KR102182466B1 - Ｌｅｄ 발광 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 발광 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
LED 발광 장치는 LED 열의 일단에 연결되어 있는 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하여, LED 열에 공급되는 출력 전류를 제어한다. LED 발광 장치는 LED 열에 공급되는 출력 전압 또는 출력 전류에 대한 피드백 정보를 생성하고, 출력 전류를 이용하여 LED 열의 오픈 램프 상태를 감지한다. LED 발광 장치는 LED 구동 스위치의 일단 전압을 이용하여 LED 열이 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지한다.

Description

ＬＥＤ 발광 장치 및 그 구동 방법{LED EMITTING DEVICE AND THE DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 LED 발광 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

LED 발광 장치에 포함된 AC-DC 컨버터는 교류 입력을 변환하여 LED 발광에 필요한 직류 전원을 공급한다. LED 발광 장치는 복수의 LED를 포함하고, 복수의 LED는 직렬 연결되어 있다. 이하, 직렬 연결된 복수의 LED를 LED 열이라 한다.

AC-DC 컨버터로부터 출력되는 직류 전원은 LED 열에 공급되고, 이 때 직류 전원의 전압은 LED 열이 발광에 필요한 포워드 전압 이상의 소정 전압으로 제어된다. 이 때, 소비 전력을 고려하여 최적의 레벨로 소정 전압이 설계된다.

LED 열에 전원이 공급되는 동안, LED 열로부터 LED가 분리되고, 오픈 램프 상태의 LED 열에 LED가 부착되는(attached) 일이 발생할 수 있다. 특히 LED 열에 LED가 부차될 때, LED 열에 허용되는 정격 전류 이상의 과도 전루가 발생하여 LED 열의 LED가 파손될 수 있다.

구체적으로, LED 열에서 열화된 LED를 새로운 LED로 교체하는 경우, LED 열로부터 열화 LED가 분리된 후(OPEN LAMP 상태), 새로운 LED가 LED 열에 부착된다. 이 때, AC-DC 컨버터의 출력단에 연결되어 있는 출력 커패시터로부터 과도 전류가 흘러 LED 열의 LED들 중 적어도 일부가 파손될 수 있다.

이와 같이, 종래 발광 장치에서는 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 후 과도 전류가 발생하여 LED를 파손시킬 수 있는 문제점이 있다.

과도 전류에 의한 LED 파손을 방지할 수 있는 LED 발광 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 발광 장치는, 복수의 LED를 포함하는 LED 열, 상기 LED 열의 일단에 연결되어 있는 일단을 포함하는 LED 구동 스위치, 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전류를 제어하는 LED 구동부, 그리고 상기 LED 열에 공급되는 출력 전압 또는 상기 출력 전류에 대한 피드백 정보를 생성하는 정전류/정전압 구동부를 포함한다.

상기 LED 구동부는, 상기 출력 전류를 이용하여 상기 LED 열의 오픈 램프 상태를 감지하고, 상기 LED 구동 스위치의 일단 전압을 이용하여 상기 LED 열이 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지한다.

상기 LED 발광 장치는, 상기 LED 구동 스위치의 타단 및 그라운드 사이에 연결되어 있는 감지 저항을 더 포함하고, 상기 LED 구동부는, 상기 출력 전류가 상기 감지 저항에 흘러 발생하는 감지 전압을 이용하여 상기 LED 열의 오픈 램프 상태를 감지한다.

상기 LED 구동부는, 상기 감지 전압에 따라 증감하는 검출 전압과 오픈 감지 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태를 감지하고, 상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 정상 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태에서 상기 정상 상태로 변경된 것을 감지한다.

상기 LED 구동부는, 상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 상기 정상 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제1 비교기, 상기 검출 전압과 상기 오픈 감지 전압을 비교한 결과를 출력하는 제2 비교기, 상기 검출 전압과 상기 오픈 감지 전압보다 높은 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제3 비교기, 셋단에 입력되는 상기 제2 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제1 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제3 비교기의 출력에 따라 오픈 램프 상태를 나타내는 제1 오픈 감지 신호를 생성하는 제1 SR 플립플롭, 셋단에 입력되는 제1 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제2 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제1 오픈 감지 신호에 따라 제2 오픈 감지 신호를 생성하는 제2 SR 플립플롭, 상기 제1 정상 감지 신호 및 상기 제2 정상 감지 신호 중 적어도 어느 하나가 정상 상태를 나타낼 때 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 제1 논리 게이트, 및 상기 제1 오픈 감지 신호 및 상기 제2 오픈 감지 신호 모두 오픈 램프 상태를 나타낼 때 상기 정전류/정전압 구동부에 오픈 감지 신호를 출력하는 제2 논리 게이트를 포함한다.

상기 정전류/정전압 구동부는, 상기 정상 상태에서 상기 출력 전류를 정전류 제어하기 위해 상기 출력 전류에 따르는 피드백 정보를 생성하고, 상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정전압 제어하기 위해 상기 출력 전압에 따르는 피드백 정보를 생성한다.

상기 정전류/정전압 구동부는, 기준단, 그라운드에 연결되어 있는 출력단, 및 상기 출력 전압을 전달받는 입력단을 포함하고, 상기 기준단에 입력되는 전압이 기준 전압 이상일 때 도통되는 션트 레귤레이터, 상기 션트 레귤레이터의 입력단과 상기 출력 전압 사이에 연결되어 있는 포토 다이오드, 상기 포토 다이오드의 애노드 전극과 상기 출력 전압 사이에 연결되어 있는 제1 저항, 및 상기 정상 상태에서 정전류 제어를 위해 상기 감지 전압을 이용하여 상기 포토 다이오드의 전류를 제어하고, 상기 오픈 램프 상태에서 정전압 제어를 위해 상기 출력 전압을 이용하여 제어 전압을 생성하는 정전류/정전압 제어부를 포함한다. 상기 제어 전압은 상기 션트레귤레이터의 기준단에 입력되는 전압이다.

상기 정전류/정전압 제어부는, 상기 오픈 램프 상태를 나타내는 오픈 감지 신호를 상기 LED 구동부로부터 전달받고, 상기 출력 전압을 정격 전압 보다 낮은 전압으로 상기 오픈 램프 상태 동안 제어한다.

상기 정전류/정전압 제어부는, 상기 출력 전압에 연결되어 있는 일단 및 상기 션트 레귤레이터의 기준단 사이에 연결되어 있는 제2 저항, 상기 기준단과 상기 입력단 사이에 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제3 저항, 상기 기준단과 상기 그라운드 사이에 직렬 연결되어 있는 제4 저항 및 제5 저항, 상기 제5 저항에 병렬 연결되어 있고, 상기 정상 상태에서 온 상태이고, 상기 오픈 램프 상태에서 오프 상태인 스위칭 소자, 및 상기 입력단에 연결되어 있는 컬렉터, 그라운드에 연결되어 있는 에미터, 및 상기 감지 전압이 전달되는 베이스를 포함하는 BJT를 포함한다.

상기 스위칭 소자는 상기 오픈 감지 신호에 따라 스위칭 동작한다.

상기 LED 구동부는, 상기 감지 전압을 정류하여 상기 정상 상태에서 상기 검출 전압을 상기 오픈 감지 전압보다 큰 전압으로 생성한다.

상기 LED 구동부는, 상기 감지 전압이 입력되는 애노드 전극을 포함하는 다이오드, 상기 다이오드의 캐소드 전극에 연결되어 있는 일단을 포함하는 저항, 및 상기 저항의 타단에 연결되어 있는 일단을 포함하는 커패시터를 포함하고, 상기 검출 전압은 상기 커패시터에 충전된 전압이다.

또한 상기 LED 구동부는, 상기 감지 전압에 따라 증감하는 검출 전압과 오픈 감지 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태를 감지하고, 상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 정상 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태에서 상기 정상 상태로 변경된 것을 감지하며, 상기 정상 상태로 변경이 감지된 시점부터 소정의 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 소프트 기준 전압을 생성하고, 상기 소프트 기준 전압을 이용해 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

상기 LED 구동부는, 상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 상기 정상 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제1 비교기, 상기 검출 전압과 상기 오픈 감지 전압을 비교한 결과를 출력하는 제2 비교기, 상기 검출 전압과 상기 오픈 감지 전압보다 높은 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제3 비교기, 셋단에 입력되는 상기 제2 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제1 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제3 비교기의 출력에 따라 오픈 램프 상태를 나타내는 제1 오픈 감지 신호를 생성하는 제1 SR 플립플롭, 셋단에 입력되는 제1 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제2 정상 감지 신호를 생성하는 제2 SR 플립플롭, 상기 제1 정상 감지 신호 및 상기 제2 정상 감지 신호 중 적어도 어느 하나가 정상 상태를 나타낼 때 상기 LED 구동 스위치의 턴 온을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하는 제1 논리 게이트, 및 상기 게이트 제어 신호에 따라 상기 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 상기소프트 기준 전압을 생성하고, 상기 검출 전압과 상기 소프트 스타트 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어한는 소프트 스타트 제어부를 포함한다.

