KR101474075B1 - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디밍 신호의 전압 레벨이 일정 레벨 이하이면 소등 신호로 인식하거나, 소등 신호를 입력받은 경우 발광 다이오드에 인가되는 전압을 발광 다이오드의 문턱 전압 이하로 출력하여 발광 다이오드를 소등하는 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것으로, 검출된 구동 전원의 상태에 따라 입력 전원을 상기 구동 전원으로 변환하여 발광 다이오드에 공급하는 구동부; 및 상기 구동부로부터 상기 발광 다이오드에 공급되는 상기 구동 전원의 전원 상태를 검출하고, 사전에 설정된 소등 신호가 입력되면, 상기 구동 전원의 상태를 나타내는 검출 전압을 가변하여 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 발광 다이오드의 문턱 전압보다 낮게 제어하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제안한다.

Description

발광 다이오드 구동 장치{LIGHT EMITTING DIODES DRIVINIG APPARATUS}
본 발명은 발광 다이오드의 점등 및 소등이 가능한 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 발광 다이오드(LED)에 관한 관심과 수요가 증가하고 있다.
이러한 발광 다이오드를 사용한 기기는 컴팩트한 제작이 가능해 기존 전자 제품으로는 설치가 어려운 장소에도 사용할 수 있고, 조명으로 사용되는 경우 다양한 색상 구현 및 조도 조절이 용이하여 영화 감상, 독서, 회의 등 상황에 적합한 시스템 조명으로써 사용이 가능하다.
또한, 전력소모가 백열등의 1/8 수준으로 수명은 5~10배인 5~10만시간이고, 무수은 광원으로 친환경적이며 다양한 디자인이 가능하다.
이러한 특징으로 인해, 한국을 비롯하여 미국, 일본, 호주 등 많은 국가에서 발광 다이오드 조명 사업을 국책 사업으로 추진하고 있다.
상술한 바와 같이, 그 사용이 증가 추세에 있는 발광 다이오드는 발광 다이오드를 구동시키기 위한 구동 장치를 필요로 하는데, 하기의 선행 기술 문헌과 같이, 디밍 신호에 따라 발광 다이오드 어레이에 공급되는 전원을 제어하기 위한 스위치가 발광 다이오드 어레이의 종단에 각각 채용되어 발광 다이오드 어레이에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
그러나, 조명의 소등과 같은 경우에는 별도의 온/오프 신호를 제공받아 구동 장치로부터의 전원 공급을 차단하게 되어 이를 위한 별도의 제어 회로가 필요하게 되며, 이에 따라 구동 장치의 회로가 복잡하고 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.
국내공개특허공보 제10-2012-0003270호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 디밍 신호의 전압 레벨이 일정 레벨 이하이면 소등 신호로 인식하거나, 소등 신호를 입력받은 경우 발광 다이오드에 인가되는 전압을 발광 다이오드의 문턱 전압 이하로 출력하여 발광 다이오드를 소등하는 발광 다이오드 구동 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로는 검출된 구동 전원의 상태에 따라 입력 전원을 상기 구동 전원으로 변환하여 발광 다이오드에 공급하는 구동부; 및 상기 구동부로부터 상기 발광 다이오드에 공급되는 상기 구동 전원의 전원 상태를 검출하고, 사전에 설정된 소등 신호가 입력되면, 상기 구동 전원의 상태를 나타내는 검출 전압을 가변하여 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 발광 다이오드의 문턱 전압보다 낮게 제어하는 제어부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 구동 전원을 검출한 검출 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 구동 전원의 전압 레벨을 가변시키는 비교기; 상기 검출 전압이 입력되는 상기 비교기의 제1 입력단과 접지 사이에 직렬 연결된 제1 저항; 상기 제1 저항에 병렬 연결되는 제2 저항; 및 상기 제2 저항의 일단과 접지 사이에 채용되어 상기 소등 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프하는 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 구동 전원을 검출한 검출 전압과 사전에 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 구동 전원의 전압 레벨을 가변시키는 비교기; 상기 검출 전압이 입력되는 상기 비교기의 제1 입력단과 접지 사이에 직렬 연결된 제1 저항; 사전에 설정된 전압을 제공하는 전압원; 서로 직렬 연결되고 상기 전압원에 병렬 연결되는 제2 저항 및 제3 저항; 상기 제3 저항에 병렬 연결되는 제4 저항; 및 상기 제4 저항의 일단과 접지 사이에 채용되어 상기 소등 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프하는 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 소등 신호는 디밍 신호, 발광 다이오드 소등 신호, 프로텍션 신호 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 교류 전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부에 의해 정류된 전원을 스위칭하여 전원을 변환하는 변환부; 상기 변환부에 의해 변환된 전원을 사전에 설정된 권선비에 따라 변압하는 트랜스포머; 및 상기 트랜스포머로부터의 전원의 전압 레벨을 조정하여 상기 구동 전원을 제공하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변환부는 정류된 전원을 스위칭하여 전압과 전류 간의 위상차를 보정하고, 보정된 직류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 직류 전원으로 변환할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변환부는 상기 제어부의 검출 전압에 따라 스위칭된 전원의 전압 레벨을 가변할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동 제어부는 상기 제어부의 검출 전압에 따라 상기 구동 전원의 전압 레벨을 가변할 수 있다.
