)는 온으로 된다. 이 때문에 스위치 소자(Q2)의 게이트에는, 다이오드 브리지(DB)로부터 출력되는 낮은 전압이 인가되어, 스위치 소자(Q2)는 온으로 된다. 이에 따라 DB의 양극단자→Q2→R3→D5→LED2→R8→DB의 음극단자의 경로P2에 전류가 흐른다.
이와 같이 저항(R8)에 흐르는 전류가 작아서, a점의 전압이 기준전원(Vref)의 전압보다 작은 경우에는, LED1과 LED2의 병렬회로가 형성된다. 그 결과, 낮은 전압에 의하여 큰 전류가 흐르는 상태가 된다.
다음에 다이오드 브리지(DB)의 출력이 변화되어서 a점의 전압이 기준전원(Vref)의 전압보다 커지게 되면, 연산 증폭기(IC1)의 출력은 L레벨(로우 레벨)이 된다. 이 때문에 스위치 소자(Q1)의 게이트에는 L레벨이 인가되어서, 스위치 소자(Q1)는 오프로 된다.
또한 연산 증폭기(IC1)의 출력이 L레벨이 되면, 스위치 소자(Q3)의 베이스에는, L레벨이 인가되어 스위치 소자(Q3)는 오프로 된다. 이 때문에 스위치 소자(Q2)의 게이트에는 H레벨이 인가되어, 스위치 소자(Q2)은 오프로 된다. 이에 따라 DB의 양극단자→R1→LED1→D6→LED2→R8→DB의 음극단자의 경로P3에 전류가 흐른다.
이와 같이 저항(R8)에 흐르는 전류가 커져서, a점의 전압이 기준전원(Vref)으로부터의 전압보다 커지게 되면, LED1과 LED2의 직렬회로가 형성된다. 그 결과, 높은 전압에 의하여 작은 전류가 흐르는 상태로 절체한다.
도2는 이상의 동작을 나타내는 파형도이다. 스위치 소자(Q1) 및 스위치 소자(Q2)가 양쪽 모두 온이 되면, LED1 및 LED2의 병렬회로가 형성되고, a점의 전류는 증가한다. 그리고 전류값이 소정치(I0)을 넘어서 스위치 소자(Q1) 및 스위치 소자(Q2)가 양쪽 모두 오프로 절체하면, LED1 및 LED2의 직렬회로가 형성되어, a점의 전류는 직렬회로를 흐르는 것으로 절체한다. 즉 전류가 일단 감소한 후에 증가하고, 그 후에 피크를 경과한 후에 감소한다. 그리고 전류값이 소정치(I1) 미만이 되어서 스위치 소자(Q1) 및 스위치 소자(Q2)가 양쪽 모두 온으로 절체하면, 다시 LED1 및 LED2의 병렬회로가 형성되어, a점의 전류는 급격하게 증가하고, 그 후에 피크를 경과한 후에 감소한다. 또, 연산 증폭기(IC1)는 히스테리시스를 구비하고, I0 > I1 이 되도록 동작한다.
이렇게 실시예1에 관련되는 LED구동회로에 의하면, LED1과 LED2 사이에 다이오드(D6)를 개재시킨 회로에, 저항(R8)을 흐르는 전류에 따라 스위치 소자(Q1)과 스위치 소자(Q2)의 온/오프를 제어하여, LED1과 LED2을 직렬접속 또는 병렬접속으로 바꾸어서 다이오드 브리지(DB)의 출력을 공급하기 때문에 종래의 LED구동회로와 비교하여 회로를 간소화할 수 있다.
실시예1에 관한 LED구동회로에서는, 종래부터 이루어지고 있는 입력전압을 검출해서 절체하는 것 보다도, LED1 및 LED2에 흐르는 전류를 검출해서 절체하므로, 온도변화, LED1 및 LED2의 VF 격차 등을 고려하였을 경우, LED에 과전류를 흘리지 않는 시점에서 절체하는 것이 가능하므로 신뢰성이 향상된다는 이점이 있다.
또, 상기한 실시예1에 관한 LED구동회로에서, 스위치 소자(Q1) 및 스위치 소자(Q2)는 MOSFET에 한정되지 않고, 트랜지스터(transistor), 포토 커플러(photo coupler) 등으로 구성할 수 있다. 또한 LED1 및 LED2의 각각은 단일의 LED로 구성되는 것으로서 설명했지만, LED1 및 LED2의 각각은, 복수의 LED로 이루어지는 LED어레이(LED array)에 의해서도 구성할 수 있다. 이 경우, 각 LED어레이의 접속 상태 및 특성은 동일하게 하는 것이 바람직하다.
[실시예2]
도3은 본 발명의 실시예2에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다. LED구동회로는, 기본적인 구성 및 동작이 실시예1에 관한 LED구동회로와 같으므로, 이하에서는 동일한 부분에 대해서는 설명을 간략화하는 경우도 있다.
다이오드(D1~D4)은, 다이오드 브리지(DB)을 구성하고, 다이오드(D1)의 애노드와 다이오드(D2)의 캐소드의 접속점과, 다이오드(D3)의 애노드와 다이오드(D4)의 캐소드의 접속점 사이에 교류전원(E)이 접속된다. 다이오드(D1)의 캐소드와 다이오드(D3)의 캐소드의 접속점(양극단자)과, 다이오드(D2)의 애노드와 다이오드(D4)의 애노드의 접속점(음극단자)의 사이로부터 맥동하는 직류가 출력된다.
다이오드 브리지(DB)의 양극단자와 음극단자 사이에는, LED1, 저항(R11), 다이오드(D7), LED2, 저항(R12), 다이오드(D8), LED3 및 저항(R13)이 직렬로 접속된 제1직렬회로와, LED4, 저항(R51), 다이오드(D57), LED5, 저항(R52), 다이오드(D58), LED6 및 저항(R53)이 직렬로 접속된 제2직렬회로가 접속되어 있다.
