KR101618544B1 - 플리커리스 led 드라이버 장치 - Google Patents

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Abstract

플리커리스 LED 드라이버 장치를 개시한다. 교류전압을 인가받는 1 차 권선 및 상기 1 차 권선으로부터 유도되어 제1 유도전압을 생성하는 2 차 권선을 포함하는 변압기; 상기 제1 유도전압을 인가받아 LED(Light Emitting Diode) 모듈로 제1 직류전압을 인가하는 제2 차 권선회로; 상기 제2 차 권선회로에서 상기 2 차 권선에 흐르는 구동전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 구동전류에 대한 신호를 수신하여 상기 LED 모듈에 흐르는 발광전류를 제어하는 제어신호를 발생하는 전류 제어부; 및 상기 LED 모듈에 연결되어, VLC(Visual Light Communication) 신호 및 상기 전류 제어신호를 수신하고 상기 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고 상기 발광전류의 리플(Ripple)을 억제하는 리플 감쇠부(Ripple Attenuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치에 관한 것이다.

Description

플리커리스 LED 드라이버 장치{Flicker-less LED Driver Apparatus}
본 실시예는 VLC(Visual Lighting Communication) 기능을 가진 플리커리스 LED 드라이버 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 LED(Light Emitting Diode) 광원은 전기에서 빛으로 바꾸는 속도가 약 30[ns]∼250[ns]로 매우 빠르며, 이와 같은 특성을 이용하여 빠른 온-오프 스위칭을 통한 통신 변조를 수행할 수 있다.
LED는 이런 특성으로 조명뿐 아니라 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)에도 이용되고 있다. 가시광 통신은 사람의 눈에 보이는 가시광 파장(380 nm∼780 nm)을 이용한 통신으로, 조명장치와 광 다이오드(PD: Photo Diode)의 스위칭을 이용하여 데이터를 송·수신한다. 광원이 초당 100번 이상 점멸하면 사람의 눈은 깜빡임을 인식하지 못하는데, 대한민국 특허 공개번호 10-2012-0036254호(2012.04.17.) '가시광 무선통신 송수신 장치 및 방법'에 개시된 바와 같이, 이 원리를 이용한 가시광 통신은 기본적인 조명기능 이외에 부가적인 통신 기능을 수행한다.
본 실시예는 변압기로부터 LED 조명에 필요한 전원을 공급받아 조명을 제공하고, 제공되는 조명에 VLC 기능을 부가한 플리커리스 LED 드라이버 장치에 있어서, LED 드라이버 장치 내의 변압기에 2 차 권선 및 그에 연결된 전류 검출부를 추가하여 구동전류를 검출하여, 구동전류에 대한 신호를 수신하여 LED 모듈에 흐르는 발광전류를 제어하는 제어신호를 발생하는데 목적이 있다. 또한 VLC 신호 및 전류 제어신호를 수신하고, VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고 발광전류의 리플을 억제하는 LED 드라이버 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 교류전압을 인가받는 1 차 권선 및 상기 1 차 권선으로부터 유도되어 제1 유도전압을 생성하는 2 차 권선을 포함하는 변압기; 상기 제1 유도전압을 인가받아 LED(Light Emitting Diode) 모듈로 제1 직류전압을 인가하는 제2 차 권선 회로; 상기 제2 차 권선 회로에서 상기 2 차 권선에 흐르는 구동전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 구동전류에 대한 신호를 수신하여 상기 LED 모듈에 흐르는 발광전류를 제어하는 제어신호를 발생하는 전류 제어부; 및 상기 LED 모듈에 연결되어, VLC(Visual Light Communication) 신호 및 상기 전류 제어신호를 수신하고 상기 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고 상기 발광전류의 리플(Ripple)을 억제하는 리플 감쇠부(Ripple Attenuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 교류전압을 인가받는 1 차 권선, 상기 1 차 권선으로부터 유도되어 제1 유도전압 및 제2 유도전압을 각각 생성하는 2 차 권선 및 3 차 권선을 포함하는 변압기; 상기 제1 유도전압을 인가받아 LED(Light Emitting Diode) 모듈로 제1 직류전압을 인가하는 제2 차 권선 회로; 상기 제2 유도전압을 인가받아 제2 직류전압을 발생하는 제3차 권선 회로; 상기 제2 차 권선 회로에서 상기 2 차 권선에 흐르는 구동전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 구동전류에 대한 신호를 수신하여 상기 LED 모듈에 흐르는 발광전류를 제어하는 제어신호를 발생하는 전류 제어부; 상기 LED 모듈에 연결되어, VLC(Visual Light Communication) 신호를 수신하여 상기 VLC 신호에 대응되는 전류가 흐르도록 제어하는 제2 트랜지스터; 및 상기 전류 제어신호를 수신하여 상기 LED 모듈에 흐르는 전류의 리플(Ripple)을 억제하는 제1 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, LED에 전원을 공급하는 변압기의 2 차 권선에 흐르는 구동전류를 검출하여 구동전류에 대응하는 제어신호를 LED 모듈이 CC 모드(Constant Current Mode)로 동작하도록 한다.