본 발명에 따르면, 디밍 신호의 전압 레벨이 일정 레벨 이하이면 소등 신호로 인식하거나, 소등 신호를 입력받은 경우 발광 다이오드에 인가되는 전압을 발광 다이오드의 문턱 전압 이하로 출력하여 회로 구성을 간소화할 수 있으며 제조 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시형태의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시형태의 개략적인 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시형태의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시형태(100)는 구동부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
구동부(110)는 정류부(111), 변환부(112), 트랜스포머(113) 및 구동 제어부(114)를 포함할 수 있다.
정류부(111)는 교류 전원을 정류할 수 있으며, 변환부(112)는 정류된 직류 전원을 스위칭하여 직류/직류 변환 동작을 수행할 수 있으며, 도시되지 않았지만, 직류/직류 변환 동작시 역률 보정 동작을 수행할 수도 있다.
트랜스포머(113)는 사전에 설정된 권선비를 가지며, 변환부(112)로부터의 스위칭된 전원을 변압하여 출력할 수 있다.
구동 제어부(114)는 트랜스포머(113)에 의해 변압된 직류 전원을 발광 다이오드의 구동이 가능한 구동 전원(Vo)으로 변환하여 발광 다이오드(LED)에 공급할 수 있다.
구동 제어부(114)는 외부로부터의 디밍(dimming) 신호에 따라 구동 전원의 전원 상태를 조정하여 발광 다이오드(LED)로부터의 발광량을 조절할 수 있다.
제어부(120)는 외부로부터의 소등 신호에 따라 변환부(112) 및/또는 구동 제어부(114)의 전원 출력을 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어부(120)는 비교기(OP)와, 제1 및 제2 저항(R1,R2) 및 스위치(S)를 포함할 수 있다.
비교기(OP)는 구동 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 기준 전압의 레벨을 비교하여 그 비교 결과에 따라 변환부(112) 및/또는 구동 제어부(114)의 전원 출력을 제어할 수 있다.
변환부(112) 및/또는 구동 제어부(114)는 비교기(OP)로부터의 비교 신호에 따라 전원 변환 동작을 제어하여 전원 출력을 제어할 수 있다.
보다 상세하게는, 변환부(112) 및/또는 구동 제어부(114)는 비교기(OP)로부터의 비교 신호에 따라 전원 변환 동작을 제어하여 발광 다이오드(LED) 구동에 적절한 전원을 출력할 수 있으며, 구동 제어부(114)는 외부로부터의 디밍 신호에 따라 구동 전원(Vo)의 전압 또는 전류 레벨을 조정하여 입력받은 디밍 신호에 적합하게 발광 다이오드(LED)의 발광량을 조절할 수 있다.
이때, 외부로부터의 디밍 오프, 발광 다이오드 소등 또는 프로텍션과 같은 소등 신호가 입력되는 경우, 비교기(OP)에 입력되는 LED 전압은 구동 전원(Vo)의 전압 레벨이 가공되어 입력될 수 있다.
즉, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)이 비교기(OP)에 구동 전원(Vo)이 입력되는 단자에 병렬 연결되고, 제2 저항(R2)의 일단과 접지 사이에는 스위치(S)가 연결되어 소등 신호의 유무에 따라 스위칭 온/오프되어 비교기(OP)에 구동 전원(Vo)이 입력되는 단자의 임피던스가 가변되어 비교기(OP)에 입력되는 LED 전압은 구동 전원(Vo)의 전압 레벨이 가동되어 입력될 수 있다.
비교기(OP)로부터의 비교 결과가 소등에 해당하는 비교 결과인 경우 변환부(112) 및/또는 구동 제어부(114)는 구동 전원(Vo)의 전압 레벨이 발광 다이오드(LED)의 문턱 전압 이하가 되도록 전원 변환 동작을 제어하여 별도의 소등 회로를 채용하지 않고 발광 다이오드(LED)를 소등시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시형태의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시형태(200)의 제어부(220)는 도 1에서의 제어부(120)의 동작과 달리 상기 소등 신호가 입력하는 경우 기준 전압을 가변할 수 있다.
이를 제외하고, 도 2의 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시형태(200)가 구비하는 구동부(210)의 정류부(211), 변환부(212), 트랜스포머(213) 및 구동 제어부(214)의 동작 및 기능은 도 1에서의 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 일 실시형태(100)에서의 구동부(110)의 정류부(111), 변환부(112), 트랜스포머(113) 및 구동 제어부(114)의 동작 및 기능과 동일 및 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2의 본 발명의 발광 다이오드 구동 장치의 다른 일 실시형태(200)에서 제어부(220)는 비교기(OP), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)과 전압원(V) 및 스위치(S)를 포함할 수 있다.
