KR101681481B1 - 복수의 구동 스테이지를 갖는 로-플리커 발광 다이오드 조명 장치 - Google Patents

복수의 구동 스테이지를 갖는 로-플리커 발광 다이오드 조명 장치 Download PDF

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Abstract

LED 조명 장치는 정류된 AC 전압에 의해 구동되는 복수의 조명 장치를 포함한다. 복수의 조명 장치는 복수의 전류 조절 유닛을 사용한 다중-스테이지 구동 방식으로 유연하게 턴온된다. 적어도 하나의 전하 저장 유닛은 적어도 하나의 발광 장치와 병렬로 연결된다. 정류된 AC 전압이 상기 적어도 하나의 발광 장치를 턴온하기에 계속 불충분할 경우, 상기 적어도 하나의 전하 저장 유닛은 상기 적어도 하나의 발광 장치로 에너지를 방출하도록 구성됨으로써, 상기 적어도 하나의 발광 장치의 턴온 상태가 유지된다.

Description

복수의 구동 스테이지를 갖는 로-플리커 발광 다이오드 조명 장치{LOW-FLICKER LIGHT-EMITTING DIODE LIGHTING DEVICE HAVING MULTIPLE DRIVING STAGES}
본 발명은 복수의 구동 스테이지(driving stages)를 갖는 LED 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 플리커 및 균일성 문제를 야기하는 것 없이 광범위한 유효 동작 전압 범위(effective operational voltage range)를 제공하기 위한 복수의 구동 스테이지를 가지는 로-플리커 LED 조명 장치에 관한 것이다.
정류 교류 전류(alternative-current, AC)에 의해 직접 구동되는 LED 조명 장치는 필요로 하는 휘도(luminance)를 공급하기 위해 일반적으로 직렬 연결된 복수의 LED를 채용한다. LED의 수가 증가할수록, LED 조명 장치를 턴온(turn on)하기 위해 요구되는 순방향(forward-bias) 전압이 높아지며, 이에 따라 LED 조명 장치의 유효 동작 전압 범위는 감소한다. LED의 수가 감소할수록, 정류 전압이 그것의 최대 레벨일 때의 큰 구동 전류는 LED의 신뢰도에 영향을 줄 수 있다.
LED 조명 장치는 광속(luminous flux) 및 광도(luminous intensity)를 조절하도록 구성된다. 여기서의 시간 편차(time variation)를 일반적으로 플리커(flicker)라 한다. 집중 방해, 가벼운 짜증부터 신경학적 문제까지 잠재적으로 사람에게 미치는 영향으로 인해, LED 플리커는, 지각할 수 있는지 여부를 불문하고, 조명 업계의 주요 관심사가 되어 왔다. 따라서, 유효 동작 전압 범위, 신뢰도 및 플리커 현상을 향상시킬 수 있는 LED 조명 장치가 필요하다.
본 발명의 배경 기술은 일본 공개특허공보 특개2012-043735호(2012.03.01.), 일본 공개특허공보 특개2011-091017호(2011.05.06.), 및 공개특허공보 제10-2013-0042015호(2013.04.25.)에 개시되어 있다.
본 발명은 복수의 구동 스테이지(driving stage)를 갖는 발광 다이오드(LED; Light-Emitting Diode) 조명 장치를 제공한다. 제1 구동 스테이지는, 정류된 교류(alternative-current; AC) 전압에 의해 구동되고 제1 전류에 따라 광을 제공하는 제1 발광 장치; 정류된 AC 전압에 의해 구동되고 제2 전류에 따라 광을 제공하는 제2 발광 장치; 상기 제1 발광 장치에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제1 전류가 제1 값을 초과하지 않도록 상기 제1 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제1 전류 제어기; 상기 제2 발광 장치에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제2 전류가 제2 값을 초과하지 않도록 상기 제2 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제2 전류 제어기; 적어도 상기 제1 발광 장치와 병렬로 접속되어 있으며, 정류된 AC 전압이 상기 제1 발광 장치를 턴온(turn on)하기에 불충분한 경우 상기 제1 발광 장치로 에너지를 방전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 제1 발광 장치가 턴온 상태를 유지하도록 하는, 제1 전하 저장 유닛; 및 상기 제1 발광 장치와 상기 제1 전류 제어기 사이에 접속되어 있는 제1 단; 및 상기 제2 전류 제어기에 접속되어 있는 제2 단을 포함하며, 제3 전류를 도통시키도록 구성되어 있는 경로 제어기를 포함한다. 제2 구동 스테이지는, 상기 제1 구동 스테이지에 직렬로 접속되어 있으며, 제4 전류를 도통시키고 상기 제4 전류가 제3 값을 초과하지 않도록 상기 제4 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제3 전류 제어기를 포함한다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은, 통상의 기술자가 다양한 도면 및 그림에서 설명하는 바람직한 실시예의 세부적인 설명을 읽은 후에는 의심의 여지없이 명백할 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치의 도면이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 LED 조명 장치 내의 복수의 구동 스테이지의 동작을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 LED 조명 장치 내의 발광 장치의 전류-시간 특성을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치의 전반적인 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 LED 조명 장치의 전반적인 동작을 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 장치의 도면이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치 101~104의 도면이다. 각각의 LED 조명 장치(101~104)는 전원 공급 회로(110)와 N+1개의 구동 스테이지(ST1~STN+1)를 포함한다. 전원 공급 회로(110)는, 음과 양의 주기를 갖는 AC 전압(VS)를 수신하고, 음의 주기에는 브릿지 정류기(bridge rectifieir)(112)를 이용하여 AC 전압(VS)의 출력을 전환하도록 구성됨으로써, N+1개의 구동 스테이지를 구동하기 위하여, 시간에 의해 주기적으로 값이 변하는 정류된 AC 전압 VAC를 공급한다. 또 다른 실시예에서, 전원 공급 회로(110)는 임의의 AC 전압(VS)를 수신하고, AC-AC 컨버터(converter)를 이용하여 전압 변환을 수행하며, 브릿지 정류기(112)를 이용하여 변환된 AC 전압(VS)를 정류함으로써, 시간에 의해 값이 주기적으로 변하는 정류된 AC 전압 VAC를 공급한다. 이와 같은 전원 공급 회로(110)의 구성은 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.
LED 조명 장치 101~103에서, 제1 내지 제N 구동 스테이지(ST1~STN) 각각은 복수의 발광장치, 경로 제어기, 제1 타입의 전류 제어기, 제2 타입의 전류 제어기, 및 M개의 전하 저장 유닛(CH1~CHM)을 포함하고 있으며, 여기서 N은 1보다 큰 양의 정수이며, M은 2N보다 작거나 같은 양의 정수이다. 제(N+1) 구동 스테이지(STN+1)는 제3 타입의 전류 제어기를 포함한다.
