KR101439651B1 - Ac direct type led driver using pattern generator with logic gate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 논리 게이트를 이용한 패턴 생성기와 이를 구비한 AC 직결형 LED 조명 드라이버에 대한 것이다. AC 직결형 LED 조명 그룹을 구동하기 위한 드라이버 장치의 회로에 있어서, 60Hz의 단상 220VAC를 정류하여 상기 회로로 공급하는 전원부; 정류된 전압을 센싱하는 저항을 직렬 연결한 직렬 저항부; 직렬 저항부에 부과되는 전압과 기준 전압을 비교하여 LED 조명 그룹의 각 LED를 스위칭하며 구동하도록 하는 스위칭 패턴을 생성하는 패턴 생성기; 및 패턴 생성기의 출력 신호를 구동 신호로서 식별하여 LED 조명 그룹을 구동하는 스위치부를 포함하는 LED 조명 드라이버 장치가 제공될 수 있다.The present invention relates to a pattern generator using a logic gate and an AC direct-coupled LED lighting driver having the pattern generator. 1. A circuit of a driver device for driving an AC direct lighting type LED lighting group, comprising: a power supply for rectifying a single phase 220 VAC of 60 Hz to supply to the circuit; A series resistor connected in series with a resistor for sensing a rectified voltage; A pattern generator for generating a switching pattern for switching and driving each LED of the LED lighting group by comparing a voltage applied to the series resistance portion and a reference voltage; And a switch section for identifying the output signal of the pattern generator as a drive signal to drive the LED illumination group.

Description

논리 게이트를 이용한 패턴 생성기와 이를 이용한 ＡＣ 직결형 ＬＥＤ 조명 드라이버 장치{AC DIRECT TYPE LED DRIVER USING PATTERN GENERATOR WITH LOGIC GATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern generator using a logic gate and an AC direct-

본 발명은 논리 게이트를 이용한 패턴 생성기와 이를 구비한 AC 직결형 LED 조명 드라이버에 대한 것이다.The present invention relates to a pattern generator using a logic gate and an AC direct-coupled LED lighting driver having the pattern generator.

일반적으로, 조명은 사람의 시력으로 인식 가능하도록 어두운 곳을 밝게 밝혀주는 장치로서, 주로 LED(Light Emitting Diode), 형광등 및 백열등 등이 주로 사용되고 있다.2. Description of the Related Art In general, light is a device that brightens a dark place so that it can be perceived by human eyesight. Light emitting diodes (LEDs), fluorescent lamps, and incandescent lamps are mainly used.

이중, LED는 비교적 전력 소모가 작은 것으로, 백열등과 형광등의 조명 장치를 대체하는 광원으로서 효율이 높고, 수명이 길며 적은 구동 전압으로도 작동이 가능하여 최근 들어 가장 일반적으로 사용하고 있는 추세에 있다. 이에 따라 LED에 대한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다.Among them, the LED is relatively low in power consumption, and it is a light source replacing incandescent lamps and fluorescent lamps as a light source, has a long lifetime and can be operated with a small driving voltage, and is in the trend of being most commonly used recently. Accordingly, the development of LED technology has been actively performed.

이러한 조명은 구동전압의 크기에 따라 밝기를 제어할 수 있으며, 이와 관련하여 한국공개특허 제10-2009-0054241호에서는 PWM 신호와 생성된 PWM 신호를 논리 게이트를 통한 논리 연산하여 LED 조명을 제어하는 장치와 방법을 제공하고 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0054241 discloses a method of controlling the LED lighting by logically calculating a PWM signal and a generated PWM signal through a logic gate Device and method.

한편, 안전한 조명용 LED 모듈의 구동을 위한 정전류 방식의 전원 공급 장치는 상용화된 집적회로 형식의 소자를 사용하여 달성할 수 있는데, 이에 대해서 드라이버의 구성을 더욱 간단히 하면서 그 효율이 높은 LED 드라이버의 개발에 관심이 더해지고 있다.On the other hand, a constant current type power supply device for driving a safety LED module for lighting can be achieved by using a commercialized integrated circuit type device. In this regard, the development of a highly efficient LED driver Interest is growing.

본 발명의 실시예는 AC 전원에 직접 연결할 수 있는 LED 조명 드라이버 회로로서, 그 구성이 간단하면서 가정용으로 쓰이는 200V/60Hz의 전원을 직접 공급받아 LED를 구동할 수 있는 LED 조명 드라이버를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an LED lighting driver circuit that can directly connect to an AC power source and can drive an LED by directly supplying a 200V / 60Hz power source, which is simple in construction and used for home use.

또한, AC의 특성상 시간에 따라 변하는 전압에 대해 부하를 능동적으로 조절할 수 있는 LED 조명 드라이버를 제공한다.Further, the present invention provides an LED lighting driver capable of actively adjusting a load with respect to a voltage that varies with time due to the characteristics of AC.