상기 소프트 스타트 제어부는, 전압원, 상기 전압원에 일단이 연결되어 있고, 상기 게이트 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 정상 스위치, 상기 게이트 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 오픈 램프 스위치, 상기 오픈 램프 스위치에 병렬 연결되어 있는 커패시터, 상기 커패시터와 상기 정상 스위치의 타단 사이에 연결되어 있는 저항, 및 상기 저항과 상기 커패시터의 접점의 전압과 상기 검출 전압을 비교한 결과에 따라 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 비교기를 포함한다.

상기 저항과 상기 커패시터의 접점의 전압이 상기 소프트 기준 전압이다.

본 발명의 실시 예에 따른, 출력 전류에 따라 발광하는 LED 열 및 상기 LED 열에 연결되어 있는 LED구동 스위치를 포함하고, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전압을 생성하는 LED 발광 장치 구동 방법은, 상기 출력 전류를 감지하여 오픈 램프 상태를 감지하는 단계; 상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정전압 제어하는 단계; 상기 LED 구동 스위치의 전압이 소정의 정상 기준 전압에 도달할 때, 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 단계; 및 상기 LED 구동 스위치가 턴 온 된 시점부터 상기 출전 전류를 정전류 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른, 출력 전류에 따라 발광하는 LED 열 및 상기 LED 열에 연결되어 있는 LED구동 스위치를 포함하고, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전압을 생성하는 LED 발광 장치의 구동 방법은, 상기 출력 전류를 감지하여 오픈 램프 상태를 감지하는 단계; 상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정전압 제어하는 단계; 상기 LED 구동 스위치의 전압이 소정의 정상 기준 전압에 도달할 때, 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 단계; 및 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시킨 시점부터 소정의 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 소프트 기준 전압과 상기 출력 전류에 따르는 검출 전압을 비교한 결과에 따라 상기 LED 구동 스위치를 스위칭 시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 과도 전류에 의한 LED 파손을 방지할 수 있는 LED 발광 장치 및 그 구동 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 발광 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CC/CV 구동부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동부를 나타낸 도면이다.
도 4는 정상 상태에서 오픈 램프 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 5는 램프 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CC/CV 구동부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED 구동부를 나타낸 도면이다.
도 8은 정상 상태에서 오픈 램프 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.
도 9는 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 발광 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, LED 발광 장치(1)는 전력 스위치(M), PWM 제어부(10), 트랜스포머(20), 정류 다이오드(D1), 커패시터(C1), 정전류/정전압 구동부(constant current/constant voltage driver, 이하, CC/CV 구동부)(30), LED 구동부(40), LED 열(50), LED 구동 스위치(60), 및 감지 저항(RS)을 포함한다.

트랜스포머(20)는 1차측의 제1 권선(CO1) 및 2차측의 제2 권선(CO2)을 포함하고, 1차측 전력을 2차측으로 전달한다. 제1 권선(CO1)은 입력 전압(Vin)이 입력되는 일단 및 전력 스위치(M)의 드레인 전극에 연결되어 있는 타단을 포함한다. 제2 권선(CO2)은 정류 다이오드(D1)의 애노드 전극에 연결되어 있는 일단 및 그라운드되어 있는 타단을 포함한다.

전력 스위치(M)는 트랜스포머(310)의 1차 측에 위치하고, 제1 권선(CO1)의 타단에 연결되어 트랜스포머(310)의 동작을 제어한다. 트랜스포머(310)의 동작에 의해 2차 측에 전력이 제어되므로, 전력 스위치(M)의 스위칭 동작에 따라 2차측으로의 전력 전달이 제어된다.

전력 스위치(M)는 PWM 제어부(10)로부터 출력되는 게이트 신호(VG1)에 따라 스위칭 동작한다. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 스위치(M)는 n 채널 타입의 트랜지스터이고, 하이 레벨의 게이트 신호(VG1)에 의해 턴 온 되고, 로우 레벨의 게이트 신호(VG1)에 의해 턴 오프 된다.

정류 다이오드(D1)는 제2 권선(CO2)의 일단에 연결되어 있는 애노드 전극 및 커패시터(C1) 및 LED 열(50)에 연결되어 있는 캐소드 전극을 포함한다.

전력 스위치(M)가 온 상태인 기간 동안 1차측 전류(im)가 증가하고 제1 권선(CO1)에 에너지가 축적된다. 전력 스위치(M)가 온 상태인 기간 동안 정류 다이오드(D1)은 역바이어스 되어 오프 상태이다.

전력 스위치(M)가 오프 상태인 기간 동안 1차측 전류(im)는 감소하고, 정류 다이오드(D1)은 제2 권선(CO2)에 발생한 전압에 의해 턴 온 되며, 2차측 전류(is)가 정류 다이오드(D1)을 통과하여 LED 열(50) 및 커패시터(C1)에 전달된다.

2차측 전류(is)는 출력 전류(IOUT)로서 부하에 공급되거나 커패시터(C1)를 충전시킨다. 커패시터(C1)는 출력 전압(VOUT)의 리플을 감쇄시킨다.

CC/CV 구동부(30)는 정상 상태에서 정전류(constant current, 이하, 'CC'라 함.) 제어를 위해 출력 전류(IOUT)에 따르는 피드백 정보를 생성하고, 1차측에 전달한다. 구체적으로, CC/CV 구동부(30)는 정상 상태에서 출력 전류(IOUT)에 따르는 감지 전압(VCS)을 이용하여 출력 전류(IOUT)에 따르는 피드백 정보를 생성한다.

CC/CV 구동부(30)는 오픈 램프 상태에서 정전압(constant voltage, 이하, 'CV'라 함.) 제어를 위해 출력 전압(VOUT)에 따르는 피드백 정보를 생성하고, 1차측에 전달한다. 이 때, 출력 전압(VOUT)은 정격 전압 보다 낮은 전압으로 CV 제어될 수 있다. 정격 전압이란 LED 열(50)을 일정한 전류로 구동시키기 위해 필요한 레벨의 전압을 의미한다.

CC/CV 구동부(30)는 저항(R1), 포토 다이오드(PD), 션트 레귤레이터(310), 및 CC/CV 제어부(32)를 포함한다. 저항(R1)은 출력 전압(VOUT)에 연결되어 있는 일단 및 포토 다이오드(PD)에 연결되어 있는 타단을 포함한다.

포토 다이오드(PD)는 1차측의 포토 트랜지스터(PT)와 함께 옵토 커플러(opto-coupler)를 형성한다. 포토 다이오드(PD)는 저항(R1)을 통해 출력 전압(VOUT)에 연결되어 있다.

션트 레귤레이터(31)는 삼단자 소자로서 출력단(NA), 입력단(NC), 및 기준단(NR)을 포함하고, 기준단(NR)의 전압이 기준 전압 이상일 때 입력단(NC)과 출력단(NA) 사이가 도통되고, 입력단(NC)의 전압과 기준 전압 간의 차에 따르는 전류가 흐른다. 출력단(NA)은 그라운드 되어 있고, 입력단(NC)은 포토 다이오드(PD)의 캐소드 전극에 연결되어 있으며, 기준단(NR)은 CC/CV 제어부(32)로부터 출력되는 전압이 입력된다.

CC/CV 제어부(32)는 정상 상태에서 CC 제어를 위해 감지 전압(VCS)을 이용하여 제어 전류(ICC)를 생성하고, 오픈 램프 상태에서 정전압 제어를 위해 출력 전압(VOUT)을 이용하여 제어 전압(VC)을 생성한다. 제어전압(VC)은 기준단(NR)에 입력된다.

오픈 감지 신호(CVS)가 오픈 램프 상태를 나타낼 때, CC/CV 제어부(32)는 오픈 감지 신호(CVS)에 따라 출력 전압(VOUT)이 정격 전압 보다 낮은 전압으로 유지되도록 제어 전압(VC)을 생성한다.

LED 열(50)은 출력 전압(VOUT)을 공급받고, LED 구동 스위치(40)의 스위칭 동작에 따라 흐르는 구동 전류에 따라 발광한다. LED 열(50)은 직렬 연결되어 있는 복수의 LED(light emitting diode)를 포함하고, LED 열(50)은 커패시터(C1)의 일단과 LED 구동 스위치(60) 사이에 연결되어 있다.

LED 구동 스위치(60)는 LED 열(50)에 흐르는 전류를 제어한다. LED 구동 스위치(60)의 드레인 전극 및 소스 전극 사이에 바디 다이오드(BD) 및 기생 커패시터(CP)가 형성되어 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동 스위치(60)는 n 채널 타입의 트랜지스터로 구현되어 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

LED 구동 스위치(60)는 LED 열(50)에 연결되어 있는 드레인 전극, 감지 저항(RS)의 일단에 연결되어 있는 소스 전극, 및 LED 구동부(40)로부터 출력되는 게이트 신호(VG)이 입력되는 게이트 전극을 포함한다.

