KR101448139B1 - 교류 직접 ｌｅｄ 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 교류 직접 구동(AC Direct drive) 방식을 사용하는 LED 구동 장치에서 정류된 전원의 크기를 측정하고 측정한 전원 크기에 기초하여 직렬로 접속되어 있는 LED를 순차적으로 구동하는 것이 아니라 일정한 크기의 전원이 공급되기 전까지는 직렬 접속되어 있는 LED의 맨 마지막에 위치하는 LED부터 역순으로 순차 구동하고 일정 크기의 전원이 공급되는 경우 직렬로 접속되어 있는 LED를 순서대로 순차 구동하여 직렬로 접속되어 있는 모든 LED의 소비 전력을 평균화하며 이로 인하여 LED의 직렬 접속 순서에 상관없이 LED의 수명을 평균화하며 직렬 접속되어 있는 모든 LED의 밝기를 통일시킬 수 있는 LED 구동 장치에 관한 것이다.

Description

교류 직접 ＬＥＤ 구동 장치{Apparatus for driving LED based on AC direct}
본 발명은 LED 구동 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 교류 직접 구동(AC Direct drive) 방식을 사용하는 LED 구동 장치에서 정류된 전원의 크기를 측정하고 측정한 전원 크기에 기초하여 직렬로 접속되어 있는 LED를 순차적으로 구동하는 것이 아니라 일정한 크기 이상의 전원이 공급되기 전까지는 직렬 접속되어 있는 LED의 맨 마지막에 위치하는 LED부터 역순으로 순차 구동하고 일정 크기 이상의 전원이 공급되는 경우 직렬로 접속되어 있는 LED를 순서대로 순차 구동하여 직렬로 접속되어 있는 모든 LED의 소비 전력을 동일화하며 이로 인하여 LED의 직렬 접속 순서에 상관없이 LED의 수명을 평균 연장하며 직렬 접속되어 있는 모든 LED의 밝기를 통일시킬 수 있는 LED 구동 장치에 관한 것이다.
최근 수명이 반영구적이면서도 소비전력이 매우 낮은 LED(light emitting diode)를 이용한 조명장치가 다양하게 소개되고 있다. LED는 다른 열변환 발광소자에 비해 안정적이고 신뢰성이 있으며, 전력소모가 작고, 그 수명도 길다. 현재, LED 기술은 비약적으로 발전하고 있고, 다양한 색상의 고효율, 고휘도의 LED가 출시되고 있다. LED 하나는 점광원으로 작용하지만, 복수의 LED가 모이면 선광원이나 면광원을 형성하여 조명장치로 활용될 수 있다.
LED를 이용한 조명등은 무엇보다 낮은 전력소모로 인해 에너지 절감 효과가 우수하다. 또한 각종 유해물질이 포함되고 수명이 짧은 기존의 전등을 대체함에 따라 환경오염을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
LED 조명등은 다수의 LED가 직렬로 접속되어 있는 LED부를 구비하는데, LED부를 구동하기 위해서는 직렬 접속된 LED의 순방향 동작 전압 합보다 큰 전압을 LED부로 인가하여야 한다. 통상적인 LED 구동 장치는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류시키고 다시 정류된 직류 전원을 스위치 모드 전원 공급기(Switch mode power supply, 이하 SMPS)를 통해 일정한 크기의 직류 전원으로 변환하여 LED부에 공급한다. 그러나 SMPS는 고속 스위칭을 통해 일정 크기의 직류 전원을 생성하며 이로 인하여 노이즈가 많이 발생되어 주변 회로 소자에 간섭을 일으켜 악영향을 주는 경우가 많다. 이러한 악영향을 보완하기 위하여 SMPS를 이용한 LED 구동 장치는 노이즈 필터 등 다른 회로 부품들이 추가적으로 사용되어야 하며 따라서 부피와 무게가 커지고 비용이 상승한다는 문제점을 가진다.