AC 직결형 LED 조명 그룹을 구동하기 위한 드라이버 장치의 회로에 있어서, 60Hz의 단상 220VAC를 정류하여 상기 회로로 공급하는 전원부; 정류된 전압을 센싱하는 저항을 직렬 연결한 직렬 저항부; 직렬 저항부에 부과되는 전압과 기준 전압을 비교하여 LED 조명 그룹의 각 LED를 스위칭하며 구동하도록 하는 스위칭 패턴을 생성하는 패턴 생성기; 및 패턴 생성기의 출력 신호를 구동 신호로서 식별하여 LED 조명 그룹을 구동하는 스위치부를 포함하는 LED 조명 드라이버 장치가 제공될 수 있다.1. A circuit of a driver device for driving an AC direct lighting type LED lighting group, comprising: a power supply for rectifying a single phase 220 VAC of 60 Hz to supply to the circuit; A series resistor connected in series with a resistor for sensing a rectified voltage; A pattern generator for generating a switching pattern for switching and driving each LED of the LED lighting group by comparing a voltage applied to the series resistance portion and a reference voltage; And a switch section for identifying the output signal of the pattern generator as a drive signal to drive the LED illumination group.

일측에 있어서, 패턴 생성기는 직렬 저항부에 부과되는 전압과 기준 전압을 비교하여 신호를 생성하는 비교기단과; 비교기단에서 생성된 신호에 따라 LED 조명 그룹의 각 LED를 스위칭하여 구동하는 스위칭 패턴을 생성하는 XOR 논리 게이트단을 포함할 수 있다.In one aspect, the pattern generator includes: a comparator stage for generating a signal by comparing a voltage applied to the series resistor section with a reference voltage; And an XOR logic gate stage for generating a switching pattern for switching and driving each LED of the LED lighting group according to a signal generated by the comparison base.

또 다른 측면에 있어서, 직렬 저항부는 다수 개의 저항을 직렬로 연결하고 있으며, 비교기단은 직렬 저항부를 구성하는 다수 개의 저항 수와 동일한 수의 비교기를 포함할 수 있다.In another aspect, the series resistor portion may connect a plurality of resistors in series, and the comparator end may include the same number of comparators as the number of resistors constituting the series resistor portion.

또 다른 측면에 있어서, 직렬 저항부의 다수 개의 저항을 각각 연결하는 노드를 비교기단의 비교기에 각각 연결하고, 비교기는 각 노드마다 부과되는 전압과 기준 전압을 입력받아 생성한 이진 신호를 XOR 논리 게이트단으로 전달할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a node connecting each of a plurality of resistors of a series resistance unit is connected to a comparator of a comparator unit, and the comparator receives a voltage to be applied to each node and a reference voltage, .

또 다른 측면에 있어서, 비교기단의 모든 비교기는 기준 전압을 (+) 단자에 수신하고, 직렬 저항부의 각 노드에 부과되는 전압을 (-) 단자로 수신할 수 있다.In another aspect, all comparators of the comparison base can receive the reference voltage at the (+) terminal and the voltage to be applied to each node of the series resistance at the (-) terminal.

또 다른 측면에 있어서, XOR 논리 게이트단은 XOR 논리 연산에 의해 신호를 출력하며, 출력 신호는 스위치부를 동작시키는 신호가 될 수 있다.In another aspect, the XOR logic gate stage outputs a signal by an XOR logic operation, and the output signal may be a signal to operate the switch section.

또 다른 측면에 있어서, 스위치부는 LED 그룹을 구성하는 다수 개의 LED와 동일한 수의 파워 모스펫으로 구성될 수 있다.In yet another aspect, the switch portion may comprise the same number of power MOSFETs as the plurality of LEDs constituting the LED group.

본 발명의 실시예는 AC 전원에 직결되는 LED 조명 드라이버 장치로서, 적은 소자들로 구성함으로써 전체적으로 간단한 구조를 가지는 장치가 제공될 수 있으며, 또한, 이로 인해 높은 역률과 에너지 효율을 가질 수 있다.An embodiment of the present invention is an LED lighting driver device directly connected to an AC power source. By constituting a small number of elements, an apparatus having a simple structure as a whole can be provided, and thereby, it can have high power factor and energy efficiency.

한편, 패턴 생성기를 XOR 논리 게이트를 이용하여 구성함으로써 시간에 따라 변하는 AC 전압에 대해 부하를 능동적으로 조절할 수 있는 LED 조명 드라이버가 제공될 수 있다.On the other hand, an LED illumination driver capable of actively adjusting the load with respect to an AC voltage varying with time can be provided by configuring the pattern generator using the XOR logic gate.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, LED 드라이버 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, LED 드라이버 장치의 실질적인 회로도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 비교기단에서 측정되는 전압을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, XOR 논리 게이트단에서 출력되는 신호로 스위치인 파워 모스펫을 동작 시키기 위한 신호를 구간에 따라 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 패턴에 따라 스위치인 파워 모스펫의 동작과 전류의 이동 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 구간에 따른 스위치 동작모드를 설명하기 위한 표이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an LED driver device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic circuit diagram of an LED driver device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the voltage measured at the comparator end in one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a signal for operating a power MOSFET as a switch according to a signal output from an XOR logic gate in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the power MOSFET as a switch according to a pattern and the moving direction of a current in an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a table for explaining a switch operation mode according to an interval in an embodiment of the present invention.