또한, LED 드라이버 장치는 VLC 신호 및 전류 제어신호를 수신하고, VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고 발광전류의 리플(Ripple)(또는 플리커(Flicker))을 억제하는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 VLC 신호를 입력받는 LED 드라이버 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 VLC 신호를 입력받는 LED 드라이버 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 VLC 신호를 입력받는 LED 드라이버 장치의 회로를 나타낸 도면이다.
이하, 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 VLC 신호를 입력받아 VLC 신호에 따른 발광을 제어하는 LED 드라이버 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1의 LED 드라이버 장치(100)는 VLC 신호에 대응하도록 LED 모듈(135)에 흐르는 전류를 제어한다. 도 1의 LED 드라이버 장치(100)는 전원 입력부(110), 변압기(120), 제2 권선회로(130), 전류 검출부(150), 전류 제어부(160) 리플 감쇠부(170) 및 VLC 입력부(180)를 포함한다. 도 1에 도시된 LED 드라이버 장치(100)는 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 구성요소가 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 LED 드라이버 장치(100)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
전원 입력부(110)는 변압기(120)의 1 차 권선(122)과 연결되며, 1 차 권선(122)에 교류전압을 인가한다. 전원 입력부(110)는 1 차 권선(122)에 교류전압을 인가하여 2 차 권선(126)에 유도전압을 생성한다. 여기서, 전원 입력부(110)는 제2 권선회로(130)의 부하, 즉, LED 모듈(135) 및 리플 제거부(170)를 제거한 무부하 상태의 제1 유도전압이 생성되도록, 제1 유도전압에 대응되는 교류전압을 설정하여 인가한다.
변압기(120)는 1 차 권선(122)에 입력되는 전압의 크기에 따라 복수의 발광다이오드가 직렬로 연결된 LED 모듈(135)을 구동시키기 위한 전압을 증가 또는 감소시키는 동작을 수행한다.
일 실시예에 따른 변압기(120)는 권선이 감기는 코어(124), 교류전압을 인가받는 1 차 권선(122), 1 차 권선(122)의 전압으로부터 유도되어 제1 유도전압을 생성하는 2 차 권선(126)을 포함한다. 여기서, 코어는 규소강판, 퍼멀로이(Permalloy), 페라이트(Ferrite) 등의 자성재료를 이용하여 소정의 두께로 구현될 수 있다. 1 차 권선(122) 및 2 차 권선(126)은 기 설정된 권선수비에 따라 코어(124)에 권취될 수 있다. 변압기(120)에서 권선수비에 비례하여 1 차 권선(122)의 전압에 의해 2 차 권선(126)의 전압이 유도된다.
제2 권선회로(130)는 2 차 권선(126)과 연결되며, 제2 권선회로(130)는 1 차 권선(122)의 전압으로부터 유도되어 2 차 권선(126)에서 생성된 제1 유도전압을 인가받는다. 제2 권선회로(130)는 제1 유도전압에 대응하는 제1 직류전압을 부하 즉, 발광 다이오드가 직렬로 연결된 LED 모듈(135) 및 리플 감쇠부(170)에 인가한다.
제2 권선회로(130)는, 일측에 2 차 권선(126)의 일측이 연결된 제1 다이오드(D1), 일측에 2 차 권선(126)의 타측이 연결된 2 차측 제2 저항(R2), 제1 다이오드(D1)의 타측과 2 차측 제2 저항(R2)의 타측 사이에 연결된 제1 커패시터(C1)를 포함하는 구조를 갖는다.
제2 권선회로(130)는 2 차측 제2 저항(R2)과 병렬로 전류 검출부(150)가 연결된다.
