KR102217915B1 - Ac direct led driver including reference voltage source - Google Patents

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Abstract

AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다. AC 직결형 발광 다이오드 구동장치는 정류부와, 상기 정류부로부터 정류된 전압을 제공받아 발광하며 직렬로 연결되어있는 적어도 두 개의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 발광 다이오드에 개별적으로 연결되어, 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 포함하는 공통 게이트부; 서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 개별적인 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와; 공통게이트, 및 스위칭 소자 사이에 연결되며, 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와; 상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과; 상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 다이오드부를 포함 포함할 수 있다.An AC direct light emitting diode driving device is provided. An AC direct-connected light-emitting diode driving apparatus includes: a light-emitting diode unit including a rectifying unit and at least two light-emitting diodes connected in series to emit light by receiving a rectified voltage from the rectifying unit; A common gate unit that is individually connected to the light emitting diode and includes limiting a maximum voltage that can be provided to the light emitting diode; A current switching unit including a switching element for controlling a path of a driving current flowing through individual light emitting diodes according to different input voltage levels; A charging current controller connected between the common gate and the switching element and generating a charging current synchronized with a current flowing through the switching element; A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current; An anode is connected to the charging current control unit and a cathode is connected to the reference voltage source, and a diode unit configured to flow the charging current from the charging current control unit to the reference voltage source.

Description

기준전압원을 포함한 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치{AC DIRECT LED DRIVER INCLUDING REFERENCE VOLTAGE SOURCE}AC direct LED driver including reference voltage source {AC DIRECT LED DRIVER INCLUDING REFERENCE VOLTAGE SOURCE}

본 발명은 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로 인덕터나 트랜스포머를 사용하지 않고 고효율 및 고전류 구동 특성을 갖는 기준전압원을 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to an AC direct light emitting diode driving device, and more particularly, to an AC direct light emitting diode driving device including a reference voltage source having high efficiency and high current driving characteristics without using an inductor or a transformer.

컨버터를 사용하는 LED 구동장치의 경우 시스템의 구성이 복잡하고 시스템의 크기와 무게를 감소시키기 힘든 단점이 있다. 또한, 역률(Power Factor) 향상을 위해서는 별도의 역률 보정 회로를 사용해야 하고, 스위칭 시 발생하는 전자파 발생을 억제하기 위한 추가적인 회로를 필요로 하므로 생산원가가 높은 문제점이 있다. In the case of an LED driving device using a converter, the configuration of the system is complicated and it is difficult to reduce the size and weight of the system. In addition, in order to improve the power factor, a separate power factor correction circuit must be used, and since an additional circuit for suppressing the generation of electromagnetic waves generated during switching is required, production cost is high.

반면, 별도의 컨버터를 사용하지 않는 교류 전원 직결형 리니어 방식의 LED 구동장치의 경우, 상용 전원인 교류 전원을 직접 이용하여 전류를 제어하므로, 컨버터 방식에 비해 회로가 단순하고 역률이나 전자파 발생에 대비한 추가적인 보정 회로가 없어도 우수한 특성을 나타낸다. 또한, 컨버터 방식, 즉 SMPS(Switching Mode Power Supply) 대비 수명이 길고 신뢰성이 높은 장점이 존재한다. On the other hand, in the case of an AC power-directly connected linear LED driving device that does not use a separate converter, since the current is directly controlled using AC power, which is a commercial power source, the circuit is simpler than the converter method and is prepared for power factor or electromagnetic wave generation. It exhibits excellent properties even without an additional correction circuit. In addition, compared to the converter method, that is, SMPS (Switching Mode Power Supply), there is an advantage of having a longer life and high reliability.

그러나 DALI(Digital Addressable Lighting Interface)　나 지그비(ZIGBEE) 등과 같은 통신을 통한 조명의 다양한 제어를 위해서는 별도의 기준전압원이 필요한데 SMPS 방식의 경우 조명 구동을 위해서 트랜스포머에서 하나의 추가적인 탭을 사용하면 고효율의 전압원을 만들 수 있다. However, a separate reference voltage source is required for various control of lighting through communication such as DALI (Digital Addressable Lighting Interface) or ZIGBEE. In the case of SMPS method, if one additional tap is used in the transformer to drive the lighting, a high-efficiency voltage source Can be made.