종래 SMPS를 이용한 LED 구동 회로가 가지는 문제점을 해결하기 위하여 LED의 교류 직접 구동 방식이 개발되어 사용되고 있다. 교류 직접 구동 방식(AC Direct drive)이란 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류시키고 정류된 직류 전원을 스위치 모드 전원 공급기(Switch mode power supply, SMPS)를 통해 일정한 크기의 직류 전원으로 변환하여 LED로 공급하는 대신 정류된 직류 전원을 그대로 LED로 공급하여 LED를 구동하는 방식을 의미한다.
도 1은 종래 교류 직접 구동 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고로 살펴보면, 전원부(10)는 상용 교류 전원을 제공하며 정류부(20)는 전원부(10)로부터 제공된 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. 여기서 정류부(20)는 브리지 다이오드 정류 회로를 포함하여 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 다양한 정류회로가 사용될 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다. 정류부(20)를 통해 정류된 직류 전원은 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 0도에서 0V크기를 가지며, 45도에서 최대 전원 크기의 70.7%의 크기를 가지며, 90도에서 100% 최대 크기를 가진다.
정류부(20)는 5개 LED가 직렬로 접속되어 있는 LED부(40)로 정류 직류 전원을 인가하는데, 전원 측정부(50)는 LED부(40)로 인가되는 전원의 크기를 측정한다. 여기서 LED부(40)는 서로 다른 수의 LED가 직렬로 접속될 수 있다.
발광 제어부(30)는 전원 측정부(50)에서 측정한 전원 크기에 기초하여 LED부(40)로 인가되는 전원의 크기에 따라 LED부(40)에서 직렬 접속된 최대 수의 LED가 구동되도록 구동 제어한다. 보다 구체적으로 발광 제어부(30)의 동작을 살펴보면, 제어 신호 생성부(31)는 측정한 전원 크기와 LED부(40)를 구성하는 각 LED의 동작 전압(Vf)에 기초하여 측정한 전원 크기(V)가 V≤2Vf인 경우 제1 스위치(SW1)를 온 제어하고 나머지 스위치(SW2, SW3, SW4, SW5)는 오프 제어하여 LED부(40)의 맨 처음에 위치하는 LED만을 구동 제어한다. 측정 전원 크기(V)가 점차 증가하여 측정 전원 크기(V)가 2Vf≤V≥3Vf인 경우 제2 스위치(SW2)를 온 제어하고 나머지 스위치(SW1, SW3, SW4, SW5)는 오프 제어하여 LED부(40)의 맨 처음과 다음에 위치하는 LED를 순서대로 순차적으로 구동 제어한다. 이와 동일한 방식으로 측정 전원 크기(V)가 V≥5Vf인 경우 모든 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5)는 오프 제어하여 LED부(40)를 구성하는 모든 LED를 직렬 접속 순서대로(L1->L2->L3->L4->5) 순차적으로 구동 제어한다.
도 1을 참고로 설명한 종래 교류 직접 구동 장치의 경우 LED부로 인가되는 전원의 크기에 기초하여 LED부로 인가되는 전원의 크기에 따라 직렬 접속되어 있는 LED를 순서대로 순차적으로 구동 제어한다. 따라서 직렬 접속되어 있는 다수의 LED 중 맨 처음에 위치하는 LED는 변화하는 크기의 인가 전원에 상관없이 거의 대부분 구동 제어되는 반면, 마지막에 위치하는 LED는 최고 전압이 인가되는 경우에만 구동 제어된다. 따라서 LED부(40)를 구성하는 다수 LED의 평균 소비 전력이 서로 다르게 되며, 이로 인하여 LED부(40)를 구성하는 LED의 평균 수명도 상이하게 된다는 문제점을 가진다. 더욱이 LED부(40)에서 직렬 접속되어 있는 LED의 밝기가 접속 위치에 따라 서로 상이하여 조명등으로 사용하는데 문제점이 있다.