전류 검출부(150)는 제2 권선회로(130)에 흐르는 구동전류를 검출한다. 전류 검출부(150)는 제2 권선회로(130)에서 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 전류 제어부(160)에 제공한다.
전류 검출부(150)는 2 차측 제2 저항(R2)의 일측 및 타측에 연결되어 그 전위차를 이용하여 제2 권선회로(130)에 흐르는 구동전류를 검출하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 홀 센서(소자) 방식, 퓨즈 방식, 비접촉 센싱 방식 등과 같이 전류를 검출할 수 있다면 그 어떤 방식으로도 적용 가능하다.
전류 검출부(150)는 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 출력하여 전류 제어부(160)에 제공한다. 전류 제어부(160)는 구동전류에 대응하는 제어신호를 리플 감쇠부(170)에 제공하여 LED 모듈(135)에 흐르는 발광전류를 제어한다.
전류 제어부(160)는 전류 검출부(150) 및 리플 감쇠부(170)와 연결되며, 리플 감쇠부(170)는 전류 검출부(150)에 의해 검출된 구동전류에 대응하는 제어신호를 수신하여 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고 발광전류의 리플을 억제한다.
전류 제어부(160)는 전류 검출부(150)에서 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 수신하여 제어전압의 증감에 따라 제어신호의 크기를 제어한다. 전류 제어부(160)는 제어신호를 리플 감쇠부(170)에 전달한다.
리플 감쇠부(170)는 전류 제어부(160)의 제어신호를 입력받아 LED 모듈에 흐르는 전류가 일정하게 흐르도록 제어하는 CC 모드(Constant Current Mode)로 동작한다. 리플 감쇠부(170)는 LED 모듈(135) 또는 리플 감쇠부(170)내의 회로나 소자가 단락(Short)되어 과전류가 흐르지 않도록 방지한다.
리플 감쇠부(170)는 VLC 신호를 수신하여 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고, 또한 수신된 제어신호에 따라 VLC 신호에 대응되는 발광전류의 리플을 제거한다.
도 2는 다른 실시예에 따른 VLC 신호를 입력받는 LED 드라이버 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2의 LED 드라이버 장치(200)는 전원 입력부(110), VLC 입력부(210), 변압기(220), 제2 권선회로(230), 제3 권선회로(240), 전류 검출부(250), 전류 제어부(260) 및 리플 감쇠부(270)를 포함한다.
전원 입력부(110)는 변압기(120)의 1 차 권선(222)과 연결되며, 1 차 권선(222)에 교류전압을 인가한다. 전원 입력부(110)는 1 차 권선(222)에 교류전압을 인가하여 각각의 2 차 권선(226) 및 3 차 권선(228)에 유도전압을 생성한다.
VLC 입력부(210)는 VLC 제어기(VLC Controller)와 제1 저항(R1)을 포함한다. VLC 제어기는 VLC 신호를 발생하여 VLC 신호에 대응하는 발광신호가 흐르도록 리플 감쇠부(270)를 제어한다. 제1 저항(R1)은 VLC 제어기와 리플 감쇠부(270)의 제2 트랜지스터의 제어단 사이에 연결되어 VLC 신호에 대응하는 제어전압의 급격한 변동을 감쇠한다(Damping).
본 실시예에 따른 변압기(220)는 권선이 감겨 있는 코어(224), 교류전압을 인가받는 1 차 권선(222), 1 차 권선(222)의 전압으로부터 유도되어 각각 제1 유도전압 및 제2 유도전압을 각각 생성하는 2 차 권선(226) 및 3차 권선(228)을 포함한다.
1 차 권선(222), 2 차 권선(226) 및 3 차 권선(228)은 기 설정된 권선수비에 따라 코어(224)에 권취될 수 있다. 예컨대, 1 차 권선(222), 2 차 권선(226) 및 3 차 권선(228)의 권선수비는 1 : 1 : 0.5 와 같이 설정될 수 있으며, 변압기(220)는 권선수비에 비례하여 1 차 권선(222)의 전압에 의해 2 차 권선(226) 및 3 차 권선(228) 각각에 전압이 유도된다.