LED 조명 장치 104에서, 제1 내지 제N 구동 스테이지(ST1~STN) 각각은 복수의 발광장치, 경로 제어기, 제1 타입의 전류 제어기, 제2 타입의 전류 제어기, 및 M개의 전하 저장 유닛(CH1~CHM)을 포함하고 있으며, 여기서 N은 1보다 큰 양의 정수이며, M은 2N보다 작거나 같은 양의 정수이다. 제(N+1) 구동 스테이지(STN+1)는 제3 타입의 전류 제어기를 포함한다.
각 제1 타입의 전류 제어기는 조절 가능한 전류원과 전류 검출 및 제어 유닛을 포함한다. 각 제2 타입의 전류 제어기는 조절 가능한 전류원과 전압 검출 및 제어 유닛을 포함한다. 제3 타입의 전류 제어기는 조절 가능한 전류원과 검출 및 제어 유닛을 포함한다.
설명을 위한 목적으로, 다음의 부호가 명세서 및 도면 전반에 걸쳐 LED 조명 장치 내의 각 장치를 나타내는 데 사용된다. A1~AN와 B1~BN은 각각 대응하는 구동 스테이지 ST1~STN 내의 발광 장치를 나타낸다. D1~DN은 각각 대응하는 구동 스테이지 ST1~STN 내의 경로 제어기를 나타낸다. CCA1~CCAN은 각각 대응하는 구동 스테이지 ST1~STN 내의 제1 타입의 전류 제어기를 나타낸다. CCB1~CCBN은 각각 대응하는 구동 스테이지 ST1~STN 내의 제2 타입의 전류 제어기를 나타낸다. CCN +1은 제(N+1) 구동 스테이지 STN+1 내의 제3 타입의 전류 제어기를 나타낸다. ISA1~ISAN은 각각 대응하는 제1 타입의 전류 제어기 CCA1~CCAN 내의 조절 가능한 전류원을 나타낸다. ISB1~ISBN 은 각각 대응하는 제2 타입의 전류 제어기 CCB1~CCBN 내의 조절 가능한 전류원을 나타낸다. ISN +1은 제3 타입의 전류 제어기 CCN +1 내의 조절 가능한 전류원을 나타낸다. UNA1~UNAN은 각각 대응하는 제1 타입의 전류 제어기 CCA1~CCAN 내의 전류 검출 및 제어 유닛을 나타낸다. UNB1~UNBN은 각각 대응하는 제2 타입의 전류 제어기 CCB1~CCBN 내의 전압 검출 및 제어 유닛을 나타낸다. UNN +1은 제(N+1) 구동 스테이지 STN+1 내의 검출 및 제어 유닛을 나타낸다.
설명을 위한 목적으로, 다음의 부호가 명세서 및 도면 전반에 걸쳐 LED 조명 장치 101~104 내의 관련된 전류/전압을 나타내는데 사용된다. VIN1~VINN은 각각의 제1 내지 제N 구동 스테이지 (ST1~STN)의 양단에 걸린 전압을 나타낸다. VAK1~VAKN은 각각 대응하는 제1 타입의 전류 제어기 CCA1~CCAN의 양단에 걸린 전압을 나타낸다. VBK1~VBKN은 각각 대응하는 제2 타입의 전류 제어기 CCB1~CCBN의 양단에 걸린 전압을 나타낸다. VCK는 제3 타입의 전류 제어기 CCN +1의 양단에 걸린 전압을 나타낸다. IAK1~IAKN은 각각 대응하는 제1 타입의 전류 제어기 CCA1~CCAN을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. IBK1~IBKN은 각각 대응하는 제2 타입의 전류 제어기 CCB1~CCBN을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. IA1~IAN은 각각 대응하는 발광 장치 A1~AN을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. IB1~IBN은 각각 대응하는 발광 장치 B1~BN을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. ID1~IDN은 각각 대응하는 경로 제어기 D1~DN을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. ISUM1~ISUMN은 각각 대응하는 구동 스테이지 ST1~STN을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. LED 조명 장치(101~104)의 전반적인 전류는 ISUM(N+1)로 나타낼 수 있다.
LED 조명 장치 101~103의 제1 내지 제N 구동 스테이지(ST1~STN)에서, 대응하는 발광 장치 A1~AN 및 대응하는 조절 가능한 전류원 ISA1~ISAN과 각각 직렬로 접속되어 있는 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1~UNAN은, 각 전류 IAK1~IAKN에 따라 조절 가능한 전류원 ISA1~ISAN의 값을 조절하도록 구성되어 있다. 대응하는 발광 장치 B1~BN과 직렬로, 대응하는 조절 가능한 전류원 ISB1~ISBN과 병렬로 각각 접속되어 있는, 전압 검출 및 제어 유닛 UNB1~UNBN은, 각 전압 VBK1~VBKN에 따라 조절 가능한 전류원 ISB1~ISBN의 값을 조절하도록 구성되어 있다.
LED 조명 장치 104의 제2 내지 제N 구동 스테이지(ST2~STN)에서, 대응하는 발광 장치 A2~AN 및 대응하는 조절 가능한 전류원 ISA2~ISAN과 각각 직렬로 접속되어 있는 전류 검출 및 제어 유닛 UNA2~UNAN은, 각 전류 IAK2~IAKN에 따라 조절 가능한 전류원 ISA2~ISAN의 값을 조절하도록 구성되어 있다. 대응하는 발광 장치 B2~BN와 직렬로, 대응하는 조절 가능한 전류원 ISB2~ISBN와 병렬로 각각 접속되어 있는, 전압 검출 및 제어 유닛 UNB2~UNBN은, 각 전압 VBK2~VBKN에 따라 조절 가능한 전류원 ISB2~ISBN의 값을 조절하도록 구성되어 있다.