본 발명은 위에서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은 측정 전원 크기에 따라 일정 크기 이하의 전원이 인가되기 전까지는 직렬 접속되어 있는 LED의 맨 마지막부터 역순으로 순차적으로 구동하고 일정 크기 이상의 전원이 인가되는 경우 직렬 접속되어 있는 LED를 다시 순서대로 순차적으로 구동하여 LED부의 LED 수명을 평균화시킬 수 있는 LED 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 다수의 LED가 직렬 접속되어 있는 LED 조명등에서 LED로 인가되는 전원의 크기에 따라 LED의 구동 순서를 변경하여 LED 조명등에서 전체 LED가 동일하게 밝은 LED 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 다단 저감회로를 통해 교류 직접 구동 방식에서 깜박거림을 방지하는 LED 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LED 구동 장치는 교류 전원을 정류하여 정류 전원을 공급하는 전원부와, 서로 직렬로 접속된 하나 이상의 LED를 구비하는 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹을 구비하며 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부와, 전원부로부터 LED부로 공급되는 전원의 크기를 측정하는 전원 측정부와, 측정한 전원 크기에 기초하여 LED부의 LED 발광 순서를 제2 LED 그룹의 LED를 역순서로 순차적 발광 제어하거나 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹을 순서대로 발광 제어하는 발광 제어부를 포함하며, 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹은 서로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
발광 제어부는 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우 제2 LED 그룹의 LED 중 맨 마지막에 접속되어 있는 LED부터 역순으로 순차적으로 발광 제어하며, 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 큰 경우 제1 LED 그룹의 맨 처음 위치하는 LED부터 순서대로 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹의 LED를 순차적으로 발광 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 제1 임계 크기는 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기의 합인 것을 특징으로 한다.
제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수(n)은 아래의 수학식(1)과 같으며,
[수학식 1]
Figure 112012060500996-pat00001
여기서 t는 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹을 구성하는 전체 LED의 수이며, (t/2)i는 t/2의 내림 정수이다.
발광 제어부는 측정한 전원 크기와 제1 임계 크기를 비교하고 비교 결과값을 출력하는 비교부와, 비교 결과에 기초하여 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우, 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기와 측정한 전원 크기에 기초하여 제2 LED 그룹에서 발광 제어할 LED를 역순으로 제1 선택하고 제1 선택한 제2 LED 그룹의 LED에 전원을 공급 제어하는 제1 공급 제어부와, 비교 결과에 기초하여 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 큰 경우 측정한 전원 크기와 제1 그룹의 LED 구동 전원 크기 합 사이의 차 및 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기에 기초하여 제2 LED 그룹에서 발광 제어할 LED를 순서대로 선택하고 제1 LED 그룹의 LED와 선택한 제2 LED 그룹의 LED로 전원을 공급 제어하는 제2 공급 제어부를 구비한다.
LED 구동 장치는 전원부와 LED부에 병렬 접속되어 전원부로부터 LED부로 공급되는 전원을 충전하며, 전원부의 공급 전원 크기가 충전 전원의 크기보다 낮은 경우 전원부의 공급 전원 크기를 유지시켜주는 저감부를 더 포함한다.
바람직하게, 저감부는 직렬 접속된 다수의 단위 저감부로 구성되며, 단위 저감부는 전원부의 공급 전원을 충전하는 콘덴서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 전원 측정부는 LED부로 공급되는 전류 또는 전압의 크기를 측정하며, 측정한 전류 또는 전압의 크기에 기초하여 LED부로 공급되는 전원 크기를 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 전원 측정부는 LED부로 공급되는 전원의 위상을 측정하며, 측정한 전원 위상에 기초하여 LED부로 공급되는 전원 크기를 판단한다.