제2 권선회로(230)는 2 차 권선(226)과 연결되며, 1 차 권선(222)의 전압으로부터 유도되어 2 차 권선(226)에서 생성된 제1 유도전압을 인가받는다. 제2 권선회로(230)는 제1 유도전압에 대응하는 제1 직류전압을 부하 즉, 발광 다이오드가 직렬로 연결된 LED 모듈(235) 및 리플 감쇠부(270)로 인가한다.
제2 권선회로(230)는, 일측에 2 차 권선(226)의 일측이 연결된 제1 다이오드(D1), 일측에 2 차 권선(226)의 타측이 연결된 2 차측 저항(R2), 다이오드(D1)의 타측과 2 차측 저항(R2)의 타측 사이에 연결된 커패시터(C1)를 포함하는 구조를 갖는다.
제2 권선회로(230)는 2 차측 저항(R2)과 병렬로 전류 검출부(250)가 연결되어 제2 권선회로(230)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류에 대응하는 제어 전압을 전류제어부(260)로 전송한다.
제3 권선회로(240)는 일측에 3 차 권선(228)의 일측이 연결된 제2 다이오드(D2), 일측에 2 차 권선(228)의 타측이 연결되고 타측에 제2 다이오드(D2)의 타측과 연결된 제2 커패시터(C2)를 포함하는 구조를 갖는다.
3 차 권선(228) 및 제3 권선회로(240)는 제2 직류전압이 출력되도록 하여, 전류검출부(250), 전류제어부(260) 및 VLC 입력부(210)의 내부전원을 공급한다.
전류 검출부(250)는 제2 권선회로(230)의 제2 저항(R2)과 병렬로 연결되어 제2 권선회로(230)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류에 대응하는 제어 전압을 전류 제어부(260)로 전송한다.
전류 검출부(250)는 제2 권선회로(230)에 흐르는 구동전류를 검출한다. 전류 검출부(250)는 제2 권선회로(230)에서 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 전류 제어부(260)으로 제공한다.
전류 검출부(250)는 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 출력하여 전류 제어부(260)에 제공한다. 전류 제어부(260)는 구동전류에 대응하는 제어신호를 리플 감쇠부(270)에 제공하여 LED 모듈(235)에 흐르는 발광전류를 제어한다.
전류 제어부(260)는 전류 검출부(250) 및 리플 감쇠부(270)와 연결되어 전류 검출부(250)에 의해 검출된 구동전류에 대응하는 제어신호를 발생한다. 리플 감쇠부(270)는 전류 제어부(260)로부터 제어신호를 수신하여 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고, 발광전류의 리플을 억제한다.
전류 제어부(260)는 전류 검출부(250)에서 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 수신하여 제어전압의 증감에 따라 제어신호의 크기를 제어한다.
일 실시예에 따른 리플 감쇠부(270)는 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다. 제2 트랜지스터(M2)는 전류 인입단이 LED 모듈(235)에 연결되고, 제어단으로 VLC 신호를 수신하여 VLC 신호에 대응되는 LED 모듈(235)에 흐르는 발광전류가 흐르도록 제어한다. 제1 트랜지스터(M1)는 전류 제어부(260)에서 출력한 제어신호를 수신하여 LED 모듈(235)에 흐르는 발광전류의 리플을 억제한다.
도 2의 일 실시예에서는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 예로 들었지만 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등 다양한 트랜지스터로도 구현할 수 있다. 따라서, 이하부터는 트랜지스터의 NPN BJT의 베이스(Base) 또는 N-MOS의 게이트(Gate)를 제어단으로 표기한다. 또한, 전류가 입력되는 트랜지스터의 NPN BJT의 컬렉터(Collector) 또는 N-MOS의 드레인(Drain)를 전류 인입단으로 표기하고, 전류가 출력되는 트랜지스터의 NPN BJT의 이미터(Emitter) 또는 N-MOS의 소오스(Source)를 전류 인출단으로 표기한다. PNP BJT 또는 P-MOS의 경우에는 전류 인입단 및 전류 인출단이 NPN BJT 또는 N-MOS의 경우와는 반대가 된다.
리플 감쇠부(270)는 전류 제어부(160)의 제어신호를 입력받아 LED 모듈(235)에 흐르는 전류가 일정하게 흐르도록 제어하는 CC 모드(Constant Current Mode)로 동작한다. 또한 LED 모듈(235) 또는 리플 감쇠부(270)의 회로나 소자가 단락(Short)되어 과전류가 흐르지 않도록 방지한다.