LED 조명 장치 101~104의 제(N+1) 구동 스테이지(STN+1)에서, 조절 가능한 전류원 ISN+1은 제1 내지 제N 구동 스테이지(ST1~STN)와 직렬로 접속되어 있다. 제1 구성에서, 제3 타입의 전류 제어기 CCN+1의 검출 및 제어 유닛 UNN+1은 조절 가능한 전류원 ISN+1과 직렬로 접속되어 있을 수 있고, 전류 ISUMN에 따라 조절 가능한 전류원 ISN+1의 값을 조절하도록 구성되어 있다. 제2 구성에서, 제3 타입의 전류 제어기 CCN+1의 검출 및 제어 유닛 UNN+1은 조절 가능한 전류원 ISN+1과 병렬로 접속되어 있을 수 있고, 전압 VCK에 따라 조절 가능한 전류원 ISN+1의 값을 조절하도록 구성되어 있다. 도 1 내지 도 4는 제1 구성을 채용하는 실시예를 나타내고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에서, 각 발광 장치 A1~AN 및 B1~BN은 직렬로 접속되어 있는 하나의 LED 또는 복수의 LED를 채용할 수 있다. 도 1 내지 도 4는 단일 접합(single-junction) LED, 다중 접합(multi-junction) 고전압(high-voltage; HV) LED, 또는 다양한 타입의 LED의 임의의 조합으로 구성될 수 있는 복수의 LED를 사용하는 실시예를 나타낸다. 그러나, 발광 장치 A1~AN 및 B1~BN의 종류와 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 특정 구동 스테이지에서, 대응하는 전류 제어기를 턴온(turn on)하기 위한 드롭아웃 전압(dropout voltage) VDROP은 대응하는 발광 장치를 턴온하기 위한 컷인 전압(cut-in voltage) VCUT보다 작다. 특정 발광 장치의 양단에 걸린 전압이 컷인 전압 VCUT을 초과할 경우, 특정 발광 장치는 도전성 ON 상태(conducting ON state)에 놓여질 수 있고; 특정 발광 장치의 양단에 걸린 전압이 컷인 전압 VCUT을 초과하지 않는 경우, 특정 발광 장치는 비도전성 OFF 상태(non-conducting OFF state)에 놓여질 수 있다. 컷인 전압 VCUT의 값은 대응하는 발광 장치 내의 LED의 수 또는 종류와 관련이 있으며, 상이한 적용예에 따라 다양할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 각 M개의 전하 저장 유닛 CH1~CHM은 유사한 기능을 제공하는 하나 또는 복수의 장치 또는 커패시터를 채용할 수 있다. 그러나, 전하 저장 유닛 CH1~CHM의 유형과 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 실시예에서, 각 경로 제어기 D1~DN은 다이오드, 다이오드 결선(diode-connected) 전계효과 트랜지스터(FET, field effect transistor), 다이오드 결선 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT, bipolar junction transistor) 또는 유사한 기능을 가지는 다른 장치들, 또는 유사한 기능을 제공하는 하나 또는 복수의 장치를 채용할 수 있다. 그러나, 경로 제어기(D1~DN)의 종류와 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 특정 경로 제어기의 양단에 걸린 전압이 그것의 턴온 전압을 초과할 경우, 특정 경로 제어기는, 순방향으로 바이어싱되고(forward-biased), 단락된 회로 장치(short-circuited device)로서 기능을 하며; 특정 경로 제어기의 양단에 걸린 전압이 그것의 턴온 전압을 초과하지 않는 경우, 특정 경로 제어기는, 역방향으로 바이어싱되고(reverse-biased), 개방 회로 장치(open-circuited device)로서 기능을 한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치 101~103 내의 제1 내지 제N 구동 스테이지(ST1~STN)의 동작을 설명하는 도면이다. LED 조명 장치 101~103 내의 구동 스테이지 ST1은 설명을 위한 목적으로 사용되며, 도 5는 제1 타입의 전류 제어기 CCA1의 전류-전압 곡선(I-V 곡선)을 나타내며, 도 6은 제2 타입의 전류 제어기 CCB1의 I-V 곡선을 나타내며, 도 7은 동작의 상이한 단계(phase) 동안 제1 구동 스테이지(ST1)의 동등한 회로를 도시하며, 도 8은 제1 구동 스테이지(ST1)의 I-V 곡선을 나타내며, 도 9는 LED 조명 장치(101~104)의 제(N+1) 구동 스테이지(STN+1) 내의 전류 제어기 CCN+1의 동작을 나타낸다. VDROPA, VDROPB 및 VDROPC은 각각 제1 타입의 전류 제어기 CCA1, 제2 타입의 전류 제어기 CCB1, 및 제3 타입의 전류 제어기 CCN+1을 턴온하기 위한 드롭아웃 전압을 나타낸다. VOFFA, VOFFB 및 VONB는 제1 타입의 전류 제어기 CCA1 또는 제2 타입의 전류 제어기 CCB1이 동작 모드를 전환하는 것에 기초한 문턱 전압을 나타낸다. ISETA1, ISETB1 및 ISETC는 각각 제1 타입의 전류 제어기 CCA1, 제2 타입의 전류 제어기 CCB1, 및 제3 타입의 전류 제어기 CCN +1의 전류 설정을 나타내는 상수값이다. 화살표 R은 전압 VAK1, VBK1 또는 VCK 의 상승 기간을 표시한다. 화살표 L은 VAK1, VBK1 또는 VCK의 하강 기간을 표시한다.
도 5에서, 전압 VAK1의 상승 기간 및 하강 기간 중에 0<VAK1<VDROPA일 때, 제1 타입의 전류 제어기 CCA1은 완전히 턴온되지 않고, 전류 IAK1이 소정의 방식으로 전압 VAK1에 따라 변하는 선형 모드(linear mode)에서 전압에 의해 제어되는 장치(voltage-controlled device)로써 동작한다. 예를 들면, 제1 타입의 전류 제어기 CCA1가 금속-산화물-반도체(metal-oxide-semiconductor; MOS) 트랜지스터를 사용하여 구현되는 경우, 전류 IAK1과 전압 VAK1 간의 관계는 선형 영역에서 동작할 때의 MOS 트랜지스터의 I-V 특성에 대응될 수 있다.
전압 VAK1의 상승 및 하강 기간 중에 VAK1>VDROPA 일 때, 전류 IAK1은 ISETA1에 도달하고, 제1 타입의 전류 제어기 CCA1은, 일정 전류 모드(constant-current mode)로 전환하고, 전류 제한기(current limiter)로써 기능을 한다. 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1은 전류 IAK1을 ISETA1에 고정시키도록 구성되어 있다. 예를 들면, 전류 ID1의 증가에 대응하여, 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1은 이에 따라 조절 가능한 전류원 ISA1의 값을 줄일 수 있다. 유사하게, 전류 ID1의 감소에 대응하여, 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1은 이에 따라 조절 가능한 전류원 ISA1의 값을 증가시킬 수 있다. 따라서, 제1 구동 스테이지 ST1을 통해 흐르는 전류 IAK1 (=ID1+ISA1)은 전압 VAK1을 변경하기 않고 상수 값 ISETA1으로 유지될 수 있다.