본 발명에 따른 LED 교류 직접 구동 장치는 종래 LED 교류 직접 구동 장치와 비교하여 다음과 같은 다양한 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 LED 구동 장치는 측정 전원 크기에 따라 직렬 접속되어 있는 LED의 맨 마지막부터 역순으로 또는 맨 처음부터 순서대로 구동함으로써, LED부를 구성하는 LED의 수명을 평균화시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 LED 구동 장치는 측정 전원 크기에 따라 직렬 접속되어 있는 LED의 맨 마지막부터 역순으로 또는 맨 처음부터 순서대로 구동함으로써, 다수의 LED가 직렬 접속되어 있는 LED 조명등에서 전체 LED가 동일하게 밝도록 구동 제어할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 LED 구동 장치는 저감회로를 통해 정류부에서 LED부로 인가되는 전원을 충전함으로써, 정류부에서 제공되는 전원이 낮아져 LED가 일시적으로 오프되는 않아 깜박거림을 방지할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른 LED 구동 장치는 직렬로 접속되어 있는 단위 저감회로를 다단으로 구성하여 단계적으로 LED부로 충전 전원을 제공할 수 있으며 낮은 용량의 커패시터로 저감회로를 구성할 수 있다.
도 1은 종래 교류 직접 구동 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 정류부를 통해 정류된 전원의 일 예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광 제어부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 도 6은 도 4에 도시되어 있는 발광 제어부의 동작 상태 예를 도시하고 있다.
도 7은 도 5와 도 6에 도시되어 있는 발광 제어부의 동작 상태에 따라 LED부를 구성하는 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED 발광 상태를 도식적으로 도시하고 있는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 LED 구동 장치의 회로도의 일 예를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 저감부의 일 예에 따른 회로도를 도시하고 있다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 LED 구동 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 전원부(110)는 상용 교류 전원을 제공하며 정류부(120)는 전원부(110)로부터 제공된 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. 여기서 정류부(120)는 브리지 다이오드 정류 회로를 포함하여 교류 전원을 시간에 따라 크기가 변하는 사인(sine) 파형의 직류 전원으로 정류하는 다양한 정류 회로가 사용될 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들어, 전원부(110)에서 상용 교류 전원이 입력되는 경우 정류부(120)에서 정류된 직류 전원은 0도에서 0V크기를 가지며, 45도에서 최대 전원 크기의 70.7%의 크기를 가지며, 90도에서 100% 최대 크기를 가지며 이후에는 다시 135도에서 최대 전원 크기의 70.7%의 크기를 가지며 180도에서 0V의 크기를 가지는 파형이 반복된다.
정류부(120)는 5개 LED가 직렬로 접속되어 있는 LED부(140)로 정류 직류 전원을 인가하는데, LED부(140)는 하나 이상의 LED가 서로 직렬로 접속되어 있는 제1 LED 그룹(G1)과 하나 이상의 LED가 서로 직렬로 접속되어 있는 제2 LED 그룹(G2)을 구비하며 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹은 서로 직렬로 접속되어 있다. LED부(140)는 정류부(120)로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광한다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 LED부(140)는 서로 다른 수의 LED가 직렬 접속될 수 있다.
전원 측정부(150)는 정류부(120)로부터 LED부(140)로 공급되는 전원의 크기를 측정하며, 발광 제어부(130)는 측정한 전원 크기에 기초하여 LED부(140)의 LED 발광 순서를 제2 LED 그룹(G2)의 맨 마지막에 위치하는 LED부터 역순서로 순차적 발광 제어하거나, 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED를 제1 LED 그룹(G1)의 맨 처음 위치하는 LED부터 순서대로 발광 제어한다.
본 발명에 따른 발광 제어부는 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우 제2 LED 그룹(G2)의 LED 중 맨 마지막에 접속되어 있는 LED부터 역순으로 순차적으로 발광 제어하며, 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 큰 경우 제1 LED 그룹(G1)의 맨 처음 위치하는 LED부터 순서대로 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED를 순차적으로 발광 제어한다.