LED1, 저항(R11), 다이오드(D7), LED2, 저항(R12) 및 다이오드(D8)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb4)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q8)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에 직렬접속된 저항(R4)과 저항(R6)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R6)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ1)가 접속되어 있다.
LED1, 저항(R11) 및 다이오드(D7)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb5)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q8)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에 직렬접속된 저항(R5)과 저항(R7)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R7)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ2)가 접속되어 있다.
다이오드(D7), LED2, 저항(R12), 다이오드(D8), LED3 및 저항(R13)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb6)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R6)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드(D8), LED3 및 저항(R13)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa1)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R1)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC1)의 출력단자에 접속되어 있다.
LED4, 저항(R51), 다이오드(D57), LED5, 저항(R52) 및 다이오드(D58)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb9)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q8)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에 직렬접속된 저항(R54)과 저항(R56)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R56)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ3)가 접속되어 있다.
LED4, 저항(R51) 및 다이오드(D57)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa2)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q7)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에 직렬접속된 저항(R55)과 저항(R57)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R57)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ4)가 접속되어 있다.
다이오드(D57), LED5, 저항(R52), 다이오드(D58), LED6 및 저항(R53)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb11)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R66)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드(D58), LED6 및 저항(R53)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb10)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R61)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC1)의 출력단자에 접속되어 있다.
또한 LED4의 캐소드와 LED3의 애노드 사이에는, 저항(R51), 스위치 소자(Qa3) 및 다이오드(D9)로 이루어지는 직렬회로가 삽입되고, 스위치 소자(Qa3)의 게이트는, 스위치 소자(Q7)의 드레인과 스위치 소자(Qa3)의 소스 사이에서, 다이오드(D12)를 사이에 두고, 직렬접속된 저항(R3)과 저항(R8)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R8)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ5)가 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 반전입력단자(-)는, 저항(R10) 및 저항(R62)을 사이에 두고 LED3의 캐소드와 저항(R13)의 접속점 및, 저항(R10) 및 저항(R63)을 사이에 두고 LED6의 캐소드와 저항(R53)의 접속점에 접속됨과 아울러, 저항(R15)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ7)의 애노드에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ7)의 캐소드는, 제너 다이오드(DZ6)의 애노드에 접속되고, 제너 다이오드(DZ6)의 캐소드는 다이오드 브리지(DB)의 양극단자에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ7 및 DZ6)은, 전원투입(電源投入)시, LED접속이 모두 병렬접속이 되어서 과대한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 바이어스를 연산 증폭기(IC1 및 IC2)에 부여하기 위해서 설치되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R11)을 사이에 두고 기준전원(Vr1)에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D10) 및 저항(R14)으로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자는, 저항(R1)을 사이에 두고 스위치 소자(Qa1)의 게이트에 접속됨과 아울러 저항(R16)을 사이에 두고 스위치 소자(Q7)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q7)의 게이트는, 또한 저항(R17)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q7)의 드레인은, 저항(R55)을 사이에 두고 스위치 소자(Qa2)의 게이트에 접속됨과 아울러 다이오드(D12) 및 저항(R3)을 사이에 두고 스위치 소자(Qa3)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q7)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 반전입력단자(-)는, 저항(R19) 및 저항(R62)을 사이에 두고 LED3의 캐소드와 저항(R13)의 접속점 및, 저항(R19) 및 저항(R63)을 사이에 두고 LED6의 캐소드와 저항(R53)의 접속점에 접속됨과 아울러, 저항(R18)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ7)의 캐소드와 제너 다이오드(DZ6)의 애노드의 접속점에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R20)을 사이에 두고, 기준전원(Vr1)에 병렬로 설치되고 직렬접속된 저항(R12)과 저항(R13)의 접속점에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D11) 및 저항(R21)으로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 또한 연산 증폭기(IC2)의 출력단자는, 저항(R6)을 사이에 두고 스위치 소자(Qb6)의 게이트에 접속되고, 저항(R61)을 사이에 두고 스위치 소자(Qb10)의 게이트에 접속되고, 저항(R66)을 사이에 두고 스위치 소자(Qb11)의 게이트에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 출력단자는, 저항(R22)을 사이에 두고 스위치 소자(Q8)의 게이트에 접속되고, 스위치 소자(Q8)의 게이트는, 또한 저항(R23)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q8)의 드레인은, 저항(R4)을 사이에 두고 스위치 소자(Qb4)의 게이트에 접속되고, 저항(R5)을 사이에 두고 스위치 소자(Qb5)의 게이트에 접속되고, 저항(R54)을 사이에 두고 스위치 소자(Qb9)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q8)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
도4는, 도3에 나타낸 LED구동회로의 요부를 간략화해서 나타내는 도면이다. 도4를 참조하면서 실시예2에 관한 LED구동회로의 동작을 설명한다. LED구동회로는, 이하의 3개의 동작모드로 동작한다.
[1] 6병렬
LED1~LED6의 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도4에 나타내는 모든 스위치 소자(Qa1, Qa2, Qa3, Qb4, Qb5, Qb6, Qb9, Qb10 및 Qb11)를 온으로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→Qb6, Qb5→LED2→Qa1, Qb4→LED3, LED4→Qb11, Qa2→LED5→Qb10 및 Qb9→LED6의 6개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED6의 모두가 점등한다.
[2] 2직렬 3병렬
LED1과 LED2로 이루어지는 직렬회로, LED3과 LED4로 이루어지는 직렬회로 및, LED5와 LED6으로 이루어지는 직렬회로의 3조의 직렬회로 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도4에 나타내는 스위치 소자(Qa1, Qa2 및 Qa3)를 온으로 하고, 스위치 소자(Qb4, Qb5, Qb6, Qb9, Qb10 및 Qb11)를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→D7→LED2→Qa1, LED4→Qa3→D9→LED3 및 Qa2→LED5→D58→LED6의 3개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED6의 모두가 점등한다.