리플 감쇠부(270)는 VLC 신호를 수신하여 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고, 또한 수신된 제어신호에 따라 VLC 신호에 대응되는 발광전류의 리플을 제거한다.
도 3은 일 실시예에 따른 VLC 신호를 입력받는 LED 드라이버 장치의 회로를 나타낸 도면이다. 도 3의 LED 드라이버 장치(300)는 전원 입력부(110), VLC 입력부(310), 변압기(320), 전류 검출부(350), 전류 제어부(360), 결합부(380), 제2 권선회로(330) 및 제3 권선회로(340)를 포함한다.
전원 입력부(110)는 1 차 권선(322)과 연결되며, 1 차 권선(322)에 교류전압을 인가한다. 전원 입력부(110)는 1 차 권선(322)에 교류전압을 인가하여 각각의 2 차 권선(326) 및 3 차 권선(328) 유도전압이 생성되도록 한다. 전원 입력부(110)는 제2 차 권선회로(330)의 부하, 즉, LED 모듈(335), 제1 트렌지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 제거한 무부하 상태의 제1 유도전압이 생성되도록, 제1 유도전압에 대응되는 교류전압을 설정하여 인가한다.
제2 권선회로(330)는 2 차 권선(326)과 연결되며, 1 차 권선(322)의 전압으로부터 유도되어 2 차 권선(326)에서 생성된 제1 유도전압을 인가받는다. 제2 권선회로(330)는 제1 유도전압에 대응하는 제1 직류전압을 부하 즉, 발광 다이오드가 직렬로 연결된 LED 모듈(335), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)로 인가한다.
제2 권선회로(330)는, 일측에 2 차 권선(326)의 일측이 연결된 제1 다이오드(D1), 일측에 2 차 권선(326)의 타측이 연결된 2 차측 제2 저항(R2), 제1 다이오드(D1)의 타측과 2 차측 제2 저항(R2)의 타측 사이에 연결된 제1 커패시터(C1), 제1 캐패시터(C1)와 병렬로 연결된 제3 캐패시터(C3), 제3 캐패시터(C3)와 병렬로 연결된 제3 저항(R3)를 포함하는 구조를 갖는다.
제3 캐패시터(C3)는 제1 직류전압이 발생하는 단자와 GND 사이에 연결되어 제1 직류전압의 고주파성분 전압을 억제한다.
제3 저항(R3)은 직류전압이 발생하는 단자와 GND 사이에 연결되어 LED 모듈(335) 및 발광전류의 변화에 의해서 발생하는 LED 모듈(335)의 전압 변동을 일으키는 것을 방지하기 위하여 일정한 전류를 흐르게 하는 블리더(Bleeder) 저항이다. 이로 인하여 LED 모듈(335)이나 제1 트랜지스터(M1) 또는 제2 트랜지스터(M2)의 단락(Short)이나 오픈(Open) 등의 고장시 LED 드라이버 장치를 보호할 수 있다.
일 실시예에 따른 VLC 입력부(310)는 VLC 제어기와 제1 저항(R1)을 포함한다. VLC 입력부(310)는 VLC 제어신호를 발생하여 VLC 신호에 대응하는 발광신호가 흐르도록 리플 제어부(370)를 제어한다. 제1 저항(R1)은 리플 제어부(370)의 제2 트랜지스터의 제어단(M2)의 전압이 급격하게 변할 때 오동작을 방지하는 댐핑(Damping) 역할을 한다.
일 실시예에 따른 전류 검출부(350)는 증폭기, 제6 저항(R6), 제7 저항(R7) 및 제8 저항(R8)을 포함한다. 제2 저항(R2)은 제2 권선회로(330)에 흐르는 구동전류를 감지하고 이를 감지전압(Vsens = Isens * R2)으로 변환한다. 증폭기의 양과 음의 입력단에 직렬로 각각 연결된 제6 저항(R6)과 제7 저항(R7)은 제2 저항(R2)에 감지된 감지전압의 급격한 변동에 대하여 감쇠하는 역할을 한다. 제8 저항(R8)은 증폭기의 출력단과 음의 입력단 사이에 연결되고, 증폭기의 이득은 제7 저항(R7)과 제8 저항(R8)의 비율(Gain = R8 / R7)로 표시할 수 있다.