본 발명의 일 예에 따른 전원 측정부(150)는 LED부(140)로 공급되는 전류 또는 전압의 크기를 측정하며, 측정한 전류 또는 전압의 크기에 기초하여 LED부(140)로 공급되는 전원 크기를 판단할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 일 예에 따른 전원 측정부(150)는 LED부(140)로 공급되는 전원의 위상을 측정하며, 측정한 전원 위상에 기초하여 LED부(140)로 공급되는 전원 크기를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 제어부(130)를 보다 구체적으로 살펴보면, 발광 제어부(130)는 비교부(131), 제1 공급 제어부(133)와 제2 공급 제어부(135)를 구비하여 구성된다. 비교부(131)는 측정한 전원 크기와 제1 임계 크기를 비교하고 비교 결과값을 출력한다. 제1 공급 제어부(133)와 제2 공급 제어부(135)는 비교 결과 신호에 기초하여 제2 LED 그룹(G2)의 LED를 역순으로 순차적으로 구동 제어하거나 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED를 순서대로 순차적으로 구동 제어한다.
먼저, 제1 공급 제어부(133)는 비교부(131)의 비교 결과에 기초하여 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우, 제2 LED 그룹(G2)을 구성하는 LED의 구동 전원 크기와 측정한 전원 크기에 기초하여 제2 LED 그룹(G2)에서 발광 제어할 LED를 역순으로 제1 선택하고 제1 선택한 제2 LED 그룹(G2)의 LED에 전원을 공급 제어한다. 즉, 제1 공급 제어부(133)는 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우, 측정한 전원 크기와 제2 LED 그룹(G2)의 LED 구동 전원에 기초하여 제2 LED 그룹(G2)에서 직렬 접속된 최대 수의 LED가 역순(L5->L4)으로 발광되도록 구동 제어한다.
한편, 제2 공급 제어부(135)는 비교부(131)의 비교 결과에 기초하여 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 큰 경우, 측정한 전원 크기와 제1 LED 그룹의 LED 구동 전원 크기 합 사이의 차 및 제2 LED 그룹(G2)을 구성하는 LED의 구동 전원 크기에 기초하여 제2 LED 그룹(G2)에서 발광 제어할 LED를 순서대로 제2 선택하고, 제1 LED 그룹의 LED(G1)와 제2 선택한 제2 LED 그룹(G2)의 LED로 전원을 공급 제어한다. 즉, 제2 공급 제어부(135)는 측정한 전원 크기가 제2 임계 크기보다 큰 경우, 제1 LED 그룹(G1)의 LED를 직렬 접속되어 있는 순서대로 순차적으로 발광되도록 구동 제어하며 측정한 전원 크기와 제1 LED 그룹의 LED 구동 전원 크기 합 사이의 차 및 제2 LED 그룹(G2)을 구성하는 LED의 구동 전원 크기에 기초하여 제2 LED 그룹(G2)에서 직렬 접속된 최대 수의 LED가 순서대로 발광되도록 구동 제어한다. 따라서 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 큰 경우에는 직렬 접속되어 있는 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED는 순서대로 순차적으로(L1->L2->L3->L4->5) 발광되도록 구동 제어된다.
여기서 제1 임계 크기는 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기의 합인 것을 특징으로 한다.