감지 저항(RS)은 LED 구동 스위치(60)의 소스 전극과 그라운드 사이에 연결되어 있다. LED 구동 스위치(60)를 통해 전달되는 출력 전류(IOUT)가 감지 저항(RS)에 흘러 발생하는 전압이 감지 전압(VCS)이다.

LED 구동부(40)는 출력 전류(IOUT)를 이용하여 오픈 램프 상태를 감지하고, LED 구동 스위치(60)에 입력되는 전압을 이용하여 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지하며, 감지된 상태에 따라 LED 구동 스위치(60)의 스위칭 동작을 제어한다.

LED 구동부(40)는 감지 전압(VCS)을 이용하여 출력 전류(IOUT)를 감지하고, LED 구동 스위치(60)의 드레인 전압(VD)을 LED 구동 스위치(60)에 입력되는 전압을 감지한다.

구체적으로, 출력 전류(IOUT)는 전력 스위치(M)가 턴 오프인 기간 동안 발생한다. 전력 스위치(M)가 턴 온 상태일 때, 정류 다이오드(D1)이 오프 상태이기 대문에 출력 전류(IOUT)이 발생하지 않는다. 따라서 감지 전압(VCS)은 출력 전류(IOUT)와 마찬가지로 전력 스위치(M)가 오프 상태일 때 발생한다.

그런데 오픈 램프 상태를 감지하기 위해 감지 전압(VCS)을 그대로 이용하면, 감지 전압(VCS)이 발생하지 않는 기간 즉, 전력 스위치(M)의 온 기간이 오픈 램프 상태로 판단될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동부(40)는 입력된 감지 전압(VCS)이 일정시간 발생하지 않으면 오픈 램프 상태로 판단하도록 감지전압(vcs)에 소정의 지연 기간을 더할 수 있다.

또는 LED 구동부(40)는 감지 전압(VCS)을 정류시켜 적어도 일정 전압으로유지시킬 수 있다. 감지 전압(VCS)을 지연시키거나, 정류시켜 생성된 전압을 검출 전압(VDE)이라 한다.

본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 실시 예는 감지 전압(VCS)에 따라 증가 또는 감소하며 전력 스위치(M)의 온 기간 동안 오픈 감지 전압보다 큰 전압을 가지는 검출 전압(VDE)을 생성할 수 있다.

LED 구동부(40)는 오픈 기준 전압과 검출 전압(VDE)을 비교한 결과에 따라 오픈 램프 상태를 감지한다. 오픈 램프 상태에서, 출력 전류(IOUT)는 흐르지 않으므로 감지 전압(VCS)이 영 전압이므로, 검출 전압(VDE)도 영 전압이 된다. LED 구동부(40)는 검출 전압(VDE)이 오픈 기준 전압 이하일 때 오픈 램프 상태로 판단할 수 있다.

LED 구동부(40)는 오픈 램프 상태가 발생하면 CV 제어를 지시하는 오픈 감지 신호(CVS)를 생성하여 CC/CV 구동부(30)의 CC/CV 제어부(32)로 전달한다.

LED 열(50)이 오픈 램프 상태일 때, 드레인 전압(VD)은 영 전압이다. 정상 상태에서는 LED 구동 스위치(60)가 턴 온 상태이므로 드레인 전압(VD)은 감지 전압(VCS)에 턴 온 된 LED 구동 스위치(60)의 드레인-소스 전압이 더해진 전압이다.

오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경되면, 변경된 시점부터 오프 상태인 LED 구동 스위치(60)의 기생 커패시터(CP)가 출력 전류(IOUT)에 의해 충전된다. 그러면, 드레인 전압(VD)이 증가하기 시작하고, LED 구동부(40)는 정상 기준 전압과 드레인 전압(VD)을 비교한 결과에 따라 정상 상태로 변경된 것을 감지한다.

구체적으로, LED 열(50)이 정상 상태로 되면, 출력 전류(IOUT)가 LED 열(50)에 흐르게 되고, 출력 전류(IOUT)에 의해 기생 커패시터(CP)가 충전된다. 따라서 드레인 전압(VD)이 증가하여 정상 기준 전압에 도달한다. 이 때, LED 구동부(40)는 정상 상태로 변경된 것을 감지하고, LED 구동 스위치(60)를 턴 온 시키는 하이 레벨의 게이트 신호(VG2)을 생성한다.

LED 구동부(40)는 검출 전압(VDE) 및 제3 임계 전압을 비교한 결과에 따라 정상 상태인 것을 감지하고, 게이트 신호(VG2)을 하이 레벨로 유지한다.

포토 다이오드(PD)와 옵토 커플러를 형성하는 포토 트랜지스터(PT)에는 포토 다이오드(PD)의 발광량에 따르는 전류가 흐른다. 포토 트랜지스터(PT)에는 커패시터(C2)가 병렬 연결되어 있다. 포토 트랜지스터(PT)에 흐르는 전류에 따라 커패시터(C2)의 전압이 결정되고, 커패시터(C2)에 충전된 전압은 2차측으로부터 전달되는 피드백 정보에 따른 피드백 전압(VF)이 된다.

구체적으로 션트 레귤레이터(31)가 도통되어 전류가 흐르고, 포토 다이오드(PD)가 발광하면, 포토 트랜지스터(PT)에 전류가 흐른다. 그러면 PWM 제어부(10)로부터 커패시터(C2)에 공급되는 전류가 감소하여 피드백 전압(VF)이 감소한다.

반대로 션트 레귤레이터(31)가 차단되어 전류가 흐르지 않고, 포토 다이오드(PD)가 발광하지 않으면, 포토 트랜지스터(PT)에 전류가 흐르지 않는다. 그러면 PWM 제어부(10)로부터 커패시터(C2)에 공급되는 전류가 감소하여 피드백 전압(VF)이 증가한다.

PWM 제어부(10)는 전력 스위치(M)에 흐르는 드레인 전류(Ids)와 피드백 전압(VF)을 이용하여 전력 스위치(M)의 스위칭 동작을 제어한다. PWM 제어부(10)는 스위칭 주파수를 제어하는 클록 신호에 따라 전력 스위치(M)를 턴 온 시키고, 드레인 전류(Ids)가 피드백 전압(VF)에 도달하면 전력 스위치(M)를 턴 오프 시킨다.

따라서 피드백 전압(VF)이 감소할수록, 전력 스위치(M)의 듀티가 감소하여 2차측으로 전달되는 에너지가 감소하고, 피드백 전압(VF)이 증가할수록, 전력 스위치(M)의 듀티가 증가하여 2차측으로 전달되는 에너지가 증가한다.

이하, 도 2 및 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 CC/CV 구동부(30) 및 LED 구동부(40)를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CC/CV 구동부를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, CC/CV 구동부(30)는 션트 레귤레이터(31)의 기준단, 입력단, 및 그라운드에 연결되어 있고, 출력 전압(VOUT), 감지 전압(VCS) 및 오픈 감지 신호(CVS)가 입력되는 CC/CV 제어부(32)를 포함한다.

CC/CV 제어부(32)는 CC 제어를 위해 감지 전압(VCS)에 따라 션트 레귤레이트(31)를 동작시키고, CV 제어를 위해 출력 전압(VOUT)에 따라 션트 레귤레이터(31)를 동작시킨다. 오픈 램프 상태에서, 오픈 감지 신호(CVS)에 의해 션트 레귤레이터(31)를 온 시키는 출력 전압(VOUT)이 낮아진다.

CC/CV 제어부(32)는 4 개의 저항(R2-R5), 커패시터(C3), BJT(33), MOSFET(34), 인버터(35)를 포함한다. 저항(R2), 저항(R4), 및 저항(R5)는 출력 전압(VOUT)과 그라운드 사이에 직렬 연결되어 있다. 저항(R4)와 저항(R2)가 연결되는 접점은 션트 레귤레이터(31)의 기준단(NR)에 연결되어 있다. 저항(R4) 및 저항(R2)의 접점 전압이 제어 전압(VC)이다.

저항(R5)의 양단에는 MOSFET(34)이 병렬 연결되어 있다. MOSFET(34)은 정상 상태에서 온 상태이고, 오픈 램프 상태에서 턴 오프 된다. 정상 상태에서 MOSFET(34)이 온 상태일 때, 출력 전압(VOUT)이 저항(R2) 및 저항(R4)에 의해 분배된 전압(VOUT*R4/(R2+R4))이 제어 전압(VC)이 된다. 오픈 램프 상태에서 MOSFET(34)이 오프 상태일 때, 출력 전압(VOUT)이 저항(R2), 저항(R4), 및 저항(R5)에 의해 분배된 전압(VOUT*(R4+R5)/(R2+R4+R5))이 제어 전압(VC)이 된다.