일 실시예에 따른 결합부(380)는 제9 저항(R9), 제2 제너 다이오드(Z2) 및 제4 트랜지스터(Q4)를 포함한다. 제9 저항(R9)은 전류 검출부(350)에서 증폭된 전압 증폭신호를 수신하여 제4 트랜지스터(Q4)의 제어단에 전달하고, 전압 증폭신호가 급격하게 변하는 경우 댐핑(Damping) 역할을 함으로써 오동작을 방지한다. 제2 제너 다이오드(Z2)는 제4 트랜지스터(Q4)의 제어단에 바이어스 전압을 공급한다. 제4 트랜지스터(Q4)는 전류 검출부(350)의 제1 출력 전압을 증폭하여 전류 인입단에 생성된 제2 출력 전압을 전류 제어부(360)에 전달한다.
전류 검출부(350)는 제2 권선회로(330)에 흐르는 구동전류를 검출한다. 전류 검출부(350)는 제2 권선회로(330)에서 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 결합부(380)를 거쳐서 전류 제어부(360)로 제공한다.
일 실시예에 따른 전류 제어부(360)는 제3 트랜지스터(Q3), 제1 제너 다이오드(Z1), 제4 저항(R4), 제4 캐패시터(C4), 제3 다이오드(D3) 및 제5 저항(R5)을 포함한다.
제3 트랜지스터(Q3)는 결합부(380)에서 증폭된 제2 출력 전압을 제어단으로 입력받고, 전류 인출단으로 전류를 출력하여 제1 트랜지스터(M1)의 제어단에 공급한다. 제3 다이오드(D3)는 캐소드(Cathode)가 제3 트랜지스터(Q3)의 전류 인입단에 연결되고, 애노드(Anode)가 제3 권선회로(340)에서 발생한 제2 직류전압에 연결된다. 제3 다이오드(D3)는 제3 트랜지스터(Q3)의 전류 인입단의 전압이 제2 직류전압보다 큰 경우 제2 직류전압으로의 전류 유입을 방지한다. 제5 저항에 일측과 제3 트랜지스터(Q3)의 전류 인입단 사이에 연결된 제4 다이오드(D4)는 LED 모듈(335)의 단락으로 제1 직류전압이 발생하는 전압이 제2 직류전압보다 낮은 경우, 제2 직류전압에서 제1 직류전압으로의 전류 유입을 방지하기 위하여 사용할 수 있다. 제1 제너 다이오드(Z1)는 캐소드가 제3 트랜지스터(Q3)의 제어단에 연결되고, 애노드가 GND에 연결되어 제3 트랜지스터(Q3)의 바이어스 전압을 공급한다. 제4 저항(R4)은 제1 직류전압이 발생하는 단자와 제3 트랜지스터(Q3)의 제어단 사이에 연결되어 제3 트랜지스터(Q3)의 바이어스 전압을 공급한다. 제4 캐패시터(C4)는 제3 트랜지스터(Q3)의 제어단과 GND 사이에 연결되어 제3 트랜지스터(Q3)의 제어단의 전압의 일시적 변동을 억제한다. 제5 저항(R5)은 제1 직류전압이 발생하는 단자와 제3 트랜지스터(Q3)의 전류 인입단 사이에 연결되어 제3 트랜지스터(Q3)의 전류 인입단 전압을 제한한다.
전류 검출부(350)는 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 출력하여 결합부(380)을 거쳐 전류 제어부(360)에 제공한다. 전류 제어부(360)는 구동전류에 대응하는 제어신호를 리플 감쇠부(370)에 제공하여 LED 모듈(335)에 흐르는 발광전류를 제어한다.
전류 제어부(360)는 결합부(380)와 리플 감쇠부(370) 사이에 연결되어 결합부(380)에서 발생한 제어신호를 수신한다. 전류 제어부(360)는 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고, 발광전류의 리플을 억제하는 리플 감쇠부(370)에 전달한다.
전류 제어부(360)는 전류 검출부(350)에서 검출된 구동전류에 대응하는 제어전압을 수신하여 결합부(380)을 거쳐서 제어전압의 증감에 따라 제어신호의 크기를 제어한다.
리플 감쇠부(370)는 전류 제어부(360)의 제어신호를 입력받아 LED 모듈(335)에 흐르는 전류가 일정하게 흐르도록 제어하는 CC 모드(Constant Current Mode)로 동작한다. 또한 리플 감쇠부(370)는 LED 모듈(335) 또는 제1 트랜지스터(M1) 또는 제2 트랜지스터(M2)의 단락(Short)되는 경우 과전류가 흐르지 않도록 방지한다.