[3] 3직렬 2병렬
LED1, LED2 및 LED3으로 이루어지는 직렬회로와, LED4, LED5 및 LED6으로 이루어지는 직렬회로의 2조의 직렬회로 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도4에 나타내는 모든 스위치 소자(Qa1, Qa2, Qa3, Qb4, Qb5, Qb6, Qb9, Qb10 및 Qb11)를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→D7→LED2→D8→LED3 및 LED4→D57→LED5→D58→LED6의 2개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED6의 모두가 점등한다.
도5는 실시예2에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 도5(a)는 다이오드 브리지(DB)가 출력하는 맥류의 전압(Vin)을 나타낸다.
기간T1에 있어서, 도5(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT) 및 도5(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 양쪽 모두 H레벨이 되면, 도5(g)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈(Qa1, Qa2 및 Qa3) 및 도5(h)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈(Qb4, Qb5, Qb6, Qb9, Qb10 및 Qb11)가 온으로 된다. 그 결과, 상기한 6병렬의 동작이 되고, LED1~LED6에 흐르는 LED전류는, 도5(b)의 기간T1에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도5(e)에 나타나 있는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도5(f)에 나타나 있는 신호가 입력된다.
다음에 기간T2에 있어서, 도5(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨로 변화되고, 도5(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 H레벨을 유지하면, 도5(g)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈는 온 상태를 유지하지만, 도5(h)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈가 오프 상태로 변화된다. 그 결과, 상기한 2직렬 3병렬의 동작이 되고, LED전류는 도5(b)의 기간T2에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도5(e)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도5(f)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T3에 있어서, 도5(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도5(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 L레벨로 변화되면, 도5(g)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈 및 도5(h)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈는 양쪽 모두 오프 상태가 된다. 그 결과, 상기한 3직렬 2병렬의 동작이 되고, LED전류는 도5(b)의 기간T3에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도5(e)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도5(f)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T4에 있어서, 도5(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도5(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 H레벨로 변화되면, 도5(g)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈는 온 상태로 변화되고, 도5(h)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈가 오프 상태를 유지한다. 그 결과, 상기한 2직렬 3병렬의 동작이 되고, LED전류는 도5(b)의 기간T4에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도5(e)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도5(f)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력된다. 이후는, 동일한 동작이 반복된다.
이렇게 실시예2에 관한 LED구동회로에 의하면, 종래의 LED구동회로에서는 LED의 어레이를 2열까지 병렬구동하는 것에 비해, 3열이상의 병렬구동을 할 수 있으므로, 입력전류의 도통각을 한층 넓힐 수 있어 역률도 높일 수 있다.
[실시예3]
도6은 본 발명의 실시예3에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다. LED구동회로는, 기본적인 구성 및 동작이 실시예1에 관한 LED구동회로와 같으므로, 이하에서는 같은 부분에 관해서는 설명을 간략화하는 경우도 있다.
다이오드 브리지(DB)의 양극단자와 음극단자 사이에는, LED1, 저항(R11), 다이오드(D7), LED2, 저항(R12), 다이오드(D8), LED3, 저항(R13), 다이오드(D9), LED4 및 저항(R14)이 직렬로 접속된 직렬회로가 설치되어 있다.
LED1, 저항(R11), 다이오드(D7), LED2, 저항(R12) 및 다이오드(D8)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Q2)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q7)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에 직렬접속된 저항(R2)과 저항(R6)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R6)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ1)가 접속되어 있다.
LED1, 저항(R11) 및 다이오드(D7)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Q5)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q8)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에 직렬접속된 저항(R5)과 저항(R7)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R7)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ2)가 접속되어 있다.
LED3, 저항(R13) 및 다이오드(D9)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Q6)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 스위치 소자(Q8)의 드레인과 다이오드 브리지(DB)의 양극단자 사이에, 다이오드(D12)를 사이에 두고, 직렬접속된 저항(R6)과 저항(R8)의 접속점에 접속되어 있다. 저항(R8)에는, 병렬로 제너 다이오드(DZ3)가 접속되어 있다.
다이오드(D7), LED2, 저항(R12), 다이오드(D8), LED3, 저항(R13), 다이오드(D9), LED4 및 저항(R14)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Q3)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R3)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드(D8), LED3, 저항(R13), 다이오드(D9), LED4 및 저항(R14)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Q1)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R1)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC1)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드(D9), LED4 및 저항(R14)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Q4)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항(R4)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 반전입력단자(-)는, 저항(R10)을 사이에 두고 LED4의 캐소드와 저항(R14)의 접속점에 접속됨과 아울러 저항(R15)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ7)의 애노드에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ7)의 캐소드는 제너 다이오드(DZ6)의 애노드에 접속되고, 제너 다이오드(DZ6)의 캐소드는 다이오드 브리지(DB)의 양극단자에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ7 및 DZ6)는, 전원투입시, LED접속이 모두 병렬접속이 되어서 과대한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 바이어스를 연산 증폭기(IC1 및 IC2)에 부여하기 위해서 설치되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R11)을 사이에 두고 기준전원(Vr1)에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D10) 및 저항(R14)으로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자는, 저항(R1)을 사이에 두고 스위치 소자(Q1)의 게이트에 접속됨과 아울러 저항(R16)을 사이에 두고 스위치 소자(Q7)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q7)의 게이트는, 저항(R17)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q7)의 드레인은, 저항(R2)을 사이에 두고 스위치 소자(Q2)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q7)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 반전입력단자(-)는, 저항(R19)을 사이에 두고 LED4의 캐소드와 저항(R14)의 접속점에 접속됨과 아울러 저항(R18)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ7)의 캐소드와 제너 다이오드(DZ6)의 애노드의 접속점에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R20)을 사이에 두고, 기준전원(Vr1)에 병렬로 설치되고 직렬접속된 저항(R12)과 저항(R13)의 접속점에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D11) 및 저항(R21)으로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자는, 저항(R3)을 사이에 두고 스위치 소자(Q3)의 게이트에 접속됨과 아울러 저항(R4)을 사이에 두고 스위치 소자(Q4)의 게이트에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자는, 저항(R22)을 사이에 두고 스위치 소자(Q8)의 게이트에 접속되고, 스위치 소자(Q8)의 게이트는, 저항(R23)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q8)의 드레인은, 저항(R5)을 사이에 두고 스위치 소자(Q5)의 게이트에 접속됨과 아울러 다이오드(D12) 및 저항(R6)을 사이에 두고 스위치 소자(Q6)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q8)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
다음에 실시예3에 관한 LED구동회로의 동작을 설명한다. LED구동회로는, 이하의 3개의 동작모드로 동작한다.