하지만, AC 직결형 방식에서는 트랜스포머나 인덕터를 사용하지 않기 때문에 스위칭 방식에 비해서 사용할 수 있는 일반적인 리니어 방식의 기준전압원으로는 효율이 매우 낮아지는 단점이 있다. 이는 입력 전압과 출력 전압차가 크기 때문에 일반적인 방법으로 큰 전류의 구동이 가능한 리니어 기준전압원을 만들 시에는 효율이 매우 낮거나 전압을 형성하는 방식에 따라서는 THD(total harmonic distortion) 특성이 나빠지게 된다. However, since the AC direct connection type does not use a transformer or an inductor, there is a disadvantage in that the efficiency is very low as a general linear reference voltage source that can be used compared to the switching method. This is because the difference between the input voltage and the output voltage is large, and when a linear reference voltage source capable of driving a large current is manufactured in a general manner, the efficiency is very low, or the THD (total harmonic distortion) characteristics deteriorate depending on the method of forming the voltage.

예를 들어, AC 220V를 기준전압 12V로 변환하는 경우, 개략적인 효율을 계산하면 최소 5.45%(12/220*100) 정도도 매우 낮아진다. 이와 같은 경우에는 저효율과 열 발생 등의 이유로 전압 레귤레이터에서 공급할 수 있는 전류가 매우 낮을 경우에는 (통상적으로 12V/1mA 이하) 사용이 가능하지만 출력 전류의 요구가 1mA 이상인 많은 응용 회로의 기준전압원으로 사용하기에는 적합하지 않을 수 있다.For example, when converting AC 220V to a reference voltage of 12V, when the approximate efficiency is calculated, at least 5.45% (12/220*100) is also very low. In this case, if the current that can be supplied from the voltage regulator is very low (usually 12V/1mA or less) due to low efficiency and heat generation, it can be used, but it is used as a reference voltage source for many application circuits where the output current demand is 1mA or more. It may not be suitable for

종래의 트랜스포머나 인덕터를 사용하지 않는 기준전압원에서 큰 전류 구동을 하기 위해서는 큰 값을 갖는 캐패시터를 이용하여 입력 전압이 낮은 구간에서만 충전하고, 높은 전압 구간에서는 낮은 구간에서 충전된 전압을 사용하는 방식이 사용되고 있다. In order to drive a large current in a reference voltage source that does not use a conventional transformer or inductor, a capacitor with a large value is used to charge only in the low input voltage section, and in the high voltage section, use the charged voltage in the low section. Is being used.

도 1a는 종래의 AC 입력에서 사용 가능한 간단한 형태의 리니어 기준전압원을 나타내는 회로도이고, 도 1b는 도 1a의 리니어 기준전압원 회로에 대한 입력전압 및 전류를 나타낸 그래프이다.1A is a circuit diagram showing a simple type of linear reference voltage source usable in a conventional AC input, and FIG. 1B is a graph showing input voltage and current for the linear reference voltage source circuit of FIG. 1A.

도시된 바와 같이, 정류부는 교류 전원(VAC)으로부터 교류 전원 전압을 인가 받고, 인가된 전압을 정류하며, 정류된 전류를 발광 다이오드부(미도시)로 공급하는 역할을 한다. 이렇게 정류된 전압은 높은 전압에서 충전되어 기준전압(VDD)으로 출력된다. As shown, the rectifying unit receives the AC power voltage from the AC power source (V AC ), rectifies the applied voltage, and supplies the rectified current to the light emitting diode unit (not shown). The rectified voltage is charged at a high voltage and output as a reference voltage V DD .

도 1b는 정류된 입력 전원(VIN)과, 기준전압(VDD) 및 입력 전류(IIN)을 나타낸다. 1B shows the rectified input power (V IN ), the reference voltage (V DD ), and the input current (I IN ).

입력 전원(VIN)이 충전되면 입력 전원보다 낮는 충전 전압(VDD)이 기준 전압이 되고, 기준 전압에 따라 입력 전류(IIN)의 흐름이 제어된다.When the input power V IN is charged, the charging voltage V DD lower than the input power becomes the reference voltage, and the flow of the input current I IN is controlled according to the reference voltage.