전압 VAK1의 상승 기간 중 전류 ID1이 ISETA1에 도달하기 전에, 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1이 조절 가능한 전류원 ISA1을 턴온하고, 전류 제어기 CCA1은 전류 IAK1 (=ISETA1+ID1)이 상수 값 ISETA1에 고정되는 일정 전류 모드 내의 전류 제한기로써 기능한다. 전류 ID1이 ISETA1에 도달하면, 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1이 조절 가능한 전류원 ISA1을 턴오프하고, 전류 제어기 CCA1은 전류 IAK1이 전류 ID1에 따라 증가하는 컷오프 모드로 전환한다.
전압 VAK1의 하강 기간 중 전류 ID1이 ISETA1로 떨어지기 전에, 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1이 조절 가능한 전류원 ISA1을 턴오프하고, 전류 제어기 CCA1은 전류 IAK1이 전류 ID1에 따라 줄어드는 컷오프 모드 내에서 동작한다. 전류 ID1이 ISETA1으로 떨어지는 경우, 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1이 조절 가능한 전류원 ISA1을 턴온하고, 전류 제어기 CCA1은 전류 IAK1이 상수 값 ISETA1으로 고정되는 일정 전류 모드 내에서 전류 제한기로써 기능한다.
도 6에서, 전압 VBK1의 상승 및 하강 기간 중에 0<VBK1<VDROPB인 경우, 제2 타입의 전류 제어기 CCB1은 완전히 턴온되지 않고, 전류 IBK1이 소정의 방식으로 전압 VBK1에 따라 변하는 선형 모드에서 전압에 의해 제어되는 장치로써 동작한다. 예를 들면, 제1 타입의 전류 제어기 CCB1이 MOS 트랜지스터를 사용하여 구현되는 경우, 전류 IBK1과 전압 VBK1 간의 관계는 선형 영역에서 동작할 때의 MOS 트랜지스터의 I-V 특성에 대응될 수 있다.
전압 VBK1의 상승 및 하강 기간 중에 VBK1>VDROPB인 경우, 전류 IBK1은 ISETB1에 도달하고, 제1 타입의 전류 제어기 CCB1은, 일정 전류 모드로 전환하고, 전류 제한기로써 기능을 한다. 전압 검출 및 제어 유닛 UNB1은 전류 IBK1을 ISETB1에 고정시키도록 구성되어 있다.
전압 VBK1의 상승 기간 중에 VBK1>VDROPB인 경우, 전류 검출 및 제어 유닛 UNB1은 조절 가능한 전류원 ISB1을 턴오프하도록 구성되어 있고, 제2 전류 제어기 CCB1은 컷오프 모드로 전환한다. 다시 말해, 제2 전류 제어기 CCB1은 개방 회로 장치로써 기능한다. 전압 VBK1의 하강 기간 중에 VBK1<VONB인 경우, 전압 검출 및 제어 유닛 UNB1은 조절 가능한 전류원 ISB1을 턴온하도록 구성되어 있고, 전류 제어기 CCB1은 일정 전류 모드로 전환하고 전류 제한기로써 기능하여, 전류 IBK1가 ISETB1에 고정되도록 한다. 문턱 전압 VONB는 문턱 전압 VOFFB 보다 크거나 동일하다. 일 실시예에서, 영이 아닌 히스테리시스 대역폭(non-zero hysteresis band)(VONB-VOFFB)은 제2 타입의 전류 제어기 CCB1이 전압 VBK1의 변동(fluctuation)으로 인해 빈번하게 동작 모드를 전환하는 것을 방지하기 위해 제공될 수 있다.
도 7에서, 제1 구동 스테이지(ST1)가 V1<VIN1<V2의 제1 단계에서 동작하는 경우, 도 7의 왼쪽에 도시되어 있는 바와 같이, 발광 장치 A1은 발광 장치 B1과 병렬로 접속되어 있다. 제1 구동 스테이지(ST1)이 VIN1>V3의 제2 단계에서 동작하는 경우, 도 7의 오른쪽에 도시되어 있는 바와 같이, 발광 장치 A1은 발광 장치 B1과 직렬로 접속되어 있다.
도 8에서, 상승 주기 중에 전압 VIN1이 로우(low)인 경우, 발광 장치 A1, 발광 장치 B1 및 경로 제어기 D1 은 오프 상태에 있다. 상승 주기 중에 전압 VIN1이, 발광 장치 A1을 턴온하기 위한 컷인 전압과 제1 타입의 전류 제어기 CCA1을 턴온하기 위한 컷인 전압의 합인 턴온 전압 VA1에 도달하면, 제1 타입의 전류 제어기 CCA1과 발광 장치 A1이 턴온되어, 전류 IA1이 ISETA1에 도달할 때까지 전압 VIN1에 따라 점진적으로 증가하게 한다. 상승 주기 중에 전압 VIN1이, 발광 장치 B1을 턴온하기 위한 컷인 전압과 제2 타입의 전류 제어기 CCB1을 턴온하기 위한 컷인 전압의 합인, 턴온 전압 VB1에 도달하면, 제2 타입의 전류 제어기 CCB1과 발광 장치 B1이 턴온되어, 전류 IB1이 ISETB1에 도달할 때까지 전압 VIN1에 따라 점진적으로 증가하게 한다. 경로 제어기 D1이 여전히 오프되어 있는 상태에서, 전류 ISUM1은 전류 IA1과 전류 IB1의 합과 동일하며, 전류 IA1은 전류 제어기 CCA1에 의해 조절되고, 전류 IB1은 전류 제어기 CCB1에 의해 조절된다. 턴온 전압 VA1의 값은 턴온 전압 VB1의 값과 같거나 다를 수 있다. 다시 말해, 전류 ISUM1은 턴온 전압 VA1과 턴온 전압 VB1 중 하나보다 작거나 같은 전압 V1에서 증가하기 시작한다.
상승 기간 중에 전압 VIN1이 V2에 도달하여 VBK1=VOFFB인 경우, 제2 타입의 전류 제어기 CCB1은 전류 IB1이 경로 제어기 D1으로 향하는 컷오프 모드로 전환함으로써, 경로 제어기 D1을 턴온한다. 전류 ISUM1는 전류 IB1 및 IA1과 동일하며, 전류 IA1와 전류 IB1 모두 제1 타입의 전류 제어기 CCA1에 의해 조절된다. 전류 IB1은 경로 제어기 D1을 통해 흐르므로, 전류 ID1은 전압 VIN1에 따라 점진적으로 증가한다. 이에 대응하여, 제1 타입의 전류 제어기 CCA1은 이에 따라 조절 가능한 전류원 ISA1의 값을 줄이므로, 전반적인 전류 IAK1이 상수 값 ISETA1으로 계속 유지된다. 전류원 ISA1의 값이 VIN1=V3에서 0으로 떨어지는 경우, 제1 타입의 전류 제어기 CCA1은 컷오프 모드로 전환한다. 전류 ISUM1은 이제 다음의 구동 스테이지에 의해 제어된다.