오픈 램프 상태에서의 제어 전압(VC)이 정상 상태에서의 그것보다 높게 설정된다. 그러면 션트 레귤레이터(31)는 정상 상태에 비해 오픈 램프 상태에서 낮은 출력 전압(VOUT)에 의해 도통된다. 션트 레귤레이터(31)가 도통되면, 포토 다이오드(PD)를 통해 전류가 흘러 포토 다이오드(PD)가 발광한다. 따라서 포토 트랜지스터(PT)에 전류가 흐르고 피드백 전압(VF)이 감소한다. 그러면 전력 스위치(M)의 듀티가 감소하여 출력 전압(VOUT)이 낮아진다.

출력 전압(VOUT)이 낮아지면 제어 전압(VC)이 낮아져 션트 레귤레이터(31)가 차단된다. 그러면 피드백 전압(VF)이 증가하여 전력 스위치(M)의 듀티가 증가하여 출력 전압(VOUT)이 증가한다. 이와 같은 방식으로 출력 전압(VOUT)이 일정하게 제어된다. 즉, MOSFET(34)은 션트 레귤레이터(31)를 도통시키는 출력 전압(VOUT)을 낮춘다.

오픈 감지 신호(CVS)가 인에이블 레벨인 하이 레벨일 때 MOSFET(34)이 턴 오프 되어야 하고, 디스에이블 레벨인 로우 레벨일 때 MOSFET(34)이 턴 온 되어야 한다.

그런데 본 발명의 실시 예에 따른 MOSFET(34)은 n 채널 타입이므로, 오픈 감지 신호(CVS)는 인버터(35)를 통해 반전되어, MOSFET(34)의 게이트 전극에 입력된다. 그러나 도 2에서는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 저항(R4), 저항(R5), 및 MOSFET(34)의 연결관계는, 출력 전압이 동일할 때, 오픈 램프 상태의 제어 전압(VC)이 정상 상태의 제어 전압(VC)에 비해 높은 조건을 만족하는 범위에서 변형이 가능하다.

아울러, 오픈 감지 신호(CVS)의 인에이블 레벨이 로우 레벨이고, 디스에이블 레벨이 하이 레벨일 수 있다. 또는 MOSFET(34)가 p 채널 타입일 수 있다. 이런 경우 CC/CV 제어부(32)는 인버터(35)를 포함하지 않는다.

션트 레귤레이터(31)의 입력단과 출력단 사이에 연결되어 있는 커패시터(C3) 및 저항(R3)은 션트 레귤레이터(31)의 게인 결정에 고려된다. 션트 레귤레이터(32)의 게인은 입력단(NC) 전압 변화와 출력단(NA) 전압 변화 간의 비이다.

BJT(33)는 CC 제어를 위해 감지 전압(VCS)에 따라 포토 다이오드(PD)의 전류를 제어한다. BJT(33)는 입력단(NC)에 연결되어 있는 콜렉터, 감지 전압(VCS)이 입력되는 베이스, 및 그라운드 되어 있는 에미터를 포함하고, 베이스 및 에미터 사이에는 감지 저항(RS)이 연결되어 있다.

감지 전압(VCS)이 증가할수록, BJT(33)에 흐르는 제어 전류(ICC) 전류가 증가하고, 그러면, 션트 레귤레이터(31)가 도통되고, 포토 다이오드(PD)를 통해 전류가 흘러 포토 다이오드(PD)가 발광한다. 따라서 포토 트랜지스터(PT)에 전류가 흐르고 피드백 전압(VF)이 감소한다. 그러면 전력 스위치(M)의 듀티가 감소하여 2차측으로 전달되는 에너지가 감소하여 출력 전류(IOUT)가 감소한다.

출력 전류(IOUT)가 낮아지면 감지 전압(VCS)이 감소하고, BJT(33)에 흐르는 제어 전류(ICC)가 감소한다. 그러면 피드백 전압(VF)이 증가하여 전력 스위치(M)의 듀티가 증가한다. 그러면 2차측으로 전달되는 에너지가 증가하여 출력 전류(IOUT)이 증가한다. 이와 같은 방식으로 출력 전류(IOUT)이 일정하게 제어된다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동부(40)를 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동부를 나타낸 도면이다.

LED 구동부(40)는 3 개의 비교기(41, 44, 45), 두 개의 SR 플립플롭(42, 46), OR 게이트(47), AND 게이트(43), 및 정류 회로(48)을 포함한다. 도 3에서 검출 전압(VDE)를 생성하기 위해 정류 회로(48)을 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 지연 회로를 사용하여 검출 전압(VDE)을 생성할 수 있다.

정류 회로(48)는 다이오드(D2), 저항(R6), 및 커패시터(C4)를 포함한다. 다이오드(D2)의 애노드 전극에 감지 전압(VCS)가 입력되고, 다이오드(D2)의 캐소드 전극에 저항(R6)의 일단이 연결되어 있다. 저항(R6)의 타단 및 커패시터(C4)의 일단이 연결되어 있고, 커패시터(C4)의 타단은 그라운드 되어 있다.

감지 전압(VCS)이 발생하여 다이오드(D2)과 도통될 때, 저항(R6)에 흐르는 전류가 커패시터(C4)를 충전시킨다. 커패시터(C4)의 일단 전압이 검출 전압(VDE)이다.

비교기(41)는 드레인 전압(VD)과 정상 기준 전압(VR1)을 비교하고, 비교한 결과에 따라 비교 신호(COM1)를 생성한다. 비교기(41)의 반전 단자(-)에 정상 기준 전압(VR1)이 입력되고, 비교기(41)의 비반전 단자(+)에 드레인 전압(VD)이 입력된다.

비교기(45)는 검출 전압(VDE)과 오픈 기준 전압(VR2)을 비교하고, 비교한 결과에 따라 비교 신호(COM2)를 생성한다. 비교기(45)의 비반전 단자(+)에 오픈 기준 전압(VR2)이 입력되고, 비교기(45)의 반전 단자(-)에 검출 전압(VDE)이 입력된다.

비교기(44)는 검출 전압(VDE)과 제3 임계 전압(VR3)을 비교하고, 비교한 결과에 따라 비교 신호(COM3)를 생성한다. 비교기(44)의 반전 단자(-)에 제3 임계 전압(VR3)이 입력되고, 비교기(44)의 비반전 단자(+)에 검출 전압(VDE)이 입력된다.

제3 임계 전압(VR3)은 오픈 기준 전압(VR2) 보다 높다. 정상 기준 전압(VR1)은 오픈 램프 상태가 종료되고 정상 상태로 변경되는 시점을 감지하기 위한 전압이다. 즉, 변경 시점부터 소정 기간 동안의 출력 전류(IOUT)에 의해 기생 커패시터(CP)가 충전될 때 발생하는 전압으로 설정될 수 있다.

오픈 기준 전압(VR2)은 오픈 램프 상태를 감지하기 위한 전압이다. 즉, 검출 전압(VDE)이 영 전압이 된 것을 감지하기 위해 영 전압으로 설정될 수 있다.

비교기(41, 44, 45)는 비반전 단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력 이상일 때 하이 레벨의 비교 신호(COM1, COM2, COM3)를 생성하고, 비반전 단자(+)의 입력이 반전 단자(-)의 입력보다 작을 때 로우 레벨의 비교 신호(COM1, COM2, COM3)를 생성한다.

SR 플립플롭(46)은 비교 신호(COM2)가 입력되는 리셋단(R), 비교 신호(COM3)가 입력되는 셋단(S), 출력단(Q) 및 반전 출력단(Qb)을 포함한다.

SR 플립플롭(42)는 비교 신호(COM1)가 입력되는 셋단(S), SR 플립플롭(46)의 반전 출력단(Qb)에 연결되어 있는 리셋단(R), 출력단(Q), 및 반전 출력단(Qb)를 포함한다.

SR 플립플롭(42, 46)은 셋단(S)의 입력이 하이 레벨이고 리셋단(R)의 입력이 로우 레벨일 때, 출력단(Q)을 통해 하이 레벨을 출력하고, 반전 출력단(Qb)을 통해 로우 레벨을 출력한다. SR 플립플롭(42, 46)은 셋단(S)의 입력이 로우 레벨이고 리셋단(R)의 입력이 하이 레벨일 때, 출력단(Q)을 통해 로우 레벨을 출력하고, 반전 출력단(Qb)을 통해 하이 레벨을 출력한다.

SR 플립플롭(46)의 출력단(Q)을 통해 출력되는 신호를 제1 정상 감지 신호(NS1), SR 플립플롭(46)의 반전 출력단(Qb)을 통해 출력되는 신호를 제1 오픈 감지 신호(OS1), SR 플립플롭(42)의 출력단(Q)을 통해 출력되는 신호를 제2 정상 감지 신호(NS2), 및 SR 플립플롭(42)의 반전 출력단(Qb)을 통해 출력되는 신호를 제2 오픈 감지 신호(OS2)라 한다.