또한, 도 2a는 종래의 AC 입력에서 사용 가능한 다른 리니어 기준전압원을 나타내는 회로도이고, 도 2b는 도 2a의 리니어 기준전압원 회로에 대한 입력전압 및 전류를 나타낸 그래프이다.In addition, FIG. 2A is a circuit diagram showing another linear reference voltage source usable in a conventional AC input, and FIG. 2B is a graph showing the input voltage and current for the linear reference voltage source circuit of FIG. 2A.

도 2a는 도 1a와 비교하여 정류부와 기준전압 출력 사이에 충전되는 전압을 조절하기 위하여 레퍼런스 전압을 제어하는 비교기를 더 포함하고 있다. 2A further includes a comparator for controlling a reference voltage to adjust a voltage charged between the rectifier and the reference voltage output compared to FIG. 1A.

도 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 경우 짧은 충전 시간 동안 높은 충전 전류가 발생한다.As shown in FIG. 2B, in the conventional case, a high charging current occurs during a short charging time.

또 다른 예를 들자면, 도 3a는 종래의 기준전압원을 적용한 2채널 리니어 방식의 구동 회로를 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 3a의 2채널 리니어 기준전압원 회로에 대한 입력전압, 전류와 발광 다이오드 구동 전류를 나타낸 도면이다.As another example, FIG. 3A is a diagram showing a two-channel linear driving circuit to which a conventional reference voltage source is applied, and FIG. 3B is an input voltage, current and LED driving current for the two-channel linear reference voltage source circuit of FIG. 3A. It is a view showing.

도시된 바와 같이, 종래의 AC직접 구동 기반의 LED 조명회로는 교류전압을 전파정류하는 브리지 정류기, 정류된 직류전류에 의해 빛을 발생하는 LED 1 및 LED 2, LED 1 및 LED 2의 온 오프를 제어하는 스위치부를 포함한다. As shown, the conventional AC direct driving based LED lighting circuit is a bridge rectifier for full-wave rectification of AC voltage, LED 1 and LED 2 generating light by the rectified DC current, LED 1 and LED 2 on and off. It includes a switch to control.

스위치부는 LED의 출력단자(e.g., 캐소드)에 각각 병렬 연결된 스위치 소자로 구성될 수 있다. 이러한 스위치 소자는 MOSFET로 구성될 수 있다. 스위치 소자가 MOSFET로 구성되는 경우 각 LED의 출력단자(e.g., 캐소드)에 각 MOSFET의 드레인이 병렬로 연결된다. 이와 같이 구성된 종래의 AC 직접 구동 기반의 LED조명회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.The switch unit may be composed of switch elements connected in parallel to the output terminals (e.g., cathode) of the LED. Such a switch element may be composed of a MOSFET. When the switch element is composed of a MOSFET, the drain of each MOSFET is connected in parallel to the output terminal (e.g., cathode) of each LED. The operation of the conventional AC direct driving based LED lighting circuit configured as described above will be described as follows.

전원부로부터 AC전압이 입력되면, 브리지 정류기는 AC 전압을 전파정류하여 도 3b의 (a)와 같은 맥류 파형의 동작 교류 전압(LED 구동전압)을 출력한다. When the AC voltage is input from the power supply, the bridge rectifier full-wave rectifies the AC voltage and outputs an operating AC voltage (LED driving voltage) of a pulsating waveform as shown in (a) of FIG. 3B.

동작 교류전압은 복수의 LED로 입력된다. 동작 교류전압은 낮은 전압에 서부터 점진적으로 증가하기 때문에 동작 교류 전압이 낮은 경우 스위치부 내의 스위치 소자는 제어 회로(미도시)의 제어에 따라 모두가 오프(Off)상태(즉, Open 상태)에 있게 된다.The operating AC voltage is input through a plurality of LEDs. Since the operating AC voltage gradually increases from a low voltage, when the operating AC voltage is low, all of the switch elements in the switch unit are in an off state (ie, an open state) under the control of a control circuit (not shown). do.