도 9에서, 전압 VCK의 상승 및 하강 주기 중에 0<VCK<VDROPC인 경우, 제3 타입의 전류 제어기 CCN+1은 완전히 턴온되지 않고, 전류 ICK이 소정의 방식으로 전압 VCK에 따라 변하는 선형 모드에서 전압에 의해 제어되는 장치로써 동작한다. 예를 들면, 제3 타입의 전류 제어기 CCN+1이 MOS 트랜지스터를 사용하여 구현되는 경우, 전류 ICK와 전압 VCK 간의 관계는 선형 영역에서 동작할 때의 MOS 트랜지스터의 I-V 특성에 대응될 수 있다. 전압 VCK의 상승 및 하강 주기 중에 VCK>VDROPC인 경우, 전류 ICK는 전압 ISETC에 도달하고, 제3 타입의 전류 제어기 CCN+1은 일정 전류 모드로 전환하고 전류 제한기로써 기능한다.
유사하게, LED 조명 장치 104 내의 제2 내지 제N 구동 스테이지(ST2~STN)의 동작은 도 5 내지 도 8에서도 설명될 수 있으며, LED 조명 장치 104의 제(N+1) 구동 스테이지(STN+1) 내의 전류 제어기 의 동작은 도 9에서도 설명될 수 있다.
본 발명에서, 전하 저장 유닛 CH1~CHM은 각각의 발광 장치 A1~AN 및 B1~BN 중에 하나 또는 복수의 발광 장치와 병렬로 접속될 수 있다. 전하 저장 유닛 CH1~CHM은 LED 조명 장치 101~104의 플리커(flicker)를 줄일 수 있으며, 여기서 M은 2N보다 작거나 같을 수 있다.
M=2N인 실시예에서는, 각 발광 장치 A1~AN 및 B1~BN은 대응하는 전하 저장 유닛과 병렬로 접속되어 있다. 설명을 위한 목적으로, 도 1은, N=2 및 M=4이며, LED 조명 장치 101이 각 전하 저장 유닛 CH1~CH4와 병렬로 접속하는 4개의 발광장치 A1~A2 및 B1~B2를 포함하는, 전술한 실시예를 설명한다. 그러나, 전하 저장 유닛의 숫자 및 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
M<2N인 실시예에서는, 각 발광 장치 은 대응하는 전하 저장 유닛과 병렬로 접속되어 있다. 설명을 위한 목적으로, 도 2는, N=2 및 M=2이며, LED 조명 장치 102은 4개의 발광장치 A1~A2 및 B1~B2를 포함하며, 발광 장치 B1~B2는 각 전하 저장 유닛 CH1~CH2와 병렬로 접속하는, 전술한 실시예를 설명한다. 그러나, 전하 저장 유닛의 숫자 및 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
M<2N인 실시예에서는, M개의 전하 저장 유닛 CH1~CHM은 발광 장치 A1~AN 및 B1~BN 중 가장 긴 턴온 시간을 가지는 발광 장치와 병렬로 접속될 수 있다. 설명을 위한 목적으로, 도 3은, N=2 및 M=2이며, LED 조명 장치 103은 4개의 발광장치 A1~A2 및 B1~B2를 포함하며, 그 중 발광 장치 A1과 B1은 전하 저장 유닛 CH1~CH2와 각각 병렬로 접속되는, 전술한 실시예를 설명한다. 그러나, 전하 저장 유닛의 숫자 및 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
M=1<2N인 실시예에서는, 전하 저장 유닛 CH1은 발광 장치 A1~AN 및 B1~BN 중 가장 긴 턴온 시간을 가지는 복수의 발광 장치와 병렬로 접속될 수 있다. 설명을 위한 목적으로, 도 4는, N=2 및 M=1이며, LED 조명 장치 104는 3개의 발광장치 A2 및 B1~B2를 포함하며, 그 중 발광 장치 B1~B2는 전하 저장 유닛 CH1과 병렬로 접속되는, 전술한 실시예를 설명한다. 그러나, 전하 저장 유닛의 숫자 및 구성은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도 10은 LED 조명 장치 101~104 내의 발광 장치의 전류-시간 특성을 도시하는 도면이다. 도 10의 중간에 있는 도면은 제1 구성을 채용한 발광 장치의 전류-시간 특성을 나타내고, 도 10의 맨 밑의 도면은 제2 구성을 채용한 발광 장치의 전류-시간 특성을 나타낸다. 도 10에서, ILED는 제1 구성을 채용한 발광 장치를 통해 흐르는 전류를 나타내고, ILED'는 제2 구성을 채용한 발광 장치를 통해 흐르는 전류를 나타낸다. 제1 구성을 채용하는 발광 장치는, LED 조명 장치 101 내의 발광 장치 A1, A2, B1 또는 B2, LED 조명 장치 102 내의 발광 장치 B1 또는 B2, LED 조명 장치 103 내의 발광 장치 A1 또는 B1, 또는 LED 조명 장치 104 내의 발광 장치 B1 또는 B2와 같은, 대응하는 전하 저장 유닛과 병렬로 접속되어 있다. 제2 구성을 채용한 발광 장치는, LED 조명 장치 102 내의 발광 장치 A1 또는 A2, LED 조명 장치 103 내의 발광 장치 A2 또는 B2, 또는 LED 조명 장치 104 내의 발광 장치 A2와 같은, 임의의 전하 저장 유닛과 병렬로 접속되어 있지 않다.
상승 기간 중 정류된 AC 전압 VAC가 발광 장치를 턴온하기에 충분히 크게 되기 전에, 제2 구성을 채용하는 발광 장치는 OFF 상태로 남아 있으며, 제1 구성을 채용하는 발광 장치는 대응하는 전하 저장 유닛으로부터 방전되는 에너지에 의해 ON 상태로 유지될 수 있다. 대응하는 경로 제어기는 대응하는 전하 저장 유닛 내에 저장되어 있는 에너지가 대응하는 전류 제어기를 통해 방전되는 것을 방지하도록 배치되어 있다.