[1] 4병렬
LED1~LED4의 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도6에 나타내는 모든 스위치 소자(Q1~Q8)를 온으로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→Q3, Q5→LED2→Q1, Q2→LED3→Q4 및 Q2→Q6→LED4 (또한, 전류가 경유하는 저항의 기재는 생략하고 있으며, 이하 마찬가지이다)의 4개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED4의 모두가 점등한다.
[2] 2직렬 2병렬
LED1과 LED2로 이루어지는 직렬회로 및 LED3과 LED4로 이루어지는 직렬회로의 2조의 직렬회로 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도6에 나타내는 스위치 소자(Q1, Q2 및 Q7)를 온으로 하고, 스위치 소자(Q3, Q4, Q5, Q6 및 Q8)를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→D7→LED2→Q1 및 Q2→LED3→D9→LED4의 2개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED4의 모두가 점등한다.
[3] 4직렬
LED1~LED4로 이루어지는 직렬회로에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도6에 나타내는 모든 스위치 소자(Q1~Q8)를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→D7→LED2→D8→LED3→D9→LED4의 경로에 전류가 흘러서, LED1~ED4의 모두가 점등한다.
도7은 실시예3에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 도7(a)는 다이오드 브리지(DB)가 출력하는 맥류의 전압(Vin)을 나타낸다.
기간T1에 있어서, 도7(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT) 및 도7(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 양쪽 모두 H레벨로 됨으로써, 도7(g)에 나타나 있는 스위치 소자(Q1, Q2 및 Q7), 및 도7(h)에 나타나 있는 스위치 소자(Q3, Q4, Q5, Q6 및 Q8)가 온으로 된다. 그 결과, 상기한 4병렬의 동작이 되고, LED1~LED4에 흐르는 LED전류는, 도7(b)의 기간T1에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도7(e)에 나타나 있는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도7(f)에 나타나 있는 신호가 입력된다.
다음에 기간T2에 있어서, 도7(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨로 변화되고, 도7(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 H레벨을 유지하면, 도7(g)에 나타나 있는 스위치 소자(Q1, Q2 및 Q7)는 온 상태를 유지하지만, 도7(h)에 나타나 있는 스위치 소자(Q3, Q4, Q5, Q6 및 Q8)가 오프 상태로 변화된다. 이 때문에 상기한 2직렬 2병렬의 동작이 되고, LED전류는 도7(b)의 기간T2에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도7(e)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도7(f)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T3에 있어서, 도7(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도7(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 L레벨로 변화되면, 도7(g)에 나타나 있는 스위치 소자(Q1, Q2 및 Q7) 및 도7(h)에 나타나 있는 스위치 소자(Q3, Q4, Q5, Q6 및 Q8)의 모두가 오프 상태가 된다. 그 결과, 상기한 4직렬의 동작이 되고, LED전류는, 도7(b)의 기간T3에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도7(e)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도7(f)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T4에 있어서, 도7(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도7(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 H레벨로 변화되면, 도7(g)에 나타나 있는 스위치 소자(Q1, Q2 및 Q7)는 온 상태로 변화되고, 도7(h)에 나타나 있는 스위치 소자(Q3, Q4, Q5, Q6 및 Q8)가 오프 상태를 유지한다. 이 때문에 상기한 2직렬 2병렬의 동작이 되고, LED전류는 도7(b)의 기간T4에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도7(e)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도7(f)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력된다. 이후는, 동일한 동작이 반복된다.
이렇게 실시예3에 관한 LED구동회로에 의하면, 종래의 LED구동회로에서는, LED의 어레이를 2열까지 병렬구동하는 것에 비해, 3열 이상의 병렬구동을 할 수 있으므로, 입력전류의 도통각을 한층 넓힐 수 있어 역률도 높일 수 있다.