도 3b에 도시된 바와 같이, 동작 교류전압이 증가하여 발광부의 첫 번째 LED 1의 임계전압(VLED1)보다 커지면 첫 번째 스위치 소자는 온(On) 상태(즉, Close)에 있게 된다. 따라서, 첫 번째 LED 1와 첫 번째 스위치 소자를 통해 전류 경로가 형성되어 첫 번째 LED 1가 발광한다. 이때, 각 LED를 통해 흐르는 전류는 동작 교류전압의 증가/감소에 비례하여 증가/감소된다.As shown in FIG. 3B, when the operating AC voltage increases and is greater than the threshold voltage (V LED1 ) of the first LED 1 of the light emitting unit, the first switch element is in an on state (ie, Close). Accordingly, a current path is formed through the first LED 1 and the first switch element, and the first LED 1 emits light. At this time, the current flowing through each LED increases/decreases in proportion to the increase/decrease of the operating AC voltage.

이후 동작 교류전압이 증가하여 두 번째 LED 2의 임계전압(VLED2)보다 커지면 첫 번째 스위치 소자는 오프(Off) 상태(즉, Open), 두 번째 스위치 소자는 온 상태(즉, Close)에 있게 된다. 그 결과 두 개의 LED 1, LED 2와 두 번째 스위치 소자를 통하여 전류 경로가 형성되어 첫 번째 및 두 번째 LED가 발광한다.After that, when the operating AC voltage increases and becomes greater than the threshold voltage (V LED2 ) of the second LED 2, the first switch element is in an off state (ie, Open), and the second switch element is in an on state (ie, Close). do. As a result, a current path is formed through the two LED 1, LED 2 and the second switch element, and the first and second LEDs emit light.

이후 동작 교류전압이 감소하면 반대로 스위치 소자가 순차적으로 오프(Off) 상태가 되어, LED 1, LED 2는 순차적으로 발광하지 않게 된다.Subsequently, when the operating AC voltage decreases, the switch elements are sequentially turned off, and LED 1 and LED 2 do not sequentially emit light.

도 3b의 (b)는 첫 번째 스위치 소자가 온 되었을 때 LED 1의 구동 전압에 따라 LED 1에 흐르는 전류를 도시한 것이고, (c)는 두 번째 스위치 소자가 턴온되어 스위칭 소자에 흐르는 전류를 도시한 것이고, (d)는 두 번째 스위치 소자가 턴온 되었을 때 LED 1에 흐르는 전류, 즉 입력 전류(IIN)를 도시한 것이고, (e)는 이러한 전류에 의하여 발생하는 기준전압을 도시한 것이고, (f)는 충전 전류, LED 1 및 LED 2의 발광에 따른 입력 전류를 도시한 도면이다. (B) of FIG. 3b shows the current flowing through the LED 1 according to the driving voltage of LED 1 when the first switch element is turned on, and (c) shows the current flowing through the switching element when the second switch element is turned on. (D) shows the current flowing through LED 1 when the second switch element is turned on, that is, the input current (I IN ), and (e) shows the reference voltage generated by this current, (f) is a diagram showing the charging current and the input current according to the light emission of LED 1 and LED 2.

도 1a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 입력 전압이 낮은 구간에서만 충전하고, 높은 전압 구간에서는 낮은 구간에서 충전된 전압을 사용하는 방식의 경우, 짧은 충전 시간 동안 발생된 높은 충전 전류로 인하여 역률이 감소하고 THD가 크게 증가하여 LED 조명에서 요구되는 전기적 특성을 만족시키지 못하는 문제가 발생한다.As shown in FIGS. 1A to 3B, in the case of charging only in a low input voltage section and using a charged voltage in a low section in a high voltage section, the power factor is increased due to the high charging current generated during a short charging time. It decreases and the THD increases significantly, causing a problem that does not satisfy the electrical characteristics required for LED lighting.

시스템이 간단하면서도 역률이나 THD 특성이 우수한 기준전압원이 없으면 통신을 통한 다양한 조명 제어와 같은 많은 전류 공급이 필요한 응용조명분야에 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치는 사용할 수 없게 된다.If the system is simple and there is no reference voltage source with excellent power factor or THD characteristics, the AC direct-connected light emitting diode driving device cannot be used in the field of application lighting that requires a large amount of current such as various lighting control through communication.