AND 게이트(43)는 제1 오픈 감지 신호(OS1) 및 제2 오픈 감지 신호(OS2)를 논리 연산하여 오픈 감지 신호(CVS)를 생성한다. AND 게이트(43)는 두 입력이 모두 하이 레벨일 때 하이 레벨의 오픈 감지 신호(CVS)를 생성하고, 두 입력이 모두 하이가 아닐 때 로우 레벨의 오픈 감지 신호(CVS)를 생성한다.

OR 게이트(47)는 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 제2 오픈 감지 신호(NS2)를 논리 연산하여 게이트 신호(VG2)를 생성한다. OR 게이트(47)는 두 입력 중 하나가 하이 레벨일 때 하이 레벨의 게이트 신호(VG2)를 생성한다.

이하, 도 4 및 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 LED 구동부 및 CC/CV 구동부의 동작을 설명한다.

도 4는 정상 상태에서 오픈 램프 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.

정상 상태에서 LED 구동 스위치(60)가 온 상태이므로, 드레인 전압(VD)은 낮은 전압이다. 따라서 드레인 전압(VD)은 정상 기준 전압(VR1)보다 낮은 전압이고, 비교신호(COM1)는 로우 레벨이다. 참고로, 도 4에서 VD 전압이 도시된 좌표의 세로축 스케일은 감지 전압 VCS이 도시된 좌표의 세로축 스케일보다 훨씬 크다.

도 4에 도시된 바와 같이, 정상 상태에서, 감지 전압(VCS)은 전력 스위치(M)의 오프 기간 동안 증가하고, 전력 스위치(M)의 온 기간 동안 감소하는 파형을 가진다. 즉, 커패시터(C1)에 의해 감지 전압(VCS)이 소정 값을 기준으로 DC 리플 성분을 가지는 파형을 가진다. 검출 전압(VDE)은 감지 전압(VCS)의 DC 리플이 더 완화된 파형을 가진다.

검출 전압(VDE)은 제3 임계 전압(VR3) 이상이므로, 비교신호(COM3)는 하이 레벨이고, 비교신호(COM2)는 로우 레벨이다.

그러면, SR 플립플롭(46)은 하이 레벨의 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 로우 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)를 생성하고, SR 플립플롭(42)은 로우 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2) 및 로우 레벨의 제2 오픈 감지 신호(OS2)를 생성한다.

그리고 AND 게이트(42)는 로우 레벨의 오픈 감지 신호(CVS)를 생성하고, OR 게이트(47)는 하이 레벨의 게이트 신호(VG2)을 생성한다. 본 발명의 실시 예에서 하이 레벨의 오픈 감지 신호(CVS)는 오픈 램프 상태를 나타낸다.

오픈 램프 상태에서의 동작을 설명하기 위해, 시점 T0에서 오픈 램프 상태가 발생한 것으로 가정한다. 시점 T0에 감지 전압(VCS)은 영 전압이 되고, 드레인 전압(VD)도 영 전압이 된다. 그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 시점 T1에 검출 전압(VDE)은 영 전압이 되어, 비교신호(COM3)는 로우 레벨이 되고, 비교신호(COM2)는 하이 레벨이 된다.

그러면, SR 플립플롭(46)은 로우 레벨의 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 하이 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)를 생성한다. SR 플립플롭(42)은 하이 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)에 의해 로우 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2) 및 하이 레벨의 제2 오픈 감지 신호(OS2)를 생성한다.

그러면, AND 게이트(42)는 하이 레벨의 오픈 감지 신호(CVS)를 생성하고, OR 게이트(47)는 로우 레벨의 게이트 신호(VG2)을 생성한다. 드레인 전압(VD)은 오픈 램프 상태에서 LED 구동 스위치(60)의 턴 오프에 의해 영 전압으로 유지된다.

하이 레벨의 오픈 감지 신호(CVS)에 의해 CC/CV 구동부(30)는 CV 제어를 시작하고, CC/CV 제어부(32)의 MOSFET(34)은 턴 오프 되어 제어 전압(VC)이 증가한다.

즉, 션트레귤레이터(31)가 정상 상태에서보다 오픈 램프 상태에서 보다 낮은 출력 전압(VOUT)에서 도통된다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 시점 T1 이후에 출력 전압(VOUT)은 정상 상태보다 낮아진다.

도 5는 램프 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.

시점 T10에 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 바뀌면, 출력 전류(IOUT)가 흐르기 시작하고, 출력 전류(IOUT)에 의해 드레인 전압(VD)이 상승하기 시작한다. 상승하는 드레인 전압(VD)이 정상 기준 전압(VR1)에 도달하는 시점 T11에 동기되어 비교신호(COM1)가 상승한다.

비교신호(COM1)가 하이 레벨이 되어, SR 플립플롭(42)은 하이 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2) 및 로우 레벨의 제2 오픈 감지 신호(OS2)를 생성한다. 이 때, 제2 정상 감지 신호(NS2)가 하이 레벨이 되어 게이트 신호(VG2)가 하이 레벨이 되고, 제2 오픈 감지 신호(OS2)가 로우 레벨이 되어 오픈 감지 신호(CVS)가 로우 레벨이 된다.

그러면 시점 T11에 LED 구동 스위치(60)가 턴 온 되고, 시점 T12에 검출 전압(VDE)이 발생한다. 검출 전압(VDE)이 발생하여, 비교신호(COM2)는 로우 레벨이 되고, 비교 신호(COM3)는 하이 레벨이 된다. SR 플립플롭(46)은 하이 레벨의 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 로우 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)를 생성한다.

1차측의 전력 스위치(M)의 스위칭 동작에 따라 감지 전압(VCS)이 발생한다. 도 5에서 검출 전압(VDE)와 함께 점선으로 도시되어 있다. LED 구동 스위치(60)이 턴 온 된 시점 T11에서, 출력 전압(VOUT)은 정격 전압보다 낮다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 오픈 램프 상태의 출력 전압(VOUT)은 정격 전압보다 낮은 전압으로 유지된다. 따라서 정상 상태가 된 시점의 낮은 출력 전압(VOUT)으로 인해 출력 전류(IOUT)의 인러쉬(inrush) 전류는 발생하지 않는다.

종래 LED 발광 장치와 같이 오픈 램프 상태에서 과전압 레귤레이션(over voltage regulation)에 의해 출력 전압이 제어되는 경우, LED 소자가 LED 열에 다시 연결되어 정상 상태가 될 때, 높은 출력 전압에 의해 출력 전류의 인러쉬 전류가 발생한다.

그러나, 본 발명의 실시 예에서는 오픈 램프 상태에서 출력 전압이 낮은 전압으로 제어되므로, 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 시점에 출력 전류(IOUT)의 인러쉬 전류는 발생하지 않는다. 이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 소프트-스타트 동작을 통해 획득되는 효과와 동일하다. 즉, 오픈 램프 상태에서 출력 전압(VOUT)을 정격 전압 보다 낮은 전압으로 CV 제어하여, 정상 상태로 변경된 시점에 발생하는 인러쉬 전류를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED 구동부 및 CC/CV 구동부를 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CC/CV 구동부를 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 CC/CV 구동부(30')의 CC/CV 제어부(36)는 도 2에 도시된 CC/CV 제어부(32)와 다르고, 나머지 구성은 동일하다.

CC/CV 제어부(36)는 CC/CV 제어부(32)와 달리, 오픈 감지 신호(CVS)에 따라 션트레귤레이터(31)를 도통시키는 출력 전압을 정격 전압 보다 낮은 전압으로 제어하는 구성이 생략된다. 이는 본 발명의 다른 실시 예의 LED 구동부(40')가 소프트 스타트를 위한 구성을 포함하고 있기 때문이다.

정상 상태에서는 BJT(33)가 감지 전압(VCS)에 따라 포토 다이오드(PD)의 전류를 제어하여 CC 제어를 수행한다. 정상 상태에서의 동작은 앞선 실시 예와 동일하다.

오픈 램프 상태에서는 LED 구동 스위치(60)가 오프 상태로 유지되어, 감지 전압(VCS)이 발생하지 않는다. 따라서 이 때는, 출력 전압(VOUT)이 저항(R7) 및 저항(R8)에 의해 분배되어, 접점(NR)에 발생하는 제어 전압(VC)에 따라 션트 레귤레이터(31)가 동작한다.

오픈 램프 상태에서, 저항(R7) 및 저항(R8)의 저항비에 따라 출력 전압(VOUT)은 정격 전압보다 높게 또는 낮게 제어될 수 있다. 예를 들어, 저항(R8) 클수록 접점(NR)의 전압이 증가하므로, 션트레귤레이터(31)를 도통시키는 출력 전압(VOUT)은 정격 전압보다 낮은 전압으로 제어된다. 반대로 저항(R8)이 작을수록 접점(NR)의 전압이 감소하므로, 션트레귤레이터(31)를 도통시키는 출력 전압(VOUT)은 정격 전압보다 높은 전압으로 제어된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED 구동부를 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, LED 구동부(40')는 도 3에 도시된 LED 구동부(40)에 비해 소프트 스타트 제어부(80)를 더 포함하고, 오픈 감지 신호(CVS)를 생성하기 위한 논리 연산 수단인 AND 게이트를 포함하지 않는다.