[실시예4]
도8은 본 발명의 실시예4에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다. LED구동회로는, 실시예3에 관한 LED구동회로에, 전류검출용의 센스MOS(sense MOS)를 추가한 것이다. 이하에서는 실시예3과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
이 LED구동회로는, 실시예3에 관한 LED구동회로에 있어서의 스위치 소자(Q1, Q3 및 Q4)를 MOSFET로 이루어지는 스위치 소자(Q1m, Q3m 및 Q4m)으로 각각 구성하고, 스위치 소자(Q9m)과, 센스MOS로서의 스위치 소자(Q1s, Q3s, Q4s 및 Q9s)와 각 센스전류신호를 검출하기 위한 스위치 소자(Q1b, Q3b, Q4b, Q9b)를 추가해서 전류검출을 하도록 구성되어 있다. 스위치 소자(Q9m)의 드레인은 스위치 소자(Q9s)의 드레인에 접속되고, 스위치 소자(Q9s)의 소스는 저항(Rs9)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되고, 스위치 소자(Q9m, Q9s, Q9b)의 각 게이트는 저항(R9)을 사이에 두고 전원(Vcc)에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q1s)의 드레인은 스위치 소자(Q1m)의 드레인에 접속되고, 소스는 저항(R1s)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되고, 게이트는 스위치 소자(Q1m과 Q1b)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q3s)의 드레인은 스위치 소자(Q3m)의 드레인에 접속되고, 스위치 소자(Q3s)의 소스는 저항(Rs3)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되고, 게이트는 스위치 소자(Q3m과 Q3b)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q4s)의 드레인은 스위치 소자(Q4m)의 드레인에 접속되고, 소스는 저항(Rs4)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되고, 게이트는 스위치 소자(Q4m과 Q4b)의 게이트에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q9b)의 소스는 스위치 소자(Q9s)의 소스와 저항(Rs9)의 접속점에 접속되고, 드레인은 스위치 소자(Q1b, Q3b, Q4b)의 드레인 단자에 접속되고, 저항(R18)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 반전단자 및 저항(R10)을 사이에 두고 연산 증폭기(IC1)의 반전단자에 접속되어 있다. 또한 스위치 소자(Q1b)의 소스는 스위치 소자(Q1s)의 소스와 저항(R1s)의 접속점에 접속되고, 스위치 소자(Q3b)의 소스는 스위치 소자(Q3s)의 소스와 저항(R3s)의 접속점에 접속되고, 스위치 소자(Q4b)의 소스는 스위치 소자(Q4s)의 소스와 저항(Rs4)의 접속점에 접속되어 있다.
이렇게 구성되는 실시예4에 관한 LED구동회로에 의하면, 센스MOS에 의하여 LED1~LED4에 흐르는 전류를 검출하고, 그 결과를 연산 증폭기(IC1) 및 연산 증폭기(IC2)에 공급하기 때문에 전류검출의 정밀도가 향상된다.
[실시예5]
도9는 본 발명의 실시예5에 관한 LED구동회로의 구성을 나타내는 회로도이다. LED구동회로는, 기본적인 구성 및 동작은, 실시예1에 관한 LED구동회로와 같으므로, 이하에서는 같은 부분에 관해서는 설명을 간략화하는 경우도 있다.
다이오드(D1~D4)는 다이오드 브리지(DB)을 구성하고, 다이오드(D1)의 애노드와 다이오드(D2)의 캐소드의 접속점과, 다이오드(D3)의 애노드와 다이오드(D4)의 캐소드의 접속점 사이에 교류전원(E)이 접속된다. 다이오드(D1)의 캐소드와 다이오드(D3)의 캐소드의 접속점(양극단자)과, 다이오드(D2)의 애노드와 다이오드(D4)의 애노드의 접속점(음극단자) 사이로부터 맥동하는 직류가 출력된다.
다이오드 브리지(DB)의 양극단자와 음극단자 사이에는, LED1, 저항, 다이오드, LED2, 저항, 다이오드, LED3, 저항, 다이오드, LED4 및 저항(R4)이 직렬로 접속된 제1직렬회로와, LED5, 저항, 다이오드, LED6, 저항, 다이오드, LED7, 저항, 다이오드, LED8 및 저항(R8)이 직렬로 접속된 제2직렬회로와, LED9, 저항, 다이오드, LED10, 저항, 다이오드, LED11, 저항, 다이오드, LED12 및 저항(R12)이 직렬로 접속된 제3직렬회로가 설치되어 있다.
제1직렬회로의 일부를 구성하는, LED1, 저항, 다이오드, LED2, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb10)가 병렬로 접속되어 있다. LED1, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa11)가 병렬로 접속되어 있다. LED1, 저항, 다이오드, LED2, 저항, 다이오드, LED3, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa12)가 병렬로 접속되어 있다.
다이오드, LED2, 저항, 다이오드, LED3, 저항, 다이오드, LED4 및 저항(R4)로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa1)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC3)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드, LED3, 저항, 다이오드, LED4 및 저항(R4)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb2)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드, LED4 및 저항(R4)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자 (Qc3)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC1)의 출력단자에 접속되어 있다.
제2직렬회로의 일부를 구성하는, LED5, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa13)가 병렬로 설치되어 있다. LED5, 저항, 다이오드, LED6, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb14)가 병렬로 접속되어 있다. LED5, 저항, 다이오드, LED6, 저항, 다이오드, LED7, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa15)이 병렬로 접속되어 있다.
LED6의 캐소드측과 LED4의 애노드측 사이에는, 저항 및 다이오드를 개재시켜서 스위치 소자(Qc19)가 설치되어 있다. 다이오드, LED7, 저항, 다이오드, LED8 및 저항(R8)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb4)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다. 다이오드, LED8 및 저항(R8)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa5)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC3)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드, LED6, 저항, 다이오드, LED7, 저항, 다이오드, LED8 및 저항(R8)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa6)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC3)의 출력단자에 접속되어 있다.
제3직렬회로의 일부를 구성하는, LED9, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa16)가 병렬로 접속되어 있다. LED9, 저항, 다이오드, LED10, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa17)가 병렬로 접속되어 있다. LED9, 저항, 다이오드, LED10, 저항, 다이오드, LED11, 저항 및 다이오드로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa18)이 병렬로 접속되어 있다.
LED9의 캐소드측과 LED7의 애노드측와의 사이에는, 저항 및 다이오드를 개재시켜서 스위치 소자(Qc20)가 설치되어 있다. 다이오드, LED11, 저항, 다이오드, LED12 및 저항(R12)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qb7)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC2)의 출력단자에 접속되어 있다. 다이오드, LED12 및 저항(R12)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa9)가 병렬로 설치되어 있고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC3)의 출력단자에 접속되어 있다.