한편, 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수(n)은 아래의 수학식(1)과 같으며,
[수학식 1]
Figure 112012060500996-pat00002
여기서 t는 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)을 구성하는 전체 LED의 수이며, (t/2)i는 t/2의 내림 정수이다. 즉, 제1 임계 크기는 LED부(140)를 구성하는 전체 LED의 수에 따라 다르게 설정될 수 있는데, 기본적으로 제1 임계 크기는 제1 LED 그룹(G1)에 구비되어 있는 LED의 구동 전원 크기의 합과 동일하게 설정된다. 따라서, 제1 LED 그룹(G1)을 구성하는 LED의 구동 전원 크기의 합보다 작은 전원이 LED부(140)로 인가되는 경우 제2 LED 그룹(G2)의 맨 마지막에 위치하는 LED부터 역순으로 순차적으로 발광 구동 제어하며, 제1 임계 크기보다 큰 전원이 LED부(140)로 인가되는 경우 제1 LED 그룹(G1)의 맨 처음 위치하는 LED부터 순서대로 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED를 순차적으로 발광 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 발광 제어부의 일 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 5와 도 6은 도 4에 도시되어 있는 발광 제어부의 동작 상태 예를 도시하고 있다.
도 4를 참고로 살펴보면, LED부(14)를 구성하는 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)은 서로 직렬로 접속되어 있는데, 제1 LED 그룹(G1)에는 3개의 LED(L1, L2, L3)가 직렬로 접속되어 있으며, 제2 LED 그룹(G2)에는 2개의 LED(L4, L5)가 제1 LED 그룹(G1)의 맨 마지막에 위치하는 LED(L3)에 직렬로 접속되어 있다. 여기서 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)을 구성하는 LED는 서로 동일한 동작 전압(Vf)를 가지는 것으로 가정한다.
도 5(a)를 참고로 살펴보면, LED부(140)로 인가되는 전원의 크기(V)가 제1 임계 크기보다 작고 V≤2Vf인 경우 제1 제어 유닛(CC1)은 온 제어되어 LED부(140)로 인가되는 전원이 제2 LED 그룹(G2)의 맨 마지막에 위치하는 LED(L5)로 흐르도록 제어되어 제2 LED 그룹(G2)의 맨 마지막에 위치하는 LED(L5)가 발광된다. 도 5(b)를 참고로 살펴보면, LED부(140)로 인가되는 전원의 크기가 시간 경과에 따라 증가하여 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기(V)가 제1 임계 크기보다 작고 2Vf≤V≤3Vf인 경우 제2 제어 유닛(CC2)은 온 제어되어 LED부(140)로 인가되는 전원이 제2 LED 그룹(G2)의 처음에 위치하는 LED(L4)와 다음에 위치하는 LED(L5)로 흐르도록 제어되어 제2 LED 그룹(G2)의 LED(L5, L4)가 발광된다.
한편, 도 6(c)를 참고로 살펴보면, LED부(140)로 인가되는 전원의 크기가 시간 경과에 따라 증가하여 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기(V)가 제1 임계 크기보다 크고 3Vf≤V≤4Vf인 경우 제3 제어 유닛(CC3)은 온 제어되어 LED부(140)로 인가되는 전원이 제1 LED 그룹(G2)에 위치하는 LED(L1, L2, L3)로 흐르도록 제어되어 제1 LED 그룹(G1)에 위치하는 LED가 순서대로 순차적으로 발광된다. 도 6(d)를 참고로 살펴보면, LED부(140)로 인가되는 전원의 크기가 시간 경과에 따라 증가하여 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기(V)가 제1 임계 크기보다 크고 4Vf≤V≤5Vf인 경우 제4 제어 유닛(CC4)과 스위치(SW)는 온 제어되어 LED부(140)로 인가되는 전원이 제1 LED 그룹(G1)에 위치하는 LED(L1, L2, L3)와 제2 LED 그룹(G2)에 위치하는 LED(L4)로 흐르도록 제어되어 제1 LED 그룹(G1)에 위치하는 LED와 제2 LED 그룹(G2)에 위치하는 LED들(L1, L2, L3, L4)이 순서대로 순차적으로 발광된다. 한편, 도 6(e)를 참고로 살펴보면 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기가 시간 경과에 따라 증가하여 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기(V)가 제1 임계 크기보다 크고 5Vf≤V인 경우 제5 제어 유닛(CC5)은 온 제어되어 LED부(140)로 인가되는 전원이 제1 LED 그룹(G1)에 위치하는 LED(L1, L2, L3)와 제2 LED 그룹(G2)에 위치하는 LED(L4, L5)로 흐르도록 제어되어 제1 LED 그룹(G1)에 위치하는 LED와 제2 LED 그룹(G2)에 위치하는 LED들(L1, L2, L3, L4, L5)이 순서대로 순차적으로 발광된다.