비교기(OP)는 구동 전원의 전압 레벨과 기준 전압의 레벨을 비교하여 그 비교 결과에 따라 변환부(212) 및/또는 구동 제어부(214)의 전원 출력을 제어할 수 있다.
제1 저항(R1)은 비교기(OP)의 구동 전원이 입력되는 단자에 연결될 수 있고, 제2 저항(R2), 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)은 비교기(OP)의 기준 전압이 입력되는 단자에 연결될 수 있다.
외부로부터의 디밍 오프, 발광 다이오드 소등 또는 프로텍션과 같은 소등 신호가 입력되는 경우, 비교기(OP)에 입력되는 기준 전압은 정상 상태에서의 전압원(V)으로부터의 전압이 가공되어 입력될 수 있다.
즉, 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)은 전압원(V)으로부터의 전압을 분압하여 비교기(OP)에 기준 전압을 제공할 수 있다. 이때, 외부로부터의 디밍 오프, 발광 다이오드 소등 또는 프로텍션과 같은 소등 신호가 입력되는 경우, 비교기(OP)에 입력되는 기준 전압은 전압원(V)으로부터의 전압이 제4 저항(R4)에 의해 가공되어 입력될 수 있다.
즉, 제4 저항(R4)은 제3 저항(R3)에 병렬 연결되고, 제4 저항(R4)의 일단과 접지 사이에는 스위치(S)가 연결되어 소등 신호의 유무에 따라 스위칭 온/오프되어 비교기(OP)에 분압 저항비가 가변되어 비교기(OP)에 입력되는 기준 전압은 소등 신호의 유무에 따라 가변되어 입력될 수 있다.
비교기(OP)로부터의 비교 결과가 소등에 해당하는 비교 결과인 경우 변환부(112) 및/또는 구동 제어부(114)는 구동 전원(Vo)의 전압 레벨이 발광 다이오드(LED)의 문턱 전압 이하가 되도록 전원 변환 동작을 제어하여 별도의 소등 회로를 채용하지 않고 발광 다이오드(LED)를 소등시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 디밍 신호의 전압 레벨이 일정 레벨 이하이면 소등 신호로 인식하거나, 소등 신호를 입력받은 경우 발광 다이오드에 인가되는 전압을 발광 다이오드의 문턱 전압 이하로 출력하여 회로 구성을 간소화할 수 있으며 제조 비용을 저감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100,200: 발광 다이오드 구동 장치
110,210: 구동부
111,211: 정류부
112,212: 변환부
113,213: 트랜스포머
114,214: 구동 제어부
120,220: 제어부

Claims (8)

  1. 입력 전원을 구동 전원으로 변환하여 발광 다이오드에 공급하는 구동부; 및
    상기 구동 전원에 따라 가변되는 검출 전압과 기준 전압에 따라 상기 구동 전원의 레벨을 제어하고, 소등 신호가 입력되면, 상기 검출 전압 또는 상기 기준 전압을 가변하여 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 발광 다이오드의 문턱 전압보다 낮게 제어하는 제어부
    를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 구동 전원의 전압 레벨을 가변시키는 비교기;
    상기 검출 전압이 입력되는 상기 비교기의 제1 입력단과 접지 사이에 직렬 연결된 제1 저항;
    상기 제1 저항에 병렬 연결되는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항의 일단과 접지 사이에 채용되어 상기 소등 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프하는 스위치
    를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 검출 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 구동 전원의 전압 레벨을 가변시키는 비교기;
    상기 검출 전압이 입력되는 상기 비교기의 제1 입력단과 접지 사이에 직렬 연결된 제1 저항;
    사전에 설정된 전압을 제공하는 전압원;
    서로 직렬 연결되고 상기 전압원에 병렬 연결되는 제2 저항 및 제3 저항;
    상기 제3 저항에 병렬 연결되는 제4 저항; 및
    상기 제4 저항의 일단과 접지 사이에 채용되어 상기 소등 신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프하는 스위치
    를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소등 신호는 디밍 신호, 발광 다이오드 소등 신호, 프로텍션 신호 중 적어도 하나인 발광 다이오드 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는
    교류 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부에 의해 정류된 전원을 스위칭하여 전원을 변환하는 변환부;
    상기 변환부에 의해 변환된 전원을 사전에 설정된 권선비에 따라 변압하는 트랜스포머; 및
    상기 트랜스포머로부터의 전원의 전압 레벨을 조정하여 상기 구동 전원을 제공하는 구동 제어부
    를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변환부는 정류된 전원을 스위칭하여 전압과 전류 간의 위상차를 보정하고, 보정된 직류 전원을 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 직류 전원으로 변환하는 발광 다이오드 구동 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 변환부는 상기 제어부의 검출 전압에 따라 스위칭된 전원의 전압 레벨을 가변하는 발광 다이오드 구동 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 구동 제어부는 상기 제어부의 검출 전압에 따라 상기 구동 전원의 전압 레벨을 가변하는 발광 다이오드 구동 장치.
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