상승 기간 또는 하강 기간 중 정류된 AC 전압 VAC가 충분히 크게 되는 경우, 제1 구성을 채용하는 발광 장치 또는 제2 구성을 채용하는 발광 장치는 정류된 AC 전압 VAC에 의해 ON 상태로 유지될 수 있으며, 이로써 대응하는 전하 저장 유닛을 충전한다.
하강 기간 중 정류된 AC 전압 VAC가 더 이상 발광 장치를 턴온할 만큼 충분히 크지 않게 된 이후에, 제2 구성을 채용하는 발광 장치는 OFF 상태로 남아 있고, 제1 구성을 채용하는 발광 장치는 대응하는 전하 저장 유닛으로부터 방전된 에너지에 의해 ON 상태로 계속 유지될 수 있다. 대응하는 경로 제어기는 대응하는 전하 저장 유닛에 저장되어 있는 에너지가 대응하는 전류 제어 유닛을 통해 방전되는 것을 방지하도록 배치되어 있다.
도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 전하 저장 유닛의 도입부(introduction)는 제2 구성을 채용하는 발광 장치가 제1 구성을 채용하는 발광 장치보다 긴 턴온 시간을 가지도록 한다.
도 11은, 4개의 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2 (N=2 and M=2) 중 2개의 발광 장치가 각각의 전하 저장 유닛 CH1~CH2와 병렬로 접속되어 있거나, 하나의 공동 전하 저장 유닛 CH1과 병렬로 접속되어 있을 때, LED 조명 장치 103의 전반적인 동작을 나타내는 도면이다. 도 12는, 전하 저장 유닛을 채용하지 않는 LED 조명 장치 103의 전반적인 동작을 나타내는 도면이다. E1~E3는 본 LED 조명 장치 103의 전반적인 강도/선속을 나타낸다. 도 12는, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 플리커가 본 전하 저장 유닛을 사용하여 어떻게 향상될 수 있는지를 보여주는 데에 사용되는 것이며, 결코 의도된 본 발명의 동작은 아니라는 것을 유의해야 한다.
전압 VAK1~VAK2 및 VBK1~VBK2는, 시간에 의해 그 값이 주기적으로 변하는 정류된 AC 전압 VAC와 관련이 있으므로, t0-t7의 구동 사이클은 설명을 위해 사용되는 것이고, t0-t3 사이의 기간은 정류된 AC 전압 VAC의 상승 기간에 속하고, t4-t7 사이의 기간은 정류된 AC 전압 VAC의 하강 기간에 속한다. 아래의 표 1은 도 11에 도시된 구성에 따른 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2의 동작 모드(operational modes)를 열거한 것이다. 아래의 표 2는 도 12에 도시된 구성에 따른 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2의 동작 모드를 열거한 것이다.
luminescent device t0~t1/
t6~t7		 t1~t2/
t5~t6		 t2~t3/
t4~t5		 t3~t4
A1 ON(P) ON(P) ON(S) ON(S)
B1 ON(P) ON(P) ON(S) ON(S)
A2 OFF ON(P) ON(P) ON(S)
B2 OFF ON(P) ON(P) ON(S)
luminescent device t0~t1/
t6~t7		 t1~t2/
t5~t6		 t2~t3/
t4~t5		 t3~t4
A1 OFF ON(P) ON(S) ON(S)
B1 OFF ON(P) ON(S) ON(S)
A2 OFF ON(P) ON(P) ON(S)
B2 OFF ON(P) ON(P) ON(S)
도 12 및 표 2에서, 상승 기간의 초반(beginning)과 하강 시간의 후반(end)에, 정류된 AC 전압 VAC는 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2를 턴온하기에 불충분하다. 본 전하 저장 유닛 없이, 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2는, t0~t1과 t6~t7 사이에서 OFF 상태로 남아 있다. t1~t6 사이에, 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2는 정류된 AC 전압 VAC가 증가 또는 감소함에 따라 연속적으로 턴온되고, 제1 구동 스테이지 ST1와 제2 구동 스테이지 ST2는, 2개의 턴온된 발광 장치가 도 7의 왼쪽에 도시된 바와 같이 병렬로 접속되어 있는 제1 단계(표 1과 표2에서 "P"로 표기됨), 또는 2개의 턴온 발광 장치가 도 7의 오른쪽에 도시된 바와 같이 직렬로 접속되어 있는 제2 단계(표 1과 표 2에서 "S"로 표기됨)로 동작할 수 있다. 보다 구체적으로, LED 조명 장치 103의 전반적인 강도/선속은 계단식으로(stepwise) 변하며, 모든 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2가 시리즈 구성에서 ON 상태로 동작할 때 t3~t4 사이에서 E3에 도달한다.
도 11 및 표 1에서, 상승 기간의 초반과 하강 시간의 후반에, 정류된 AC 전압 VAC는 발광 장치 A1~A2 및 B1~B2를 턴온하기에 불충분하다. 본 전하 저장 유닛 없이, 발광 장치 A1 및 B1은, 정류된 AC 전압 VAC에 관계없이 t0~t7 사이의 전체 구동 기간 동안 ON 상태로 유지될 수 있다. 보다 구체적으로, LED 조명 장치 103의 전반적인 강도/선속은, 정류된 AC 전압 VAC이 여전히 작은 경우, t0~t1와 t6~t7 사이에서 E1으로 유지될 수 있다.
통상의 기술자에게 잘 알려진 대로, LED 플리커는, 진폭의 변화, 평균 레벨, 주기적인 주파수(periodic frequency), 형태(shape) 및/또는 듀티 사이클(duty cycle)에 의해 특징지어지는 그것의 파형으로 주기적이다. 퍼센트 플리커(Percent Flicker) 및 플리커 인덱스(Flicker Index)는, 아래 식에 의해 표현되는 바와 같이, 플리커를 수량화하는 데에 오랫동안 사용되어 온 메트릭(metric)이다.