따라서, 별도의 SMPS를 사용하지 않는 AC 직결형 발광 다이오드 구동 장치의 장점을 유지하면서 역률이나 THD의 특성 저하를 최소화할 수 있는 고효율 기준전압원이 필요하다.Accordingly, there is a need for a high-efficiency reference voltage source capable of minimizing degradation of power factor or THD characteristics while maintaining the advantages of an AC direct-connected light emitting diode driving device that does not use a separate SMPS.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고효율 및 고전류 공급이 가능한 기준전압원을 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide an AC direct-connected light emitting diode driving device including a reference voltage source capable of supplying high efficiency and high current.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 역률 및 THD 특성 감소가 적은 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an AC direct-connected light emitting diode driving device with less reduction in power factor and THD characteristics.

본 발명의 일 실시예예 따른 발광 다이오드 구동장치는 교류 전원 전압을 인가 받아 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터 정류된 전압을 제공받아 발광하며 직렬로 연결되어있는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 개별적으로 연결되어, 상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트와 제2 공통 게이트를 포함하는 공통 게이트부; 서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와; 기 제1 공통 게이트와 상기 제2 공통게이트, 및 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와; 기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과; 상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함할 수 있다.A light emitting diode driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rectifier for rectifying by receiving an AC power voltage; A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and a second light emitting diode connected in series to emit light by receiving the rectified voltage from the rectifying unit; The first light emitting diode and the second light emitting diode are individually connected to each other, including a first common gate and a second common gate limiting a maximum voltage that can be provided to the first light emitting diode and the second light emitting diode. A common gate portion; A current switching unit including a first switching element and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels; It is connected between the first common gate and the second common gate, and the first and second switching elements, and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements. A charging current control unit to make it; A reference voltage source for charging a voltage by receiving a pre-charge current; An anode is connected to the charging current control unit and a cathode is connected to the reference voltage source, and may include a diode unit including a first diode and a second diode to flow the charging current from the charging current control unit to the reference voltage source.

이때, 상기 충전전류 제어부는 상기 제1 공통 게이트와 상기 제1 스위칭 소자 사이에 연결되는 제1 충전전류 제어부와 상기 제2 공통 게이트와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되는 제2 충전전류 제어부를 포함하고, 상기 제1 공통 게이트의 드레인은 상기 제1 발광 다이오드의 캐소드에 연결되고, 상기 제1 공통 게이트의 소오스는 상기 제1 충전전류 제어부에 연결되고, 상기 제1 공통 게이트의 게이트는 기설정된 입력전압원에 연결되어 상기 제1 전류 절환부에서 발생한 구동전류를 상기 제1 발광 다이오드로 제공하고, 상기 제2 공통 게이트의 드레인은 상기 제2 발광 다이오드의 캐소드에 연결되고, 상기 제2 공통 게이트의 소오스는 상기 제2 충전전류 제어부에 연결되고, 상기 제2 공통 게이트의 게이트는 기설정된 입력전압원에 연결되어 상기 제2 전류 절환부에서 발생한 구동전류를 상기 제2 발광 다이오드로 제공할 수 있다.In this case, the charging current controller includes a first charging current controller connected between the first common gate and the first switching element, and a second charging current controller connected between the second common gate and the second switching element. The drain of the first common gate is connected to the cathode of the first light emitting diode, the source of the first common gate is connected to the first charging current control unit, and the gate of the first common gate is a preset input The driving current generated by the first current switching unit is provided to the first light emitting diode by being connected to a voltage source, and the drain of the second common gate is connected to the cathode of the second light emitting diode, and the source of the second common gate Is connected to the second charging current control unit, and the gate of the second common gate is connected to a preset input voltage source to provide the driving current generated by the second current switching unit to the second light emitting diode.

또한, 상기 제1 충전전류 제어부의 제1 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되고, 상기 제1 충전전류 제어부의 제2 단자는 상기 제1 스위칭 소자에 연결되며, 상기 제1 충전전류 제어부의 제3 단자는 상기 제1 다이오드에 연결되고, 상기 제2 충전전류 제어부의 제1 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되고, 상기 제2 충전전류 제어부의 제2 단자는 상기 제2 스위칭 소자에 연결되며, 상기 제2 충전전류 제어부의 제3 단자는 상기 제2 다이오드에 연결될 수 있다.In addition, a first terminal of the first charging current controller is connected to the first common gate, a second terminal of the first charging current controller is connected to the first switching element, and a first terminal of the first charging current controller The third terminal is connected to the first diode, the first terminal of the second charging current controller is connected to the second common gate, the second terminal of the second charging current controller is connected to the second switching element, , A third terminal of the second charging current controller may be connected to the second diode.