이하, LED 구동 드라이버 장치와 그 회로에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the LED driving driver device and its circuit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, LED 조명 드라이버(100)의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다. LED 조명 드라이버(100)는 전원부(110), LED 열로 구성된 LED 그룹(120), 직렬 저항부(130), 패턴 생성기(140), 그리고 스위치(150)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a block diagram for explaining a schematic configuration of an LED lighting driver 100 according to an embodiment of the present invention. The LED lighting driver 100 may include a power supply unit 110, an LED group 120 composed of LED columns, a series resistance unit 130, a pattern generator 140, and a switch 150.

실시예에 있어서, 전원부(110)는 일반 가정에서 사용되는 220V/60Hz의 교류 전원과 교류 전원을 플러스 정전압을 정류하기 위한 정류용 브릿지 다이오드를 포함하여 구성될 수 있다. 공급 전압은 0V에서 311.1V까지 스윙하며 브릿지 다이오드에서 정류되고, 정류된 라인 전압은 직렬 저항부(130)에 센싱될 수 있다. LED 조명 드라이버(100)에서 LED 그룹(120)은 주요 부하로 작용하는 조명용으로 대부분의 전력을 소비한다.In an embodiment, the power supply unit 110 may include a rectifier bridge diode for rectifying a positive constant voltage to an AC power source of 220 V / 60 Hz used in a general household and an AC power source. The supply voltage swings from 0V to 311.1V and is rectified in the bridge diode, and the rectified line voltage can be sensed in the series resistance section 130. In the LED lighting driver 100, the LED group 120 consumes most of the power for lighting that serves as the primary load.

또한, LED 그룹(120)을 구동하는데 있어서, 일정한 패턴을 생성하기 위한 패턴 생성기(140)는 직렬 저항부(130)로부터 전압 정보를 수신하여 패턴을 생성하며, 이 패턴은 스위치(150)의 동작모드를 결정하여 LED 그룹(120)을 구동할 수 있다.Also, in driving the LED group 120, a pattern generator 140 for generating a constant pattern receives voltage information from the series resistor unit 130 to generate a pattern, which is applied to the operation of the switch 150 And can drive the LED group 120 by determining the mode.

실시예에 있어서, 도 1의 LED 조명 드라이버(100)의 구성은 도 2와 같이 나타날 수 있다.In an embodiment, the configuration of the LED lighting driver 100 of FIG. 1 may appear as in FIG.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, LED 조명 드라이버의 실질적인 회로 구성을 도시한 회로도이다. 전원부(110)는 전원부(210)와 같이 구성되며, LED 그룹(120)은 LED 그룹(220)와 같이, 다수 개의 LED를 직렬로 연결하고 있는 상태가 된다. 상기 설명한 바와 같이, 정류된 전압은 저항이 직렬로 다수 개 연결되어 있는 직렬 저항부(230)에서 센싱하고, 직렬로 연결되어 있는 저항의 각 노드를 패턴 생성기(240)로 연결하여 각 저항의 부과 전압 정보를 전송하도록 한다.2 is a circuit diagram showing a substantial circuit configuration of an LED lighting driver in an embodiment of the present invention. The power supply unit 110 is configured as a power supply unit 210 and the LED group 120 is connected to a plurality of LEDs in series like the LED group 220. As described above, the rectified voltage is sensed by the series resistance unit 230 in which a plurality of resistors are connected in series, and each node of the resistors connected in series is connected to the pattern generator 240, To transmit voltage information.

패턴 생성기(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수 개의 비교기를 포함하는 비교기단(241)과 다수 개의 XOR 논리 게이트를 포함하는 XOR 논리 게이트단(242)으로 구성될 수 있다. 실시예에 있어서, 직렬 저항부(230)의 저항 사이를 연결하는 각 연결 노드는 비교기단(241)의 각 비교기의 (-) 단자로 연결되고, 기준 전압이 (+) 단자로 입력될 수 있다.The pattern generator 140 may include a comparator stage 241 including a plurality of comparators and an XOR logic gate stage 242 including a plurality of XOR logic gates as shown in FIG. In the embodiment, each connection node connecting between the resistors of the series resistance unit 230 is connected to the (-) terminal of each comparator of the comparison base 241, and the reference voltage may be input to the (+) terminal .

여기서, 비교기단(241)을 구성하는 비교기의 수는 LED 그룹(220)을 구성하는 LED의 개수와 같은 수로 구비되며, 비교기는 두 입력 전압을 비교하여 신호를 출력하는데, 실시예로, (+) 단자로 입력되는 전압의 크기가 더 크면 1이 출력하며, (-) 단자로 입력되는 전압의 크기가 더 크면 0이 출력한다.Here, the number of comparators constituting the comparator stage 241 is the same as the number of LEDs constituting the LED group 220, and the comparator compares the two input voltages and outputs a signal. In an embodiment, ) If the voltage input to the terminal is larger, 1 is output. If the voltage input to the (-) terminal is larger, 0 is output.