소프트 스타트 제어부(80)는 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 시점부터 소정의 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 소프트 기준 전압과 검출 전압(VDE)를 비교하여 LED 구동 스위치(60)의 스위칭 동작을 제어한다. 그러면, 소프트 스타트 기간 내에 LED 구동 스위치(60)에 흐르는 전류는 증가하다가 CC 제어에 의해 일정하게 유지된다.

소프트 스타트 제어부(80)는 게이트 제어 신호(VGC)에 따라 정상 상태 또는 오픈 램프 상태를 감지할 수 있고, 게이트 제어 신호(VGC)가 LED 구동 스위치(60)를 턴 온 시키는 레벨(인에이블 레벨)로 변경된 시점부터 소프트 스타트 동작을 제어한다.

구체적으로, 게이트 제어 신호(VGC)가 인에이블 레벨로 변경된 시점부터 소프트 스타트 기간 동안 소프트 기준 전압(VR4)은 증가한다. 소프트 스타트 기간이 경과한 후 소프트 기준 전압(VR4)은 검출 전압(VDE)보다 큰 전압으로 일정하게 유지된다.

정상 상태에서 오픈 램프 상태로 변경된 시점에 게이트 제어 신호(VGC)는 LED 구동 스위치(60)를 턴 오프 시키는 레벨(디스에이블 레벨)로 변경된다. 그러면, 소프트 스타트 제어부(80)는 소프트 기준 전압(VR4)을 영 전압으로 감소시키고, LED 구동 스위치(60)는 턴 오프 상태로 유지된다.

소프트 스타트 제어부(80)는 제1 인버터(81), 제2 인버터(82), 정상 스위치(S1), 오픈 램프 스위치(S2), 전압원(83), 저항(R9), 커패시터(C6), 및 소프트 스타트 비교기(84)를 포함한다.

제1 인버터(81)는 게이트 제어 신호(VGC)를 반전시킨 출력으로 정상 스위치(S1)의 스위칭 동작을 제어한다. 제1 인버터(81)의 입력단에 게이트 제어 신호(VGC)가 입력되고, 제1 인버터(81)의 출력단에 정상 스위치(S1)의 게이트 전극이 연결되어 있다.

제2 인버터(82)는 게이트 제어 신호(VGC)를 반전시킨 출력으로 오픈 램프 스위치(S2)의 스위칭 동작을 제어한다. 제2 인버터(82)의 입력단에 게이트 제어 신호(VGC)가 입력되고, 제2 인버터(82)의 출력단에 오픈 램프 스위치(S2)의 게이트 전극이 연결되어 있다.

정상 스위치(S1)의 소스 전극은 전압원(83)에 연결되어 있고, 정상 스위치(S2)의 드레인 전극은 저항(R9)를 통해 커패시터(C6)의 일단에 연결되어 있다. 정상 스위치(S1)가 턴 오프 상태에서 턴 온 되는 시점부터 전압원(83)에 커패시터(C6)가 충전되기 시작한다. 전압원(83)의 전압에 의해 저항(R9)을 통과하는 충전 전류가 발생하고, 충전 전류에 이해 커패시터(C6)가 충전된다. 소프트 스타트 기간은 전압원(83), 저항(R9), 및 커패시터(C6)에 따라 결정된다.

예를 들어, 전압원(83)의 전압이 높을 수록, 커패시터(C6)를 충전시키는 전류가 커서 소프트 스타트 기간이 짧다. 또한, 저항(R6)이 작을수록 충전 전류가 커서 소프트 스타트 기간이 짧다. 아울러, 커패시터(C6)의 용량이 작을수록 충전 전하 대비 전압 상승율이 높으므로 소프트 스타트 기간이 짧다. 이런 점을 고려하여 소프트 스타트 기간은 적절히 조절될 수 있다.

정상 상태에서 소프트 스타트 기간이 종료된 후, 정상 스위치(S1)는 온 상태로 유지되므로, 커패시터(C6)에 충전된 전압은 일정하게 유지된다.

오픈 램프 스위치(S2)의 소스 전극은 커패시터(C6)의 일단에 연결되어 있고, 오픈 램프 스위치(S2)의 드레인 전극은 커패시터(C6)의 타단 및 그라운드에 연결되어 있다. 오픈 램프 스위치(S2)가 턴 온 되면 커패시터(C6)에 충전된 전압은 그라운드에 연결되어 영전압이 된다.

커패시터(C6)에 충전된 전압이 소프트 기준 전압(VR4)이므로, 소프트 기준 전압(VR4)은 소프트 스타트 기간 동안 증가한 후 일정하게 유지되며, 오픈 램프 상태에서 영 전압이 된다.

소프트 스타트 비교기(84)는 소프트 기준 전압(VR4)과 검출 전압(VDE)을 비교하고, 비교 결과에 따라 소프트 스타트 기간 동안 LED 구동 스위치(60)의 스위칭 동작을 제어한다.

소프트 스타트 비교기(84)는 소프트 기준 전압(VR4)이 입력되는 비반전단자(+), 검출 전압(VDE)이 입력되는 반전단자(-), 및 LED 구동 스위치(60)의 게이트 전극에 연결되어 있는 출력단을 포함한다.

소프트 스타트 비교기(84)는 소프트 기준 전압(VR4)이 검출 전압(VDE)보다 크면 LED 구동 스위치(60)을 턴 온 시키는 게이트 신호(VG2)를 출력하고, 소프트 기준 전압(VR4)이 검출 전압(VDE) 이하이면 LED 구동 스위치(60)을 턴 오프 시키는 게이트 신호(VG2)를 출력한다.

도 7에 도시된 LED 구동부(40')의 구성 중 소프트 스타트 제어부(80)의 구성을 제외한 나머지 구성들의 연결 관계 및 그 동작은 앞서 도 3을 참조로 설명한 실시 예와 동일하다.

다만, 앞서 언급한 바와 같이, 오픈 감지 신호(CVS)를 생성할 필요가 없으므로 별도의 논리 게이트(앞선 실시 예의 AND 게이트)는 LED 구동부(40')에 포함되지 않는다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 동작을 설명한다.

도 8은 정상 상태에서 오픈 램프 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다. 도 4에서 설명된 부분과 중복되는 부분은 가급적 생략한다.

정상 상태에서 LED 구동 스위치(60)가 온 상태이므로, 드레인 전압(VD)은 정상 기준 전압(VR1)보다 낮은 전압이고, 비교신호(COM1)는 로우 레벨이다. 검출 전압(VDE)은 제3 임계 전압(VR3) 이상이므로, 비교신호(COM3)는 하이 레벨이고, 비교신호(COM2)는 로우 레벨이다.

그러면, SR 플립플롭(46)은 하이 레벨의 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 로우 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)를 생성하고, SR 플립플롭(42)은 로우 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2)를 생성한다. OR 게이트(47)의 출력은 하이 레벨의 게이트 제어 신호(VGC)이다.

따라서 소프트 기준 전압(VR4)은 정상 상태에서 일정하게 유지되고, 소프트 기준 전압(VR4)이 검출 전압(VFE)보다 크므로, 게이트 신호(VG2)은 LED 구동 스위치(60)를 턴 온 시키는 하이 레벨로 유지된다.

시점 T20에서 오픈 램프 상태가 발생하면, 감지 전압(VCS) 및 드레인 전압(VD)은 영전압이 된 후, 시점 T21에 검출 전압(VDE)은 영 전압이 되어, 비교신호(COM3)는 로우 레벨이 되고, 비교신호(COM2)는 하이 레벨이 된다.

그러면, SR 플립플롭(46)은 로우 레벨의 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 하이 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)를 생성한다. SR 플립플롭(42)은 하이 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)에 의해 로우 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2)를 생성한다.

그러면, OR 게이트(47)는 로우 레벨의 게이트 제어 신호(VGC)를 생성한다. 로우 레벨의 게이트 제어 신호(VGC)에 따라 오픈 램프 스위치(S2)가 턴 온 되고, 커패시터(C6)가 그라운드로 방전되어, 소프트 기준 전압(VR4)은 영 전압이 된다. 따라서 검출 전압(VDE)이 소프트 기준 전압(VR4)보다 작지 않으므로 게이트 신호(VG2)은 LED 구동 스위치(60)를 턴 오프 시키는 로우 레벨로 감소한다.

출력 전류(IOUT)가 저항(RS)에 흐르지 않으므로, CC/CV 구동부(30)는 CV 제어를 시작한다. 즉, 션트레귤레이터(31)가 출력 전압(VOUT)에 의해 도통되어, 출력 전압(VOUT)이 일정하도록 제어된다.