또한, 상기 전류 전환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 충전전류 제어부에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고, 상기 제1 MOSFET은 상기 제1 레벨이 상기 제1 발광 다이오드의 구동 전압 이상이고 상기 제1 발광 다이오드의 구동 전압 및 상기 제2 발광 다이오드의 구동 전압의 합 이하인 경우 턴온되고, 상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 충전전류 제어부에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고, 상기 제2 MOSFET는 상기 제2 레벨이 상기 제1 발광 다이오드의 구동 전압 및 상기 제2 발광 다이오드의 구동 전압의 합을 초과하는 경우에 턴온될 수 있다.In addition, the current conversion unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element, wherein the first switching element, the gate terminal, the input voltage of the first level In response to an input, a drain terminal is connected to the first charging current controller, a source terminal includes a first MOSFET connected to the resistor, and the first MOSFET has the first level equal to or greater than the driving voltage of the first light emitting diode. And is turned on when it is less than or equal to the sum of the driving voltage of the first LED and the driving voltage of the second LED, and the second switching element receives an input voltage of a second level at the gate terminal, and the drain terminal 2 connected to the charging current controller, the source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor, and the second MOSFET has a driving voltage of the first LED and a driving voltage of the second LED having the second level It can be turned on when it exceeds the sum of.

한편, 상기 제1 공통 게이트 및 상기 제2 공통 게이트는 NPN 트랜지스터 또는 IGBT를 포함할 수 있다. Meanwhile, the first common gate and the second common gate may include an NPN transistor or an IGBT.

또한, 상기 제1 충전전류 제어부 및 상기 제2 충전전류 제어부는 캐스코드 전류미러, 윌슨 전류미러, 위들러 전류미러 및 피킹 전류미러 중 적어도 하나의 형태로 구현된 전류미러회로를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 충전전류 제어부 및 상기 제2 충전전류 제어부는 앰프를 포함하여 충전 전류를 발생시키는 전류미러회로를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 충전전류 제어부 및 상기 제2 충전전류 제어부는 저항과 PMOS 트랜지스터를 사용하여 충전 전류를 발생시키는 전류미러회로를 포함할 수 있다.In addition, the first charging current controller and the second charging current controller may include a current mirror circuit implemented in the form of at least one of a cascode current mirror, a Wilson current mirror, a Widler current mirror, and a peaking current mirror. In addition, the first charging current controller and the second charging current controller may include a current mirror circuit including an amplifier and generating a charging current. In addition, the first charging current controller and the second charging current controller may include a current mirror circuit that generates a charging current using a resistor and a PMOS transistor.

한편, 선택적으로 상기 전류 전환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고, 상기 충전전류 제어부는, 상기 저항에 의하여 발생하는 저항 전압과 기설정된 기준 전압을 입력 받는 비교기와; 상기 비교기의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와, 상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고, 상기 저항 전압이 상기 기준 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고, 상기 저항 전압이 상기 기준 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온될 수 있다.Meanwhile, the current conversion unit optionally further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element, and the charging current controller includes a resistance voltage generated by the resistance and A comparator receiving a preset reference voltage; A first switch and a second switch connected to the output of the comparator and turned on or off according to the output of the comparator, and a first resistor and the second switch connected between the first switch and the first diode And a second resistor connected between the and the second diode, and when the resistance voltage is lower than the reference voltage, the first switch is turned on and the second switch is turned off, and the resistance voltage is the reference voltage If it is higher, the first switch may be turned off and the second switch may be turned on.