한편, 직렬 저항부(230)의 각 노드에 부과되는 전압에 대해 설명하면, 옴의 법칙에 따라 노드의 위치에 따라 부과 전압 값이 달라질 수 있다. 실시예에 있어서, 저항이 한 개일 때에 부과되는 전압과 두 개일 때 부과되는 전압을 비교하면, 직렬 저항부(230)는 정전류의 특징을 가지기 때문에, 저항이 두 개 연결된 경우에 걸리는 전압이 더 크게 나타나게 된다.The voltage applied to each node of the series resistor 230 may be varied depending on the position of the node according to Ohm's law. In the embodiment, when comparing the voltage imposed when one resistance is applied and the voltage imposed when two resistors are provided, since the series resistance portion 230 has a constant current characteristic, the voltage applied when two resistors are connected is larger .

또한, 패턴 생성기(240)의 중요한 부분으로 XOR 논리 게이트단(242)이 구비될 수 있는데, XOR 논리 게이트단(242)을 구성하는 각 XOR 논리 게이트는 비교기단(241)에서 출력된 신호를 도 2에 도시된 바와 같이 입력으로 받는다. XOR 논리 연산은 디지털 연산으로서, 입력되는 두 신호가 같을 때 0을 출력하고, 두 신호가 다를 때 1을 출력하는 연산이다.An XOR logic gate stage 242 may be provided as an important part of the pattern generator 240. Each XOR logic gate constituting the XOR logic gate stage 242 may be provided with a signal output from the comparator stage 241 2 as shown in FIG. The XOR logical operation is a digital operation that outputs 0 when two input signals are the same and outputs 1 when the two signals are different.

패턴 생성기(240)의 출력은 XOR 게이트단(242)의 출력이 될 수 있으며, 패턴 생성기(240)의 출력을 통해 LED 그룹(220)의 각 LED를 구동하기 위한 스위치(250)를 동작시킬 수 있다. 실시예에 있어서, 스위치(250)의 구성은 파워 모스펫으로 구성되는데, LED 그룹(220)을 구성하는 LED의 수와 동일한 파워 모스펫으로 구성될 수 있고, 각각의 파워 모스펫은 직렬로 연결되어 있는 LED 사이사이의 노드와 연결되어, 전원부(210)와 LED 노드 사이에 연결되어 있는 LED를 제어할 수 있다.The output of the pattern generator 240 may be the output of the XOR gate stage 242 and may be used to operate the switch 250 to drive each LED of the LED group 220 through the output of the pattern generator 240 have. In an embodiment, the configuration of the switch 250 comprises a power MOSFET, which may be comprised of a power MOSFET equal to the number of LEDs constituting the LED group 220, each power MOSFET being connected in series To control an LED connected between the power supply unit 210 and the LED node.

도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 2와 같이 구성되는 회로(200)에서 특히, 패턴 생성기(240)의 비교기단(241)에서 관찰될 수 있는 전압으로, 상기에 설명한 바와 같이 직렬 저항부(230)의 각 노드에서 출력되는 전압과 기준 전압을 도시하고 있다. 도 3의 그래프에서 V11은 도 2의 직렬 저항부(230)에서 가장 상단에 있는 노드, V12는 그 아래에 있는 노드, 이런 식으로 4개의 노드에서 각각 전압을 측정하여 전달되며, 기준 전압인 Vref는 스윙 전압이 아닌 일정한 크기의 전압으로 제공될 수 있다.3, in a circuit 200 configured as shown in FIG. 2, a voltage that can be observed at the comparator end 241 of the pattern generator 240, in the embodiment of the present invention, And the voltage output from each node of the resistance unit 230 and the reference voltage. In the graph of FIG. 3, V11 is the highest node in the series resistor 230 of FIG. 2, and V12 is the voltage at the lower node, May be provided with a voltage of a constant magnitude rather than a swing voltage.

여기서, 상단에 위치하는 노드일수록 노드의 저항 값이 적으며, 이에 따라 노드에서 측정되는 전압의 크기도 적게 나타나는 것을 도 3을 통해서 설명이 가능하다. 또한, 실시예에 있어서, 직렬 저항부(230)에 입력되는 AC 전압이 커질 때 그 부하도 증가하며, AC 전압이 작아질 때는 부하 감소하고, 옴의 법칙에 따라 저항에 흐르는 도통 전류는 정전류를 띄는 원리를 가지고 있음을 확인할 수 있다.Here, it can be shown from FIG. 3 that the resistance value of the node at the upper node is smaller and the magnitude of the voltage measured at the node is less. Further, in the embodiment, the load increases when the AC voltage input to the series resistance unit 230 increases, the load decreases when the AC voltage decreases, and the conduction current flowing in the resistor according to the Ohm's law is a constant current It can be confirmed that it has a prominent principle.

전압이 입력될 때, 전원부(210)에서 정류된 AC 전압이 입력되므로, 도 3에 나타난 바와 같이, 0 이하의 전압이 입력되지 않는다.When a voltage is input, the AC voltage rectified by the power supply unit 210 is input, so that a voltage of 0 or less is not input, as shown in FIG.