다이오드, LED10, 저항, 다이오드, LED11, 저항, 다이오드, LED12 및 저항(R12)으로 이루어지는 직렬회로에는, 스위치 소자(Qa8)가 병렬로 접속되고, 그 게이트는, 저항을 사이에 두고 연산 증폭기(IC3)의 출력단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 반전입력단자(-)는, 저항(R50) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED4의 캐소드와 저항(R4)의 접속점, 저항(R50) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED8의 캐소드와 저항(R8)의 접속점 및, 저항(R50) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED12의 캐소드와 저항(R12)의 접속점에 접속됨과 아울러 저항(R55)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ13)의 애노드에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ13)의 캐소드는 제너 다이오드(DZ12)의 애노드에 접속되고, 제너 다이오드(DZ12)의 캐소드는 제너 다이오드(DZ11)의 애노드에 접속되고, 제너 다이오드(DZ11)의 캐소드는 다이오드 브리지(DB)의 양극단자에 접속되어 있다. 제너 다이오드(DZ11~DZ13)는, 전원투입시, LED접속이 모두 병렬접속이 되어서 과대한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 바이어스를 연산 증폭기(IC1~IC3)에 부여하기 위해서 설치되어 있다.
연산 증폭기(IC1)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R51)을 사이에 두고 기준전원(Vr1)에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D50) 및 저항(R54)으로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 연산 증폭기(IC1)의 출력단자는, 저항을 사이에 두고 스위치 소자(Qc3)의 게이트에 접속됨과 아울러 저항(R56)을 사이에 두고 스위치 소자(Q51)의 게이트에 접속되어 있다. 스위치 소자(Q51)의 게이트는, 또한 저항(R57)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q51)의 드레인은, 저항을 사이에 두고 스위치 소자(Qc16)의 게이트에 접속됨과 아울러 저항을 사이에 두고 스위치 소자(Qc20)의 게이트에 접속되고, 또한 다이오드 및 저항을 사이에 두고 스위치 소자(Qc19)의 게이트에 접속되어 있다. 또한 스위치 소자(Q51)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 반전입력단자(-)는, 저항(R59) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED4의 캐소드와 저항(R4)의 접속점, 저항(R59) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED8의 캐소드와 저항(R8)의 접속점 및, 저항(R59) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED12의 캐소드와 저항(R12)의 접속점에 접속됨과 아울러 저항(R58)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ12)의 캐소드와 제너 다이오드(DZ11)의 애노드의 접속점에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R60)을 사이에 두고, 기준전원(Vr1)에 병렬로 설치되고 직렬접속된 저항(R52), 저항(R53) 및 저항(R53a) 중 저항(R52)과 저항(R53)의 접속점에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D51) 및 저항(R61)로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자는, 스위치 소자(Qb2), 스위치 소자(Qb4) 및 스위치 소자(Qb7)의 각각의 게이트에 각각 저항을 사이에 두고 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC2)의 출력단자는, 저항(R62)을 사이에 두고 스위치 소자(Q52)의 게이트에 접속되고, 스위치 소자(Q52)의 게이트는, 저항(R63)을 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q52)의 드레인은, 스위치 소자(Qb10), 스위치 소자(Qb14) 및 스위치 소자(Qb17)의 각각의 게이트에 각각 저항을 사이에 두고 접속되어 있다. 스위치 소자(Q52)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC3)의 반전입력단자(-)는, 저항(R65) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED4의 캐소드와 저항(R4)의 접속점, 저항(R65) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED8의 캐소드와 저항(R8)의 접속점 및, 저항(R65) 및 다른 저항을 사이에 두고 LED12의 캐소드와 저항(R12)의 접속점에 접속됨과 아울러 저항(R64)을 사이에 두고 제너 다이오드(DZ13)의 캐소드와 제너 다이오드(DZ12)의 애노드의 접속점에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC3)의 비반전입력단자(+)는, 저항(R66)을 사이에 두고, 기준전원(Vr1)에 병렬로 설치되고 직렬접속된 저항(R52), 저항(R53) 및 저항(R53a) 중 저항(R53)과 저항(R53a)의 접속점에 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC3)의 출력단자와 비반전입력단자(+) 사이에는, 다이오드(D52) 및 저항(R67)으로 이루어지는 직렬회로가 설치되어 있다. 연산 증폭기(IC3)의 출력단자는, 스위치 소자(Qa1), 스위치 소자(Qa5), 스위치 소자(Qa6), 스위치 소자(Qa8) 및 스위치 소자(Qa9)의 각각의 게이트에 각각 저항을 사이에 두고 접속되어 있다. 연산 증폭기(IC3)의 출력단자는, 저항(R68)을 사이에 두고 스위치 소자(Q53)의 게이트에 접속되고, 스위치 소자(Q53)의 게이트는, 또한 저항(R69)를 사이에 두고 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
스위치 소자(Q53)의 드레인은, 스위치 소자(Qa11), 스위치 소자(Qa12), 스위치 소자(Qa13), 스위치 소자(Qa15) 및 스위치 소자(Qa18)의 각각의 게이트에 각각 저항을 사이에 두고 접속되어 있다. 스위치 소자(Q53)의 소스는, 다이오드 브리지(DB)의 음극단자에 접속되어 있다.
연산 증폭기(IC2)의 출력단자 및 연산 증폭기(IC3)의 출력단자는, EXNOR(배타적 부정논리합; exclusive NOR) 게이트의 입력단자에 접속되고, EXNOR게이트의 출력단자는, 스위치 소자(Q51)의 게이트에 접속되어 있다.