그러면, 시점 T21 이후에 출력 전압(VOUT)은 정상 상태보다 낮거나, 동일하거나, 높아질 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에서는 오픈 램프 상태에서 출력 전압(VOUT)의 레벨에 제한받지 않는다. 다만, 오픈 램프 상태에서도 일정하게 유지된다. 도 4에서는 정상 상태보다 높은 레벨로 출력 전압(VOUT)이 유지되는 것으로 설명한다.

도 9는 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경될 때, CC/CV 구동부 및 LED 구동부의 신호들을 나타낸 파형도이다.

시점 T30에 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 바뀌면, 출력 전류(IOUT)에 의해 드레인 전압(VD)이 상승하기 시작한다. 상승하는 드레인 전압(VD)이 정상 기준 전압(VR1)에 도달하는 시점 T31에 동기되어 비교신호(COM1)가 상승한다.

비교신호(COM1)가 하이 레벨이 되어, SR 플립플롭(42)은 하이 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2)를 생성하고, 하이 레벨의 제2 정상 감지 신호(NS2)에 의해 게이트 제어 신호(VGC)도 하이 레벨로 상승한다.

그러면 시점 T31에 정상 스위치(S1)가 턴 온 되고, 오픈 감지 스위치(S2)가 턴 오프 된다. 시점 T31부터 커패시터(C6)가 충전되기 시작하고, 소프트 기준 전압(VR4)은 상승하기 시작한다. 시점 T31에 검출 전압(VDE)이 발생하지 않은 상태이므로 제4 비교기(84)는 하이 레벨의 게이트 신호(VG2)를 생성한다.

LED 구동 스위치(60)가 턴 온 되고, 시점 T32에 검출 전압(VDE)이 발생한다. 검출 전압(VDE)이 발생하여, 비교신호(COM2)는 로우 레벨이 되고, 비교 신호(COM3)는 하이 레벨이 된다. SR 플립플롭(46)은 하이 레벨의 제1 정상 감지 신호(NS1) 및 로우 레벨의 제1 오픈 감지 신호(OS1)를 생성한다.

시점 T32 이후, 소프트 스타트 기간 동안 상승하는 소프트 기준 전압(VR4)에 검출 전압(VDE)이 도달할 때 마다, 비교기(84)는 LED 구동 스위치(60)를 턴 오프 시킨다. LED 구동 스위치(60)가 턴 오프 된 후 검출 전압(VDE)이 소프트 기준 전압(VR4)보다 작은 전압으로 감소하므로 LED 구동 스위치(60)는 다시 턴 온 된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 게이트 신호(VG2)는 검출 전압(VDE)이 소프트 기준 전압(VR4)에 도달하는 시점 T33, T34, T35, 및 T36 각각에 로우 레벨로 하강하고, 시점 T33, T34, T35, 및 T36 각각의 직후에 상승하는 펄스 파형을 가진다.

이와 같은 방식으로 소프트 스타트 기간 동안 LED 구동 스위치(60)는 스위칭 동작하고, LED 구동 스위치(60)에 흐르는 전류는 소프트 기준 전압(VR4)을 따라 상승한다.

시점 T36 이후부터, LED 구동 스위치(60)에 흐르는 전류의 피크가 CC 제어에 의해 일정하게 제어된다. 시점 T36부터 소프트 기준 전압(VR4)은 검출 전압(VDE)보다 항상 큰 값이므로, 게이트 신호(VG2)는 하이 레벨로 유지된다.

본 발명의 다른 실시 예에서는 오픈 램프 상태에서 출력 전압(VOUT)에 제한을 받지 않고, 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 시점 이후로 출력 전류(IOUT)가 일정한 레벨까지 상승하는 동안 소프트 스타트에 따른다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

전력 스위치(M), PWM 제어부(10), 트랜스포머(20)
정류 다이오드(D1), 커패시터(C1, C3, C4, C6)
정전류/정전압 구동부(30, 30'), LED 구동부(40, 40')
LED 열(50), LED 구동 스위치(60), 감지 저항(RS)
제1 권선(CO1), 제2 권선(CO2), 저항(R1-R9)
포토 다이오드(PD), 션트 레귤레이터(310), CC/CV 제어부(32, 36)
BJT(33), MOSFET(34), 인버터(35), 비교기(41, 44, 45)
SR 플립플롭(46), OR 게이트(47), AND 게이트(43)
정류 회로(48), 다이오드(D2), 소프트 스타트 제어부(80)
제1 인버터(81), 제2 인버터(82), 정상 스위치(S1)
오픈 램프 스위치(S2), 전압원(83), 소프트 스타트 비교기(84)

Claims (20)