도 3은 각 V11 내지 V14의 전압이 기준 전압 Vref을 넘어가는 지점을 기준으로 구간을 A부터 D로 나누었는데, V11이 Vref를 넘어가는 지점까지, 즉 어떤 전압도 기준 전압보다 높지 않은 구간을 제1 구간으로 표시하고, V11이 Vref보다 크게 나타나고 V12이 Vref보다 높아지기 시작하는 지점까지를 제2 구간으로 표시하며, 이와 같이, V11과 V12가 Vref보다 높으며, V13이 Vref보다 높아지기 전까지의 구간을 제3 구간으로, 또한, V11 내지 V13이 Vref보다 높고, V14는 Vref에 미치지 못하는 구간을 제4 구간으로 나타낼 수 있다. 실시예에 있어서, V14는 AC 전압이 스윙하는 동안 Vref보다 높은 전압을 가지지 못한다.3, the section is divided into A to D on the basis of a point at which the voltage of each of V11 to V14 exceeds the reference voltage Vref, and a section up to a point where V11 exceeds Vref, that is, 1 section, the period from V11 and V12 to Vref is higher than Vref and V12 is higher than Vref as a second section. Thus, the section from V11 to V12 is higher than Vref and V13 is higher than Vref 3, and a section where V11 to V13 is higher than Vref and V14 is less than Vref can be represented as a fourth section. In an embodiment, V14 does not have a voltage higher than Vref while the AC voltage swings.

이렇게 구간이 나누어지는 것은 구간에 따라 비교기단(241)의 각 비교기에서 출력되는 신호가 다르게 나타나고, 이로 인해 XOR 논리 게이트단(242)에서의 결과값이 다르게 나타날 수 있고, XOR 논리 게이트단(242)의 출력 신호는 스위치부(250)를 동작시키는 신호가 됨에 따르게 된다. 이렇게 구간을 나누는데에 있어서, LED 그룹(220)의 LED를 균일하게 제어하기 위해서 각 구간의 길이가 일정하도록 직렬 저항부(230)를 구성하는 각 저항의 크기를 조절할 수 있다.As a result, the output signals from the respective comparators of the comparator stage 241 are different from each other, so that the resultant values at the XOR logic gate stage 242 may be different from each other, and the XOR logic gate stage 242 Is a signal for operating the switch unit 250. In this case, In order to uniformly control the LEDs of the LED group 220, the size of each resistor constituting the series resistance unit 230 may be adjusted so that the length of each section is constant.

실시예에 있어서, 비교기단(241)은 (+) 단자로 입력되는 신호가 더 크면 1을 출력하고 (-) 단자로 입력되는 신호가 더 크면 0을 출력하게 된다고 상기에 설명하였다. 이에 따라, 각 구간에 따라 비교기단(241)의 출력을 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 표시할 수 있다. 제1 구간에서 비교기단(241)의 출력은 ‘1, 1, 1, 1’이며, 제2 구간에서는 ‘0, 1, 1, 1’로 나타나고, 제3 구간에서의 출력은 ‘0, 0, 1, 1’이며, 제4 구간에 대한 출력은 ‘0, 0, 0, 1’로 나타날 수 있다.In the embodiment, the comparator stage 241 outputs 1 when the signal inputted to the (+) terminal is larger and outputs 0 when the signal inputted to the (-) terminal is larger. Accordingly, the output of the comparison base 241 can be sequentially displayed from left to right according to each section. 1, 1 and 1 'in the first section,' 0,1, 1 and 1 'in the second section, and' 0, 0, 1 and 1 'in the third section, , 1, 1 ', and the output for the fourth section may be represented as' 0, 0, 0, 1'.

XOR 논리 연산은 같은 신호의 입력에 대해서는 0을, 다른 신호의 입력에 대해서는 1을 출력하는 논리 연산으로, XOR 논리 게이트의 출력 신호가 1일 때 스위치가 ON으로 동작하며, 0일 때 OFF로 동작할 수 있다.The XOR logical operation is a logic operation that outputs 0 for the same signal and 1 for the other signal. When the output signal of the XOR logic gate is 1, the switch operates on. can do.

도 4은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 2의 실시예와 같은 회로(200)에서 스위치부(250)로 전달될 수 있는 신호를 나타낸 것이다. 실시예에 있어서 도 3과 같이 나눈 구간에 따라서 (a)에서 (d)의 4개의 신호가 나타날 수 있다. (a)부터 (d)까지의 신호는 순서대로 스위치부(250)를 구성하는 파워 모스펫으로 전달되는데, 왼쪽부터 오른쪽 순서의 파워 모스펫으로 전달될 수 있다.FIG. 4 illustrates signals that may be transmitted to the switch unit 250 in the circuit 200, such as the embodiment of FIG. 2, in an embodiment of the present invention. In the embodiment, four signals (a) to (d) may be displayed according to the section divided as shown in Fig. The signals from (a) to (d) are sequentially transmitted to the power MOSFET constituting the switch unit 250, and can be transferred from the left to the right power MOSFET.