도10은 도9에 나타낸 LED구동회로의 요부를 간략화해서 나타내는 도면이다. 도10을 참조하여 실시예5에 관한 LED구동회로의 동작을 설명한다. LED구동회로는, 이하의 4개의 동작모드로 동작한다.
[1] 12병렬
LED1~LED12의 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도10에 나타내는 모든 스위치 소자를 온으로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→Qa1, Qa11→LED2→Qb2, Qb10→LED3→Qc3, Qa12→LED4, LED5→Qa6, Qa13→LED6→Qb4, Qb14→LED7→Qa5, Qa15→LED8, LED9→Qa8, Qc16→LED10→Qb7, Qb17→LED11→Qa9 및 Qa18→LED12 로 이루어진 12경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED12의 모두가 점등한다.
[2] 2직렬 6병렬
LED1과 LED2로 이루어지는 직렬회로, LED3과 LED4로 이루어지는 직렬회로, LED5와 LED6으로 이루어지는 직렬회로, LED7과 LED8로 이루어지는 직렬회로, LED9와 LED10으로 이루어지는 직렬회로, LED11과 LED12로 이루어지는 직렬회로의 6조의 직렬회로 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도10에 나타내는 Qb시리즈의 스위치 소자(Qb2, Qb4, Qb7, Qb10, Qb14 및 Qb17)을 온으로 하고, 그 이외의 스위치 소자를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→LED2→Qb2, Qb10→LED3→LED4, LED5→LED6→Qb4, Qb14→LED7→LED8, LED9→LED10→Qb7 및 Qb17→LED11→LED12의 6개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED12의 모두가 점등한다.
[3] 3직렬 4병렬
LED1, LED2 및 LED3으로 이루어지는 직렬회로와, LED4, LED5 및 LED6으로 이루어지는 직렬회로와, LED7, LED8 및 LED9로 이루어지는 직렬회로와, LED10, LED11 및 LED12로 이루어지는 직렬회로의 4조의 직렬회로 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도10에 나타내는 Qc시리즈의 스위치 소자(Qc3, Qc16, Qc19, Qc20)을 온으로 하고, 그 이외의 스위치 소자를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→LED2→LED3→Qc3, LED5→LED6→Qc19→LED4, LED9→Qc20→LED7→LED8, Qc16→LED10→LED11→LED12의 4개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED12의 모두가 점등한다.
[4] 4직렬 3병렬
LED1, LED2, LED3 및 LED4로 이루어지는 직렬회로와, LED5, LED6, LED7 및 LED8로 이루어지는 직렬회로와, LED9, LED10, LED11 및 LED12로 이루어지는 직렬회로의 3조의 직렬회로 각각에, 다이오드 브리지(DB)의 출력이 공급된다. 이 상태는, 도10에 나타내는 모든 스위치 소자를 오프로 함으로써 실현된다. 이에 따라 LED1→LED2→LED3→LED4, LED5→LED6→LED7→LED8 및 LED9→LED10→LED11→LED12의 3개의 경로에 병렬로 전류가 흘러서, LED1~LED6의 모두가 점등한다.
도11은 실시예5에 관한 LED구동회로의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 도11(a)는, 다이오드 브리지(DB)가 출력하는 맥류의 전압(Vin)을 나타낸다.
기간T1에 있어서, 도11(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC3)의 출력(IC3_OUT), 도11(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT) 및 도11(e)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 모두 H레벨로 됨으로써, 도11(k)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈(Qa1, Qa5, Qa6, Qa8, Qa9, Qa11, Qa12, Qa13, Qa15 및 Qa18), 도11(j)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈(Qb2, Qb4, Qb7, Qb10, Qb14 및 Qb17) 및 도11(i)에 나타나 있는 스위치 소자 Qc시리즈(Qc3, Qc16, Qc19 및 Qc20)가 온으로 된다. 이 때문에 상기한 12병렬의 동작이 되고, LED1~LED12에 흐르는 LED전류는, 도11(b)의 기간T1에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC3)의 입력단자(IC3_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도11(f)에 나타나 있는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도11(g)에 나타나 있는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)(반전입력단자(-) 및 비반전입력단자(+))에는 도11(h)에 나타나 있는 신호가 입력된다.
다음에 기간T2에 있어서, 도11(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC3)의 출력(IC3_OUT)의 출력 및 도11(e)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)의 출력이 L레벨로 변화되고, 도11(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)이 H레벨을 유지하면, 도11(j)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈는 온 상태를 유지하지만, 도11(k)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈와 도11(i)에 나타나 있는 스위치 소자 Qc시리즈가 오프 상태로 변화된다. 이 때문에 상기한 2직렬 6병렬의 동작이 되고, LED전류는, 도11(b)의 기간T2에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC3)의 입력단자(IC3_IN)에는 도11(f)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도11(g)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도11(h)의 기간T2에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T3에 있어서, 도11(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC3)의 출력(IC3_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도11(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨로 변화되고, 도11(e)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 H레벨로 변화되면, 도11(i)에 나타나 있는 스위치 소자 Qc시리즈는 온 상태로 변화되지만, 도11(j)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈는 오프 상태로 변화되고, 도11(k)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈는 오프 상태를 유지한다. 이 때문에 상기한 3직렬 4병렬의 동작이 되고, LED1~LED6에 흐르는 LED전류는, 도11(b)의 기간T3에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC3)의 입력단자(IC3_IN)에는 도11(f)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도11(g)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도11(h)의 기간T3에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T4에 있어서, 도11(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC3)의 출력(IC3_OUT)의 출력 및 도11(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도11(e)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 L레벨로 변화되면, 도11(i)에 나타나 있는 스위치 소자 Qc시리즈는 오프 상태로 변화되고, 도11(j)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈 및 도11(k)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈는 오프 상태를 유지한다. 이 때문에 상기한 4직렬 3병렬의 동작이 되고, LED전류는, 도11(b)의 기간T4에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC3)의 입력단자(IC3_IN)에는 도11(f)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도11(g)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도11(h)의 기간T4에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T5에 있어서, 도11(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC3)의 출력(IC3_OUT)의 출력 및 도11(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)의 출력이 L레벨을 유지하고, 도11(e)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)이 H레벨로 변화되면, 도11(i)에 나타나 있는 스위치 소자 Qc시리즈는 온 상태로 변화되고, 도11(j)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈 및 도11(k)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈는 오프 상태를 유지한다. 이 때문에 상기한 3직렬 4병렬의 동작이 되고, LED전류는, 도11(b)의 기간T5에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC3)의 입력단자(IC3_IN)에는 도11(f)의 기간T5에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도11(g)의 기간T5에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는, 도11(h)의 기간T5에 나타내는 신호가 입력된다.