퍼센트 플리커 =
Figure 112015053188454-pat00001
... (1)
플리커 인덱스 =
Figure 112015053188454-pat00002
... (2)
식 (1)에서, MAX는 LED 조명 장치(101~104)의 최대 강도/선속을 나타내며, MIN은 LED 조명 장치(101~104)의 최소 강도/선속을 나타낸다. 식 (2)에서, AREA1은, LED 조명 장치(101~104)의 강도/선속이 그 평균을 상회할 경우, 구동 사이클의 지속 기간 내에서의 강도/선속의 총합(summation)을 나타내며, AREA2는, LED 조명 장치(101~104)의 강도/선속이 그 평균에 미치지 못할 경우, 구동 사이클의 지속 기간 내에서의 강도/선속의 총합을 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전하 저장 유닛의 도입부는 식 (1)의 MIN과 식 (2)의 AREA2를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 LED 조명 장치(101~104)의 퍼센트 플리커와 플리커 인덱스가 낮아진다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명 장치(105~108)의 도면이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 LED 조명 장치 101~104와 유사하게, 각 LED 조명 장치 105~108도 전원 공급 회로(110)와 N+1개의 구동 스테이지(ST1~STN+1)를 포함한다(N은 양의 정수임). 그러나, LED 조명 장치 105~107은, 각 제1 내지 제N 구동 스테이지(ST1~STN)가 복수의 발광 장치, 경로 제어기, 및 2개의 제1 타입의 전류 제어기를 포함한다는 점에서 LED 조명 장치 101~103과 상이하다. LED 조명 장치 108은, 각각의 제2 내지 제N 구동 스테이지(ST2~STN)가 복수의 발광 장치, 경로 제어기, 및 2개의 제1 타입의 전류 제어기를 포함한다는 점에서 LED 조명 장치 104와 상이하다.
LED 조명 장치 105~108 내의 각 제1 타입의 전류 제어기는 조절 가능한 전류원과 전류 검출 및 제어 유닛을 포함하고, 그것의 I-V 곡선은 도 5에 도시되어 있다. CCA1~CCAN에 의해 표시되는 제1 타입의 전류 제어기에서, 대응하는 발광 장치 A1~AN 및 대응하는 조절 가능한 전류원 ISA1~ISAN과 각각 직렬로 접속되어 있는 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1~UNAN은, 각각 전류 IAK1~IAKN에 따라 조절 가능한 전류원 ISA1~ISAN의 값을 조절하도록 구성되어 있다. CCA1'~CCAN'에 의해 표시되는 제1 타입의 전류 제어기에서, 대응하는 발광 장치 B1~BN 및 대응하는 조절 가능한 전류원 ISA1'~ISAN'과 각각 직렬로 접속되어 있는 전류 검출 및 제어 유닛 UNA1'~UNAN'은, 각각 전류 IBK1~IBKN 에 따라 조절 가능한 전류원 ISA1'~ISAN'의 값을 조절하도록 구성되어 있다.
상술한 다중 스테이지 구동 방식에 따라, 본 발명은 다중 전류 제어 유닛을 이용하여 복수의 발광 장치를 유연하게 턴온할 수 있다. 상술한 전하 저장 유닛에 의하여, 본 발명은 LED 조명 장치의 발광 편차(luminous variation)을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명은 유효 동작 전압 범위, 신뢰도 및 플리커 현상을 향상시킬 수 있는 LED 조명 장치를 제공할 수 있다.
통상의 기술자는 본 발명의 사상이 유지되면서 본 장치 및 방법의 수많은 변경 및 개조가 이루어질 수 있음을 용이하게 알 수 있을 것이다. 이에 따라, 상기 개시는 첨부된 청구범위의 경계에 의해서만 제한되어 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 복수의 구동 스테이지(driving stage)를 갖는 발광 다이오드(LED; Light-Emitting Diode) 조명 장치에 있어서,
    제1 구동 스테이지로서,
    정류된 교류(alternative-current; AC) 전압에 의해 구동되고 제1 전류에 따라 광을 제공하는 제1 발광 장치;
    상기 정류된 AC 전압에 의해 구동되고 제2 전류에 따라 광을 제공하는 제2 발광 장치;
    상기 제1 발광 장치에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제1 전류가 제1 값을 초과하지 않도록 상기 제1 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제1 전류 제어기;
    상기 제2 발광 장치에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제2 전류가 제2 값을 초과하지 않도록 상기 제2 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제2 전류 제어기;
    적어도 상기 제1 발광 장치와 병렬로 접속되어 있으며, 상기 정류된 AC 전압이 상기 제1 발광 장치를 턴온(turn on)하기에 불충분한 경우 상기 제1 발광 장치로 에너지를 방전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 제1 발광 장치가 턴온 상태를 유지하도록 하는, 제1 전하 저장 유닛; 및
    상기 제1 발광 장치와 상기 제1 전류 제어기 사이에 접속되어 있는 제1 단과 상기 제2 전류 제어기에 접속되어 있는 제2 단을 포함하며, 제3 전류를 도통시키도록 구성되어 있는 제1 경로 제어기
    를 포함하고,
    제2 구동 스테이지로서,
    상기 제1 구동 스테이지에 직렬로 접속되어 있으며, 제4 전류를 도통시키고 상기 제4 전류가 제3 값을 초과하지 않도록 상기 제4 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제3 전류 제어기
    를 포함하고,
    상기 정류된 AC 전압의 상승 기간 또는 하강 기간 중에 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 제1 전압을 초과하지 않는 경우, 상기 제1 전류 제어기는, 상기 제1 전류를 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 상기 전압에 따라 변화시키는 제1 모드로 동작하고,
    상기 상승 기간 중에 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 상기 제1 전압을 초과하지만 제2 전압을 초과하지는 않는 경우, 상기 제1 전류 제어기는, 상기 제1 전류를 상기 제1 값으로 유지하는 제2 모드로 동작하고,
    상기 상승 기간 중에 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 상기 제2 전압을 초과하는 경우, 상기 제1 전류 제어기는, 상기 제1 전류 제어기가 턴오프(turn off)되는 제3 모드로 동작하는,
    LED 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전하 저장 유닛은, 상기 정류된 AC 전압이 상기 제1 발광 장치를 턴온하기에 충분한 경우, 상기 제1 발광 장치로 에너지를 방전하는 것을 중지하고, 상기 정류된 AC 전압에 의한 충전을 시작하도록 더 구성되어 있는,
    LED 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 발광 장치와 병렬로 접속되어 있으며, 상기 정류된 AC 전압이 상기 제2 발광 장치를 턴온하기에 불충분한 경우, 상기 제2 발광 장치로 에너지를 방전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 제2 발광 장치가 턴온 상태를 유지하도록 하는, 제2 전하 저장 유닛을 더 포함하는
    LED 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정류된 AC 전압과 상기 제1 구동 스테이지 사이에 접속되어 있는 제3 구동 스테이지를 더 포함하고,
    상기 제3 구동 스테이지는 상기 정류된 AC 전압에 의해 구동되고 광을 제공하는 제3 발광 장치를 포함하고,
    상기 제1 전하 저장 유닛은, 상기 제1 발광 장치 및 상기 제3 발광 장치와 병렬로 접속되어 있으며, 상기 정류된 AC 전압이 상기 제1 발광 장치와 제3 발광 장치를 턴온하기에 불충분한 경우, 상기 제1 발광 장치 및 상기 제3 발광 장치로 에너지를 방전하도록 구성되어 있음으로써, 상기 제1 발광 장치 및 상기 제3 발광 장치가 턴온 상태를 유지하도록 하는,
    LED 조명 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전하 저장 유닛은, 상기 정류된 AC 전압이 상기 제1 발광 장치 및 상기 제3 발광 장치를 턴온하기에 충분한 경우, 상기 제1 발광 장치 및 상기 제3 발광 장치로 에너지를 방전하는 것을 중지하고, 상기 정류된 AC 전압에 의한 충전을 시작하도록 더 구성되어 있는,