(a)에서 (d)의 신호는 A 내지 D 구간을 형성하여 해당 구간에서만 파워 모스펫이 동작하는 신호를 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, (a) 내지 (d)의 신호의 A 내지 D의 구간은 겹치는 구간이 없으며, 각 구간에 따라 각각 다른 파워 모스펫이 동작할 수 있다. 또한, A 내지 D 구간 신호는 제1 구간에서 제4 구간의 측정 전압에 따른 파형이 된다.the signals (a) to (d) form the sections A to D and generate a signal in which the power MOSFET operates only in the corresponding section. In the embodiment, the sections A to D of the signals (a) to (d) have no overlapping sections, and different power MOSFETs can operate according to the sections. Also, the A to D section signals have waveforms corresponding to the measured voltages in the first section to the fourth section.

도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 2의 회로(200)의 일부분을 도시한 것으로, 실질적인 LED 제어를 위해 도 4에 도시한 A 내지 D 구간별로 전류가 어떻게 이동하는지 설명하기 위한 도면이다. 이에, 도 4에 도시된 파형을 참조하여 설명하도록 한다.FIG. 5 illustrates a portion of the circuit 200 of FIG. 2 in one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining how current flows in each of the sections A to D shown in FIG. to be. This will be described with reference to the waveforms shown in Fig.

도 5에 도시된 바에 따르면 LED(510) 내지 LED(540)는 도 2의 LED 그룹(220)을 구성하는 LED가 되며, 스위치(511) 내지 스위치(541)는 도 2의 스위치부(250)를 구성하는 파워 모스펫에 해당할 수 있다. 따라서, 이하의 설명에서 스위치는 파워 모스펫을 의미한다.5, the LEDs 510 to 540 are LEDs constituting the LED group 220 of FIG. 2, and the switches 511 to 541 correspond to the LEDs of the switch unit 250 of FIG. May be a power MOSFET. Therefore, in the following description, the switch means a power MOSFET.

실시예에 있어서, 도 4에 의하면 (a)의 A 구간 신호는 스위치(511)를 동작시키기 위한 것이며, (b)의 B 구간 신호는 스위치(521)를, (c)의 C 구간 신호는 스위치(531)를 동작시키는 신호이고, (d)의 D 구간 신호는 스위치(541)를 동작시켜 LED를 구동시키기 위한 신호가 된다.4, the section A signal of (a) is for operating the switch 511, the section B signal of (b) is the switch 521, the section C signal of (c) (D) is a signal for operating the switch 531, and the signal D for driving the switch 541 is a signal for driving the LED.

도 2의 회로(200)를 참조하여 설명하면, 스위치(511)의 구동 신호는 비교기단(241)의 첫 번째 비교기의 출력 그대로 입력되고, 스위치(521~541)의 구동 신호는 XOR 논리 게이트단(242)의 출력 신호가 순서대로 입력되는 것이다.2, the driving signal of the switch 511 is inputted as the output of the first comparator of the comparator stage 241 as it is, and the driving signals of the switches 521 to 541 are inputted to the XOR logic gate stage And the output signal of the second adder 242 are inputted in order.

따라서, 비교기단(241)의 출력이 ‘1, 1, 1, 1’이라면 스위치부(250)로 입력되는 신호는 ‘1, 0, 0, 0’이고, 비교기단(241)의 출력이 ‘0, 1, 1, 1’이라면 스위치부(250)로 입력되는 신호는 ‘0, 1, 0, 0’ 이 될 수 있다. 또한, ‘0, 0, 1, 1’이 비교기단(241)에서 출력된다면, 스위치부(250)로 ‘0, 0, 1, 0’의 신호가 입력될 수 있다. 이러한 방식으로, 도 4의 A 구간 내지 D 구간이 형성될 수 있는 것이다.Therefore, if the output of the comparison base 241 is '1, 1, 1, 1', the signal input to the switch unit 250 is '1, 0, 0, 0' 0, 1, 1, 1 ', the signal input to the switch unit 250 may be' 0, 1, 0, 0 '. 0, 0, 1, and 1 'are output from the base unit 241, signals of' 0, 0, 1, 0 'may be input to the switch unit 250. In this way, section A to section D of FIG. 4 can be formed.

상기에 설명 바에 의하면, 각 스위치(511~541)로 입력되는 신호는 스위치가 연결되어 있는 노드로 전류가 흐르도록 하여 해당 스위치가 연결되어 있는 LED를 구동시킬 수 있다. 실시예에 있어서, 비교기단(241)의 출력이 ‘1, 1, 1, 1’고, 이에 따라 스위치부(250)로 입력되는 신호가 ‘1, 0, 0, 0’이라면, 스위치(511)만 ON으로 동작하게 되고, 경로 1로 회로가 연결되어 전류가 흐르게 되며, 스위치(511)에 연결되어 있는 LED(510)가 구동될 수 있다.According to the above description, a signal input to each of the switches 511 to 541 allows a current to flow to a node to which the switch is connected, so that the LED connected to the switch can be driven. In the embodiment, if the output of the comparator stage 241 is '1, 1, 1, 1', and the signal input to the switch unit 250 is '1, 0, 0, 0' ) Is ON, a circuit is connected to the path 1, a current flows, and the LED 510 connected to the switch 511 can be driven.