도 7은 도 5와 도 6에 도시되어 있는 발광 제어부의 동작 상태에 따라 LED부를 구성하는 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)의 LED 발광 상태를 도식적으로 도시하고 있는 도면이다.
도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, LED부로 인가되는 전원의 크기가 증가함에 따라 제2 LED 그룹(G2)의 맨 마지막에 위치하는 LED(L5)부터 역순서(L5_->L4)로 발광 구동되며, 시간이 경과하여 LED부 인가되는 전원의 크기가 제1 임계 크기를 초과하는 경우, 제1 LED 그룹의 처음에 위치하는 LED(L1)부터 순서대로 순차적으로(L1->L2->L3->L4->5) 발광 구동된다.
도 8은 본 발명에 따른 LED 구동 장치의 회로도의 일 예를 도시하고 있다. 도 4와 도 8의 LED 발광 제어부 또는 LED 구동 장치 회로도는 일 예로서 LED부를 구성하는 LED의 구동 순서를 인가되는 전원 크기에 따라 역순서 또는 순서대로 순차 제어하기 위해 다양한 설계 변경이 가능하며 이는 본 발명의 범위에 속한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 도 3에서 설명한 것과 동일하게 전원부(110)는 상용 교류 전원을 제공하며 정류부(120)는 전원부(110)로부터 제공된 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. LED부(140)는 서로 직렬로 접속된 하나 이상의 LED를 구비하는 제1 LED 그룹(G1)과 제2 LED 그룹(G2)을 구비하며 정류부(120)로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광한다.
전원 측정부(150)는 정류부(120)로부터 LED부(140)로 공급되는 전원의 크기를 측정하며, 발광 제어부(130)는 측정한 전원 크기에 기초하여 LED부(140)의 LED 발광 순서를 제2 LED 그룹(G2)의 LED를 역순서로 순차적 발광 제어하거나 제1 LED 그룹(G1)과 상기 제2 LED 그룹(G2)을 순서대로 발광 제어한다.
정류부(120)와 LED부(140)에는 병렬로 저감부(160)가 접속되어 있다. 정류부(120)에서 정류되어 LED부(140)로 인가되는 전원 크기는 2배 주파수에서 LED부(140)의 LED 중 어떠한 LED도 구동할 수 없는 크기의 전원을 가지는데, 이로 인하여 순간적인 깜박거림이 발생한다. 저감부(160)는 정류부(120)에서 LED부(140)로 인가되는 전원을 충전하고 있다가 정류부(120)에서 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기가 저감부(160)에 충전된 전원의 크기보다 작은 경우 충전 전원을 방전하여 LED부(140)로 인가되는 전원의 크기를 일시적으로 유지시켜 LED 조명등의 깜박거림이 발생하는 것을 방지한다.
도 10은 본 발명에 따른 저감부의 일 예에 따른 회로도를 도시하고 있다.