    LED 조명 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하강 기간 중에 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 상기 제2 전압을 초과하지만 제3 전압을 초과하지는 않는 경우, 상기 제1 전류 제어기는, 상기 제1 전류를 상기 제1 값으로 유지하는 상기 제2 모드로 동작하고,
    상기 제3 전압은 상기 제2 전압보다 크거나 같은,
    LED 조명 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정류된 AC 전압의 상승 기간 또는 하강 기간 중에 상기 제2 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 사전 설정된 제4 전압을 초과하지 않는 경우, 상기 제2 전류 제어기는, 상기 제2 전류를 상기 제2 전류 제어기의 양단에 걸린 상기 전압에 따라 변화시키는 제1 모드로 동작하고,
    상기 상승 기간 또는 상기 하강 기간 중에 상기 제3 전류가 상기 제2 값을 초과하지는 않는 경우, 상기 제2 전류 제어기는, 상기 제2 전류를 상기 제2 값으로 유지하는 제2 모드로 동작하고,
    상기 상승 기간 또는 상기 하강 기간 중에 상기 제3 전류가 상기 제2 값을 초과하는 경우, 상기 제2 전류 제어기는, 상기 제2 전류 제어기가 턴오프되는 제3 모드로 동작하는,
    LED 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정류된 AC 전압의 상승 기간 또는 하강 기간 중에 상기 제3 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 사전 설정된 제6 전압을 초과하지 않는 경우, 상기 제3 전류 제어기는, 상기 제4 전류를 상기 제3 전류 제어기의 양단에 걸린 전압에 따라 변화시키는 제1 모드로 동작하고,
    상기 상승 기간 또는 상기 하강 기간 중에 상기 제3 전류 제어기의 양단에 걸린 전압이 상기 제6 전압을 초과하는 경우, 상기 제3 전류 제어기는 상기 제4 전류를 상기 제3 값으로 유지하는 제2 모드로 동작하는,
    LED 조명 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 제어기는,
    제1 조절 가능한 전류원(current source); 및
    상기 제1 조절 가능한 전류원에 병렬로 접속되어 있으며, 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 전압에 따라 상기 제1 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는, 제1 검출 및 제어 유닛
    을 포함하는,
    LED 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 제어기는,
    제1 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제1 조절 가능한 전류원에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류에 따라 상기 제1 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는, 제1 검출 및 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 제1 조절 가능한 전류원은, 상기 제1 발광 장치에 접속되어 있는 제1 단; 및 상기 제2 발광 장치에 접속되어 있는 제2 단을 포함하는,
    LED 조명 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전류 제어기는,
    제2 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제2 전류 또는 상기 제3 전류에 따라 상기 제2 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제2 검출 및 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 제2 검출 및 제어 유닛은, 상기 제1 경로 제어기의 제2 단와 상기 제2 조절 가능한 전류원에 접속되어 있는 제1 단, 및 상기 제2 발광 장치에 접속되어 있는 제2 단을 포함하는,
    LED 조명 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 제어기는,
    제1 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제1 조절 가능한 전류원에 병렬로 접속되어 있으며, 상기 제1 전류 제어기의 양단에 걸린 전압에 따라 상기 제1 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는, 제1 검출 및 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 제2 전류 제어기는,
    제2 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제2 전류 또는 상기 제3 전류에 따라 상기 제2 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제2 검출 및 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 제2 검출 및 제어 유닛은, 상기 제1 경로 제어기의 제2 단와 상기 제2 조절 가능한 전류원에 접속되어 있는 제1 단, 및 상기 제2 발광 장치에 접속되어 있는 제2 단을 포함하는,
    LED 조명 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 제어기는,
    제1 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제1 조절 가능한 전류원에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류에 따라 상기 제1 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는, 제1 검출 및 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 제1 조절 가능한 전류원은, 상기 제1 발광 장치에 접속되어 있는 제1 단; 및 상기 제2 발광 장치에 접속되어 있는 제2 단을 포함하고,
    상기 제2 전류 제어기는,
    제2 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제2 전류 또는 상기 제3 전류에 따라 상기 제2 조절 가능한 전류원에 의해 공급되는 전류를 조절하도록 구성되어 있는 제2 검출 및 제어 유닛
    을 포함하고,
    상기 제2 검출 및 제어 유닛은, 상기 제1 경로 제어기의 제2 단와 상기 제2 조절 가능한 전류원에 접속되어 있는 제1 단, 및 상기 제2 발광 장치에 접속되어 있는 제2 단을 포함하는,
    LED 조명 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전류 제어기는,
    상기 제4 전류를 도통시키도록 구성되어 있는 제3 조절 가능한 전류원; 및
    상기 제3 조절 가능한 전류원에 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제4 전류에 따라 상기 제3 조절 가능한 전류원을 제어하도록 구성되어 있는, 제3 검출 및 제어 유닛
    을 포함하는,
    LED 조명 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로 제어기는 다이오드, 다이오드 결선(diode-connected) 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor; FET), 또는 다이오드 결선 바이폴라 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor; BJT)를 포함하는,
    LED 조명 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광 장치는, 상기 제1 경로 제어기가 턴오프되는 경우, 상기 제2 발광 장치와 병렬로 접속되고,
    상기 제1 발광 장치는, 상기 제1 경로 제어기가 턴온되는 경우, 상기 제2 발광 장치와 직렬로 접속되는,
    LED 조명 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로 제어기가 턴오프되는 경우, 상기 제3 전류는 0이고 상기 제4 전류는 상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 합과 동일하고,
    상기 제1 경로 제어기가 턴온되는 경우, 상기 제1 전류, 상기 제2 전류, 상기 제3 전류, 및 상기 제4 전류는 동일한,
    LED 조명 장치.
  18. 삭제
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