또 다른 실시예에 있어서, 스위치(521)가 ON으로 동작하게 되면 경로 2로 전류가 흐를 수 있으며, 스위치(521)에 연결된 LED(510, 520)가 ON으로 구동될 수 있고, 마찬가지로, 스위치(531)가 ON 상태로 동작하게 되면 경로 3으로 회로가 연결되고, 이에 스위치(531)와 연결되어 있는 LED(510, 520, 530)가 구동될 수 있다. 그리고, 스위치(541)가 ON으로 동작시키는 신호가 입력되면, 나머지 스위치(511~531)는 OFF로 동작하여 연결하지 않으며, 스위치(541)와 연결되어 있는 LED인 LED(510~540)가, 다시 설명하면, LED 그룹(220)의 모든 LED가 구동되는 경로 4로 전류가 흐르게 된다.In another embodiment, when the switch 521 is turned ON, current may flow to the path 2, and the LEDs 510 and 520 connected to the switch 521 may be driven ON, The LEDs 510, 520, and 530 connected to the switch 531 can be driven. When the switch 541 is turned on, the LEDs 510 to 540, which are LEDs connected to the switch 541, are not connected to the remaining switches 511 to 531, In other words, current flows to the path 4 where all the LEDs of the LED group 220 are driven.

이와 같이, 입력 AC 전압의 크기에 따라 구간이 나누어질 수 있고, 구간에 따라 LED의 구동 범위가 변경될 수 있다. 여기서, 구간별로 흐르는 전류의 파형은 AC 입력에 따라 증가하거나 감소하는 형태를 가질 수 있다.Thus, the section can be divided according to the magnitude of the input AC voltage, and the driving range of the LED can be changed according to the section. Here, the waveform of the current flowing in each section may be increased or decreased according to the AC input.

도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 구간에 따른 스위치의 동작에 대해서 정리하기 위한 표이다. 앞서 설명한 바와 같이, A 구간에서 D 구간은 겹치는 구간이 없이 나타나며, 각 구간에 동작하는 스위치도 일대일로 대응한다. 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 스위치(511~541)는 도 6에서 스위치 1에서 스위치 4로 표시된다.6 is a table for summarizing the operation of the switch according to the section in the embodiment of the present invention. As described above, in section A, section D appears without overlapping sections, and switches operating in each section correspond to one-to-one. In the embodiment, the switches 511 to 541 shown in Fig. 5 are represented by switches 1 to 4 in Fig.

A 구간 신호가 나타날 때엔 스위치 1이 ON으로 동작하고, B 구간 신호에 대해서는 스위치 2가, C 구간 신호가 나타나면 스위치 3이, 또한 D 구간에 대해서는 스위치 4가 ON으로 동작하며, 하나의 스위치가 동작할 때에 나머지 스위치는 OFF 상태로 나타날 수 있다. 각 스위치 동작에 따른 회로 연결은 도 5의 실시예를 참조할 수 있다.When switch A is ON, switch B is ON, switch B is ON, switch B is ON when switch B is ON, switch B is ON when switch D is ON, When operating, the remaining switches may appear in the OFF state. The circuit connection according to each switch operation can be referred to the embodiment of FIG.

본 발명의 일실시예에 있어서, LED의 수는 실시예에 한정하지 않으며, LED를 제어하는 수에 따라 직렬 저항부(230), 패턴 생성기(240), 스위치부(250) 등 회로의 구성이 달라질 수 있고, 이에 대한 다양한 실시예가 가능하다.In an embodiment of the present invention, the number of LEDs is not limited to the embodiment, and the circuit configuration such as the serial resistance unit 230, the pattern generator 240, the switch unit 250, And various embodiments thereof are possible.

이와 같이, 적은 소자들로 구성함으로써 전체적으로 간단한 구조를 가지는 장치가 제공될 수 있으며, 또한, 이로 인해 높은 역률과 에너지 효율을 가질 수 있다.Thus, by constituting fewer elements, it is possible to provide an apparatus having a simple structure as a whole, and also to have a high power factor and energy efficiency.