도 10을 참고로 살펴보면, 저감부(160)는 서로 직렬로 접속되어 있는 다수 단위 저감부(DU)로 구성될 수 있다. 단위 저감부(DU)는 낮은 용량의 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5)를 구비하고 있는데, 단위 저감부(DU)의 수는 본 발명이 적용되는 분야에 따라 또는 LED부(140)를 구성하는 LED 수와 동작전압에 따라 단위 저감수의 단수를 상이하게 할 수 있다. 저감부(160)를 구성하는 단위 저감부(DU)의 단수를 늘릴수록 각 커패시터에서 충전되는 전원의 크기가 낮아지며 커패시터의 용량을 작게 설계할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10, 110: 전원부 20, 120: 정류부
30, 130: 발광 제어부 40, 140: LED부
50, 150: 전원 측정부 131: 비교부
133: 제1 공급 제어부 135: 제2 공급 제어부

Claims (9)

  1. 교류 전원을 정류하여 정류 전원을 공급하는 전원부;
    서로 직렬로 접속된 하나 이상의 LED를 구비하는 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹을 구비하며 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 이용하여 발광하는 LED부;
    상기 전원부로부터 상기 LED부로 공급되는 전원의 크기를 측정하는 전원 측정부; 및
    상기 측정한 전원 크기에 기초하여 상기 LED부의 LED 발광 순서를 상기 제2 LED 그룹의 LED를 역순서로 순차적 발광 제어하거나 상기 제1 LED 그룹과 상기 제2 LED 그룹을 순서대로 발광 제어하는 발광 제어부를 포함하며;
    상기 제1 LED 그룹과 상기 제2 LED 그룹은 서로 직렬로 접속되어 있으며,
    상기 발광 제어부는
    상기 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우 상기 제2 LED 그룹의 LED 중 맨 마지막에 접속되어 있는 LED부터 역순으로 순차적으로 발광 제어하며,
    상기 측정한 전원 크기가 상기 제1 임계 크기보다 큰 경우 상기 제1 LED 그룹의 맨 처음 위치하는 LED부터 순서대로 상기 제1 LED 그룹과 상기 제2 LED 그룹의 LED를 발광 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 임계 크기는 상기 제1 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기의 합인 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 수(n)은 아래의 수학식(1)과 같으며,
    [수학식 1]
    Figure 112012060500996-pat00003

    여기서 t는 상기 제1 LED 그룹과 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 전체 LED의 수이며, (t/2)i는 t/2의 내림 정수인 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 발광 제어부는
    상기 측정한 전원 크기와 제1 임계 크기를 비교하고 비교 결과값을 출력하는 비교부;
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 작은 경우, 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기와 상기 측정한 전원 크기에 기초하여 상기 제2 LED 그룹에서 발광 제어할 LED를 역순으로 제1 선택하고 상기 제1 선택한 제2 LED 그룹의 LED에 상기 전원을 공급 제어하는 제1 공급 제어부; 및
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 측정한 전원 크기가 제1 임계 크기보다 큰 경우, 상기 측정한 전원 크기와 상기 제1 LED 그룹의 LED 구동 전원 크기 합 사이의 차 및 상기 제2 LED 그룹을 구성하는 LED의 구동 전원 크기에 기초하여 상기 제2 LED 그룹에서 발광 제어할 LED를 순서대로 선택하고, 상기 제1 LED 그룹의 LED와 상기 선택한 제2 LED 그룹의 LED로 상기 전원을 공급 제어하는 제2 공급 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 LED 구동 장치는
    상기 전원부와 상기 LED부에 병렬 접속되어 상기 전원부로부터 상기 LED부로 공급되는 전원을 충전하며, 상기 전원부의 공급 전원 크기가 상기 충전 전원의 크기보다 낮은 경우 상기 전원부의 공급 전원 크기를 유지시켜주는 저감부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 저감부는 직렬 접속된 다수의 단위 저감부로 구성되며,
    상기 단위 저감부는 상기 전원부의 공급 전원을 충전하는 콘덴서를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 측정부는
    상기 LED부로 공급되는 전류 또는 전압의 크기를 측정하며, 상기 측정한 전류 또는 전압의 크기에 기초하여 상기 LED부로 공급되는 전원 크기를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
  9. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 측정부는
    상기 LED부로 공급되는 전원의 위상을 측정하며, 측정한 전원 위상에 기초하여 상기 LED부로 공급되는 전원 크기를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 구동 장치.
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