다음에 기간T6에 있어서, 도11(c)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC3)의 출력(IC3_OUT)이 L레벨을 유지하고, 도11(d)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC2)의 출력(IC2_OUT)가 H레벨로 변화되고, 도11(e)에 나타나 있는 연산 증폭기(IC1)의 출력(IC1_OUT)의 출력이 L레벨로 변화되면, 도11(i)에 나타나 있는 스위치 소자 Qc시리즈는 오프 상태로 변화되고, 도11(j)에 나타나 있는 스위치 소자 Qb시리즈는 온 상태로 변화되고, 도11(k)에 나타나 있는 스위치 소자 Qa시리즈가 오프 상태를 유지한다. 이 때문에 상기한 2직렬 6병렬의 동작이 되고, LED전류는, 도11(b)의 기간T6에 나타나 있는 바와 같이 변화한다. 이 때, 연산 증폭기(IC3)의 입력단자(IC3_IN)에는 도11(f)의 기간T6에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC2)의 입력단자(IC2_IN)에는 도11(g)의 기간T6에 나타내는 신호가 입력되고, 연산 증폭기(IC1)의 입력단자(IC1_IN)에는 도11(h)의 기간T6에 나타내는 신호가 입력된다. 이후는, 동일한 동작이 반복된다.
이렇게 실시예5에 관한 LED구동회로에 의하면, 종래의 LED구동회로에서는, LED의 어레이를 2열까지 병렬구동하는 것에 대해, 3열이상의 병렬구동을 할 수 있으므로 입력전류의 도통각을 한층 넓힐 수 있어, 역률도 높일 수 있다.
또, 상기한 실시예1~실시예5에 관한 LED구동장치는, LED이외의 회로를 집적회로에 의하여 구성할 수 있다. 또한 상기한 실시예1~실시예5에 관한 LED구동장치를 사용하여 LED조명장치를 구성할 수 있다.
본 발명은, 복수의 LED를 구동해서 안정적으로 점등시키는 LED조명장치에 적용 가능하다.
E : 교류전원 DB : 다이오드 브리지 Q : 스위치 소자
R : 저항 C : 콘덴서 D : 다이오드
DZ : 제너 다이오드 Vref, Vr1 : 기준전원

Claims (10)

  1. 교류전원(交流電源)으로부터의 교류를 전파정류(全波整流)해서 맥류(脈流)를 출력하는 정류회로(整流回路)와,
    상기 정류회로의 양극단자(陽極端子)와 음극단자(陰極端子) 사이에 설치되고, 복수의 LED와 각각의 LED간에 접속된 다이오드(diode)가 직렬로 접속된 직렬회로(直列回路)와,
    상기 정류회로의 양극단자와 상기 LED의 애노드 사이 및 상기 정류회로의 음극단자와 상기 LED의 캐소드 사이에 접속되고, 상기 정류회로로부터 출력된 전류를 상기 복수의 LED의 어디로 흐르게 할지를 절체(切替)하는 스위치 소자(switch 素子)와,
    상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출회로(電流檢出回路)와,
    상기 전류검출회로에 의하여 검출된 전류에 따라 상기 스위치 소자를 온(ON) 또는 오프(OFF) 시킴으로써 상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 제어하는 제어회로(制御回路)를
    구비하고,
    상기 복수의 LED는 제1 LED(LED1)와 제2 LED(LED2)를 포함하며,
    상기 스위치 소자는 제1 스위치 소자(Q1)와 제2 스위치 소자(Q2)를 포함하고,
    상기 제1 스위치 소자와 상기 제2 스위치 소자가, 상기 제1 LED와 상기 제2 LED를 직렬접속 또는 병렬접속으로 바꾸어서 상기 정류회로의 출력을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED구동회로(LED驅動回路).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류검출회로는, 히스테리시스(hysteresis) 특성을 구비하고, 상기 복수의 LED에 흐르는 전류가 증가하는 경우와 감소하는 경우에 검출하는 전류값이 다른 것을 특징으로 하는 LED구동회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어회로는, 상기 전류검출회로에 의하여 검출된 전류값에 따라 상기 스위치 소자를 온 또는 오프 시킴으로써 상기 복수의 LED를 조합시킨 직병렬회로(直竝列回路)를 형성하여, 상기 정류회로로부터 출력된 전류를 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 LED구동회로.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정류회로의 음극단자와 상기 복수의 LED의 캐소드 사이에 접속되는 스위치 소자는 MOSFET으로 이루어지고, 상기 MOSFET는 센스MOS를 구비하여, 상기 복수의 LED에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 LED구동회로.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 LED 이외는 집적회로(集積回路)에 의하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED구동회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 LED 이외는 집적회로(集積回路)에 의하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED구동회로.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 LED구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명장치(LED照明裝置).
  8. 제4항의 LED구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명장치.
  9. 제5항의 LED구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명장치.
  10. 제6항의 LED구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED조명장치.
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