한편, 패턴 생성기를 XOR 논리 게이트를 이용하여 구성함으로써 시간에 따라 변하는 AC 전압에 대해 부하를 능동적으로 조절할 수 있는 LED 조명 드라이버가 제공될 수 있다.On the other hand, an LED illumination driver capable of actively adjusting the load with respect to an AC voltage varying with time can be provided by configuring the pattern generator using the XOR logic gate.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

100: LED 조명 드라이버
110, 210: 전원부
120, 220: LED 그룹
130, 230: 직렬 저항부
140, 240: 패턴 생성기
150, 250: 스위치
241: 비교기단
242: XOR 논리 게이트단100: LED lighting driver
110 and 210:
120, 220: LED group
130, 230: series resistance portion
140, 240: pattern generator
150, 250: switch
241: Comparison base
242: XOR logic gate stage

Claims (7)

AC 직결형 LED 조명 그룹을 구동하기 위한 드라이버 장치에 있어서,
60Hz의 단상 220VAC를 정류하여 공급하는 전원부;
상기 정류된 전압을 센싱하는 저항을 직렬 연결한 직렬 저항부;
상기 직렬 저항부에 부과되는 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 LED 조명 그룹의 각 LED를 스위칭하며 구동하도록 하는 스위칭 패턴을 생성하는 패턴 생성기; 및
상기 패턴 생성기의 출력 신호를 구동 신호로서 식별하여 상기 LED 조명 그룹을 구동하는 스위치부
를 포함하고,
상기 패턴 생성기는,
상기 직렬 저항부에 포함된 각 저항에 부과되는 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 신호를 생성하는 비교기단
을 포함하고,
상기 기준 전압은,
상기 비교기단에 포함된 각 비교기에 일정 크기의 전압으로 입력되고,
상기 각 저항은,
상기 각 저항에 부과되는 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 나누어진 각 시간 구간의 길이가 일정해지도록 크기가 조절되고,
상기 각 LED는,
상기 각 시간 구간의 길이가 일정해지도록 각 저항의 크기가 조절됨에 따라, 균일하게 제어되는 것
을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.1. A driver apparatus for driving an AC direct lighting type LED lighting group,
A power supply unit for rectifying and supplying a single phase 220 VAC of 60 Hz;
A series resistor connected in series with a resistor for sensing the rectified voltage;
A pattern generator for generating a switching pattern for switching and driving each LED of the LED lighting group by comparing a voltage applied to the series resistance unit and a reference voltage; And
And a switch unit for driving the LED lighting group by identifying an output signal of the pattern generator as a driving signal,
Lt; / RTI >
Wherein the pattern generator comprises:
A comparator for comparing the voltage applied to each resistor included in the series resistor with the reference voltage to generate a signal,
/ RTI >
The reference voltage,
A comparator for comparing the input voltage with a predetermined voltage,
The resistor
A voltage to be applied to each of the resistors is compared with the reference voltage to adjust the size so that the length of each divided time interval is constant,
Each of the LEDs includes:
As the magnitude of each resistance is adjusted so that the length of each time interval becomes constant,
The LED lighting driver device comprising: 제1항에 있어서,
상기 패턴 생성기는,
상기 비교기단에서 생성된 신호에 따라 상기 LED 조명 그룹의 각 LED를 스위칭하여 구동하는 스위칭 패턴을 생성하는 XOR 논리 게이트단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pattern generator comprises:
An XOR logic gate stage for generating a switching pattern for switching and driving each LED of the LED lighting group according to a signal generated by the comparator;
Further comprising: an LED driver driver for driving the LED driver driver. 제1항에 있어서,
상기 직렬 저항부에 포함된 각 저항은, 직렬로 연결되고,
상기 비교기단은, 상기 LED 조명 그룹을 구성하는 다수 개의 LED와 동일한 수의 비교기를 포함하는 것
을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.The method according to claim 1,
The resistors included in the series resistance section are connected in series,
The comparison base includes the same number of comparators as the plurality of LEDs constituting the LED lighting group
The LED lighting driver device comprising: 제1항에 있어서,
상기 각 저항을 연결하는 각 노드는,
상기 각 비교기에 대응하여 연결되고,
상기 각 비교기는,
각 노드마다 부과되는 전압과 상기 기준 전압을 입력받아 생성한 이진 신호를 XOR 논리 게이트단으로 전달하는 것
을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.The method according to claim 1,
Wherein each node connecting each of the resistors comprises:
And a comparator connected to each of the comparators,
Wherein each of the comparators comprises:
And transmitting a voltage to be applied to each node and a binary signal generated by receiving the reference voltage to the XOR logic gate terminal
The LED lighting driver device comprising: 제1항에 있어서,
상기 각 비교기는,
상기 기준 전압을 플러스 단자에 수신하고, 상기 직렬 저항부의 각 노드에 부과되는 전압을 마이너스 단자로 수신하는 것
을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the comparators comprises:
Receiving the reference voltage at a plus terminal and receiving a voltage to be applied to each node of the series resistor at a minus terminal
The LED lighting driver device comprising: 제2항에 있어서,
상기 XOR 논리 게이트단은 XOR 논리 연산에 의해 신호를 출력하며,
상기 출력 신호는 상기 스위치부를 동작시키는 신호인 것
을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.3. The method of claim 2,
The XOR logic gate stage outputs a signal by an XOR logic operation,
Wherein the output signal is a signal for operating the switch unit
The LED lighting driver device comprising: 제1항에 있어서,
상기 스위치부는,
상기 LED 조명 그룹을 구성하는 다수 개의 LED와 동일한 수의 파워 모스펫으로 구성되는 것
을 특징으로 하는 LED 조명 드라이버 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A plurality of LEDs constituting the LED lighting group and the same number of power MOSFETs
The LED lighting driver device comprising:
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