1. 복수의 LED를 포함하는 LED 열,
   상기 LED 열의 일단에 연결되어 있는 일단을 포함하는 LED 구동 스위치,
   상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전류를 제어하는 LED 구동부, 그리고
   상기 LED 열에 공급되는 출력 전압 또는 상기 출력 전류에 대한 피드백 정보를 생성하는 정전류/정전압 구동부를 포함하고,
   상기 LED 구동부는,
   상기 출력 전류를 이용하여 상기 LED 열의 오픈 램프 상태를 감지하고, 상기 LED 구동 스위치의 일 전압과 정상 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지하고,
   상기 정전류/정전압 구동부는,
   상기 오픈 램프 상태에서, 정격 전압 보다 낮은 정전압으로 상기 출력 전압을 제어하며,
   상기 정격 전압은 상기 LED 열을 일정한 전류로 구동시키기 위핸 필요한 레벨의 전압인, LED 발광 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 LED 발광 장치는,
   상기 LED 구동 스위치의 타단 및 그라운드 사이에 연결되어 있는 감지 저항을 더 포함하고,
   상기 LED 구동부는,
   상기 출력 전류가 상기 감지 저항에 흘러 발생하는 감지 전압을 이용하여 상기 LED 열의 오픈 램프 상태를 감지하는 LED 발광 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 LED 구동부는,
   상기 감지 전압에 따라 증감하는 검출 전압과 오픈 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태를 감지하는 LED 발광 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 LED 구동부는,
   상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 상기 정상 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제1 비교기,
   상기 검출 전압과 상기 오픈 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제2 비교기,
   상기 검출 전압과 상기 오픈 기준 전압보다 높은 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제3 비교기,
   셋단에 입력되는 상기 제2 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제1 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제3 비교기의 출력에 따라 오픈 램프 상태를 나타내는 제1 오픈 감지 신호를 생성하는 제1 SR 플립플롭,
   셋단에 입력되는 제1 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제2 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제1 오픈 감지 신호에 따라 제2 오픈 감지 신호를 생성하는 제2 SR 플립플롭,
   상기 제1 정상 감지 신호 및 상기 제2 정상 감지 신호 중 적어도 어느 하나가 정상 상태를 나타낼 때 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 제1 논리 게이트, 및
   상기 제1 오픈 감지 신호 및 상기 제2 오픈 감지 신호 모두 오픈 램프 상태를 나타낼 때 상기 정전류/정전압 구동부에 오픈 감지 신호를 출력하는 제2 논리 게이트를 포함하는 LED 발광 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 정전류/정전압 구동부는,
   상기 정상 상태에서 상기 출력 전류를 정전류 제어하기 위해 상기 출력 전류에 따르는 피드백 정보를 생성하고, 상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정전압 제어하기 위해 상기 출력 전압에 따르는 피드백 정보를 생성하는 LED 발광 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 정전류/정전압 구동부는,
   기준단, 그라운드에 연결되어 있는 출력단, 및 상기 출력 전압을 전달받는 입력단을 포함하고, 상기 기준단에 입력되는 전압이 기준 전압 이상일 때 도통되는 션트 레귤레이터,
   상기 션트 레귤레이터의 입력단과 상기 출력 전압 사이에 연결되어 있는 포토 다이오드,
   상기 포토 다이오드의 애노드 전극과 상기 출력 전압 사이에 연결되어 있는 제1 저항, 및
   상기 정상 상태에서 정전류 제어를 위해 상기 감지 전압을 이용하여 상기 포토 다이오드의 전류를 제어하고, 상기 오픈 램프 상태에서 정전압 제어를 위해 상기 출력 전압을 이용하여 제어 전압을 생성하는 정전류/정전압 제어부를 포함하고,
   상기 제어 전압은 상기 션트레귤레이터의 기준단에 입력되는 전압인 LED 발광 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 정전류/정전압 제어부는,
   상기 오픈 램프 상태를 나타내는 오픈 감지 신호를 상기 LED 구동부로부터 전달받고, 상기 출력 전압을 정격 전압 보다 낮은 전압으로 상기 오픈 램프 상태 동안 제어하는 LED 발광 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 정전류/정전압 제어부는,
   상기 출력 전압에 연결되어 있는 일단 및 상기 션트 레귤레이터의 기준단 사이에 연결되어 있는 제2 저항,
   상기 기준단과 상기 입력단 사이에 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제3 저항,
   상기 기준단과 상기 그라운드 사이에 직렬 연결되어 있는 제4 저항 및 제5 저항,
   상기 제5 저항에 병렬 연결되어 있고, 상기 정상 상태에서 온 상태이고, 상기 오픈 램프 상태에서 오프 상태인 스위칭 소자, 및
   상기 입력단에 연결되어 있는 컬렉터, 그라운드에 연결되어 있는 에미터, 및 상기 감지 전압이 전달되는 베이스를 포함하는 BJT를 포함하는 LED 발광 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 LED 구동부는,
   상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 상기 정상 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제1 비교기,
   상기 검출 전압과 상기 오픈 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제2 비교기,
   상기 검출 전압과 상기 오픈 기준 전압보다 높은 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제3 비교기,
   셋단에 입력되는 상기 제2 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제1 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제3 비교기의 출력에 따라 오픈 램프 상태를 나타내는 제1 오픈 감지 신호를 생성하는 제1 SR 플립플롭,
   셋단에 입력되는 제1 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제2 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제1 오픈 감지 신호에 따라 제2 오픈 감지 신호를 생성하는 제2 SR 플립플롭,
   상기 제1 정상 감지 신호 및 상기 제2 정상 감지 신호 중 적어도 어느 하나가 정상 상태를 나타낼 때 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 제1 논리 게이트, 및
   상기 제1 오픈 감지 신호 및 상기 제2 오픈 감지 신호 모두 오픈 램프 상태를 나타낼 때 상기 정전류/정전압 구동부에 오픈 감지 신호를 출력하는 제2 논리 게이트를 포함하는 LED 발광 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 상기 오픈 감지 신호에 따라 스위칭 동작하는 LED 발광 장치.
11. 제3항에 있어서,
    상기 LED 구동부는,
    상기 감지 전압을 정류하여 상기 정상 상태에서 상기 검출 전압을 상기 오픈 기준 전압보다 큰 전압으로 생성하는 LED 발광 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 LED 구동부는,
    상기 감지 전압이 입력되는 애노드 전극을 포함하는 다이오드,
    상기 다이오드의 캐소드 전극에 연결되어 있는 일단을 포함하는 저항, 및
    상기 저항의 타단에 연결되어 있는 일단을 포함하는 커패시터를 포함하고,
    상기 검출 전압은 상기 커패시터에 충전된 전압인 LED 발광 장치.
13. 복수의 LED를 포함하는 LED 열,
    상기 LED 열의 일단에 연결되어 있는 일단을 포함하는 LED 구동 스위치,
    상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전류를 제어하는 LED 구동부,
    상기 LED 열에 공급되는 출력 전압 또는 상기 출력 전류에 대한 피드백 정보를 생성하는 정전류/정전압 구동부, 및
    상기 LED 구동 스위치의 타단 및 그라운드 사이에 연결되어 있는 감지 저항을 포함하고,
    상기 출력 전류가 상기 감지 저항에 흘러 감지 전압이 발생하며,
    상기 LED 구동부는,
    상기 감지 전압에 따라 증감하는 검출 전압과 오픈 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태를 감지하고, 상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 정상 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지하며, 상기 정상 상태로 변경이 감지된 시점부터 소정의 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 소프트 기준 전압을 생성하고, 상기 소프트 기준 전압을 이용해 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 LED 발광 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 LED 구동부는,
    상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 상기 정상 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제1 비교기,
    상기 검출 전압과 상기 오픈 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제2 비교기,
    상기 검출 전압과 상기 오픈 기준 전압보다 높은 기준 전압을 비교한 결과를 출력하는 제3 비교기,
    셋단에 입력되는 상기 제2 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제1 정상 감지 신호를 생성하고, 리셋단에 입력되는 상기 제3 비교기의 출력에 따라 오픈 램프 상태를 나타내는 제1 오픈 감지 신호를 생성하는 제1 SR 플립플롭,
    셋단에 입력되는 제1 비교기의 출력에 따라 정상 상태를 나타내는 제2 정상 감지 신호를 생성하는 제2 SR 플립플롭,
    상기 제1 정상 감지 신호 및 상기 제2 정상 감지 신호 중 적어도 어느 하나가 정상 상태를 나타낼 때 상기 LED 구동 스위치의 턴 온을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하는 제1 논리 게이트, 및
    상기 게이트 제어 신호에 따라 상기 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 상기소프트 기준 전압을 생성하고, 상기 검출 전압과 상기 소프트 스타트 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어한는 소프트 스타트 제어부를 포함하는 LED 발광 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 소프트 스타트 제어부는,
    전압원,
    상기 전압원에 일단이 연결되어 있고, 상기 게이트 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 정상 스위치,
    상기 게이트 제어 신호에 따라 스위칭 동작하는 오픈 램프 스위치,
    상기 오픈 램프 스위치에 병렬 연결되어 있는 커패시터,
    상기 커패시터와 상기 정상 스위치의 타단 사이에 연결되어 있는 저항, 및
    상기 저항과 상기 커패시터의 접점의 전압과 상기 검출 전압을 비교한 결과에 따라 상기 LED 구동 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 비교기를 포함하고,
    상기 저항과 상기 커패시터의 접점의 전압이 상기 소프트 기준 전압인 LED 발광 장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 정전류/정전압 구동부는,
    상기 정상 상태에서 상기 출력 전류를 정전류 제어하기 위해 상기 출력 전류에 따르는 피드백 정보를 생성하고, 상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정전압 제어하기 위해 상기 출력 전압에 따르는 피드백 정보를 생성하는 LED 발광 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 정전류/정전압 구동부는,
    기준단, 그라운드에 연결되어 있는 출력단, 및 상기 출력 전압을 전달받는 입력단을 포함하고, 상기 기준단에 입력되는 전압이 기준 전압 이상일 때 도통되는 션트 레귤레이터,
    상기 션트 레귤레이터의 입력단과 상기 출력 전압 사이에 연결되어 있는 포토 다이오드,
    상기 포토 다이오드의 애노드 전극과 상기 출력 전압 사이에 연결되어 있는 제1 저항, 및
    상기 정상 상태에서 정전류 제어를 위해 상기 감지 전압을 이용하여 상기 포토 다이오드의 전류를 제어하고, 상기 오픈 램프 상태에서 정전압 제어를 위해 상기 출력 전압을 이용하여 제어 전압을 생성하는 정전류/정전압 제어부를 포함하고,
    상기 제어 전압은 상기 션트레귤레이터의 기준단에 입력되는 전압인 LED 발광 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 정전류/정전압 제어부는,
    상기 출력 전압에 연결되어 있는 일단 및 상기 션트 레귤레이터의 기준단 사이에 연결되어 있는 제2 저항,
    상기 기준단과 상기 입력단 사이에 직렬 연결되어 있는 커패시터 및 제3 저항,
    상기 기준단과 상기 그라운드 사이에 직렬 연결되어 있는 제4 저항, 및
    상기 입력단에 연결되어 있는 컬렉터, 그라운드에 연결되어 있는 에미터, 및 상기 감지 전압이 전달되는 베이스를 포함하는 BJT를 포함하는 LED 발광 장치.
19. 출력 전류에 따라 발광하는 LED 열 및 상기 LED 열에 연결되어 있는 LED 구동 스위치를 포함하고, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전압을 생성하는 LED 발광 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 출력 전류를 감지하여 오픈 램프 상태를 감지하는 단계;
    상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정격 전압 보다 낮은 정전압으로 제어하는 단계;
    상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 정상 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지하는 단계;
    상기 LED 구동 스위치의 전압이 소정의 정상 기준 전압에 도달할 때, 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 단계; 및
    상기 LED 구동 스위치가 턴 온 된 시점부터 상기 출력 전류를 정전류 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 정격 전압은 상기 LED 열을 일정한 전류로 구동시키기 위핸 필요한 레벨의 전압인, LED 발광 장치의 구동 방법.
20. 출력 전류에 따라 발광하는 LED 열 및 상기 LED 열에 연결되어 있는 LED구동 스위치를 포함하고, 상기 LED 열에 공급되는 출력 전압을 생성하는 LED 발광 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 출력 전류를 감지하여 오픈 램프 상태를 감지하는 단계;
    상기 오픈 램프 상태에서 상기 출력 전압을 정전압 제어하는 단계;
    상기 LED 구동 스위치의 일단 전압과 정상 기준 전압을 비교한 결과에 따라 상기 오픈 램프 상태에서 정상 상태로 변경된 것을 감지하는 단계;
    상기 LED 구동 스위치의 전압이 소정의 정상 기준 전압에 도달할 때, 상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시키는 단계; 및
    상기 LED 구동 스위치를 턴 온 시킨 시점부터 소정의 소프트 스타트 기간 동안 증가하는 소프트 기준 전압과 상기 출력 전류에 따르는 검출 전압을 비교한 결과에 따라 상기 LED 구동 스위치를 스위칭 시키는 단계를 포함하는 LED 발광 장치의 구동 방법.
    

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