제5 캐패시터(C5)는 제1 트렌지스터(M1)의 제어단과 GND 사이에 연결되어 제1 트렌지스터(M1)의 제어단에 공급되는 제어신호의 지연(Delay)를 두어 리플 전류량을 조정한다.
리플 감쇠부(370)는 VLC 신호를 수신하여 VLC 신호에 대응되는 발광전류가 흐르도록 제어하고, 또한 VLC 신호에 대응되는 발광전류의 리플을 제거한다. 제1 트랜지스터(M1)는 온 저항(Rdson) 값의 변화에 따라 제거되는 리플의 크기가 정해진다. 만약 제거되는 리플 전류값이 크다면, 제1 트랜지스터(M1)의 손실이 커진다. 이것은 제1 트랜지스터(M1)의 열로 나타나 제1 트랜지스터(M1)의 온도가 상승하게 된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: LED 드라이버 장치
110: 전원 입력부 120, 220: 변압기
122: 1 차 권선 124: 코어
126: 2 차 권선 130: 제2 권선회로
150: 전류 검출부 160: 전류 제어부
170: 리플 감쇠부 210: VLC 입력부
228: 3 차 권선 240: 제3 권선회로
380: 결합부

Claims (15)

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  9. 교류전압을 인가받는 1 차 권선, 상기 1 차 권선으로부터 유도되어 제1 유도전압 및 제2 유도전압을 각각 생성하는 2 차 권선 및 3 차 권선을 포함하는 변압기;
    상기 제1 유도전압을 인가받아 LED(Light Emitting Diode) 모듈로 제1 직류전압을 인가하는 제2 차 권선 회로;
    상기 제2 유도전압을 인가받아 제2 직류전압을 발생하는 제3차 권선 회로;
    상기 제2 차 권선 회로에서 상기 2 차 권선에 흐르는 구동전류를 검출하는 전류 검출부;
    상기 구동전류에 대한 신호를 수신하여 상기 LED 모듈에 흐르는 발광전류 제어신호를 발생하는 전류 제어부;
    상기 LED 모듈에 연결되어, VLC(Visual Light Communication) 신호를 수신하여 상기 VLC 신호에 대응되는 전류가 흐르도록 제어하는 제2 트랜지스터; 및
    상기 발광전류 제어신호를 수신하여 상기 LED 모듈에 흐르는 전류의 리플(Ripple)을 억제하는 제1 트랜지스터;를 포함하되,
    상기 전류 제어부는,
    제어단 및 전류 인입단에 상기 제1 직류전압이 연결되고 상기 제어단에 상기 구동전류에 대한 신호가 입력되는 제3 트랜지스터;
    캐소드(Cathode)가 상기 제3 트랜지스터의 전류 인입단에 연결되고 애노드가 제2 직류전압에 연결되어 제3 트랜지스터의 전류 인입단의 전압이 제2 직류전압보다 큰 경우 제2 직류전압으로 전류가 유입하는 것을 방지하는 제3 다이오드; 및
    캐소드에 상기 제3 트랜지스터의 제어단이 연결되고 애노드가 GND에 연결되어 상기 제3 트랜지스터의 바이어스 전압을 공급하는 제1 제너 다이오드;
    을 포함하며, 상기 제3 트랜지스터의 전류 인출단에서 상기 발광전류 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서, 상기 전류 제어부는,
    상기 제1 직류전압이 발생하는 단자와 상기 제3 트랜지스터의 제어단 사이에 연결되어 상기 제3 트랜지스터의 바이어스 전압을 공급하는 제4 저항;
    상기 제3 트랜지스터의 제어단과 GND 사이에 연결되어 상기 제3 트랜지스터의 제어단 전압의 일시적 변동을 억제하는 제4 캐패시터; 및
    상기 제1 직류전압이 발생하는 단자와 상기 제3 트랜지스터의 전류 인입단 사이에 연결되어 상기 제3 트랜지스터의 전류 인입단 전압을 제한하는 제5 저항;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 전류 제어부에서, 상기 제2 직류전압을 수신해서 상기 LED 모듈, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터의 단락(Short)시 상기 제3 트랜지스터에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 LED 드라이버 장치.
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