여기서, 상기 발광 다이오드부가 N개의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 공통 게이트부가 N개의 공통 게이트를 포함하고, 상기 전류 절환부가 N개의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 다이오드 부가 N개의 다이오드를 포함하고, 상기 충전전류 제어부는 상기 저항 전압과 각각 상이한 기설정된 N-1개의 기준 전압을 입력 받는 N-1개의 비교기와, 상기 N-1개의 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프 되는 N개의 스위치와, 상기 N-1개의 비교기의 출력에 따라 상기 N개의 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 로직 블록과, 상기 N개의 스위치와 상기 N개의 다이오드 사이에 연결되어 있는 N개의 저항을 포함할 수 있다.Here, the light emitting diode unit includes N light emitting diodes, the common gate unit includes N common gates, the current switching unit includes N switching elements, the diode unit includes N diodes, and the charging The current control unit includes N-1 comparators receiving N-1 preset reference voltages that are different from the resistance voltage, N switches turned on or off according to outputs of the N-1 comparators, and the N- A logic block that turns on or off the N switches according to an output of one comparator, and N resistors connected between the N switches and the N diodes may be included.

또한, 선택적으로, 상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고, In addition, optionally, the current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element, and the first switching element has a gate terminal having a first level input A voltage is received, a drain terminal is connected to the first common gate, a source terminal includes a first MOSFET connected to the resistor, the second switching element, the gate terminal inputs an input voltage of a second level And a drain terminal is connected to the second common gate, and a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor,

상기 충전전류 제어부는, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압과 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압을 입력 받는 비교기와; 상기 비교기의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와, 상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온될 수 있다.The charging current controller includes: a comparator for receiving a drain voltage of the second MOSFET and a source voltage of the second MOSFET; A first switch and a second switch connected to the output of the comparator and turned on or off according to the output of the comparator, and a first resistor and the second switch connected between the first switch and the first diode And a second resistor connected between the second diode, and when the drain voltage of the second MOSFET is lower than the source voltage of the second MOSFET, the first switch is turned on and the second switch is turned off. If the drain voltage of the second MOSFET is higher than the source voltage of the second MOSFET, the first switch may be turned off and the second switch may be turned on.

또한, 선택적으로, 상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고,In addition, optionally, the current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element, and the first switching element has a gate terminal having a first level input A voltage is received, a drain terminal is connected to the first common gate, a source terminal includes a first MOSFET connected to the resistor, the second switching element, the gate terminal inputs an input voltage of a second level And a drain terminal is connected to the second common gate, and a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor,

상기 충전전류 제어부는, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압과 상기 기설정된 기준 전압을 입력 받는 비교기와; 상기 비교기의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와, 상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온될 수 있다. The charging current control unit may include a comparator receiving a drain voltage of the second MOSFET and the preset reference voltage; A first switch and a second switch connected to the output of the comparator and turned on or off according to the output of the comparator, and a first resistor and the second switch connected between the first switch and the first diode And a second resistor connected between the and the second diode, and when the drain voltage of the second MOSFET is lower than the preset reference voltage, the first switch is turned on and the second switch is turned off, the When the drain voltage of the second MOSFET is higher than the preset reference voltage, the first switch may be turned off and the second switch may be turned on.

또한, 선택적으로, 상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고, 상기 충전전류 제어부는, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압과 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압을 검출하는 NMOS 또는 NPN 트랜지스터와; 상기 NMOS 또는 NPN 트랜지스터의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와, 상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고, 상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온될 수 있다.In addition, optionally, the current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element, and the first switching element has a gate terminal having a first level input A voltage is received, a drain terminal is connected to the first common gate, a source terminal includes a first MOSFET connected to the resistor, the second switching element, the gate terminal inputs an input voltage of a second level And a drain terminal is connected to the second common gate, a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor, and the charging current controller includes a drain voltage of the second MOSFET and a source voltage of the second MOSFET An NMOS or NPN transistor that detects; A first switch and a second switch turned on or off according to the output of the NMOS or NPN transistor, and a first resistor and the second switch and the second diode connected between the first switch and the first diode A second resistor connected therebetween, and when the drain voltage of the second MOSFET is lower than the preset reference voltage, the first switch is turned on and the second switch is turned off, and the drain of the second MOSFET When the voltage is higher than the preset reference voltage, the first switch may be turned off and the second switch may be turned on.

본 발명의 다른 실시예에 의한 발광 다이오드 구동장치는, 교류 전원 전압을 인가 받아 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터 정류된 전압을 제공받아 발광하며 직렬로 연결되어있는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자, 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 포함하는 전류 절환부와; 상기 제1 스위칭 소자와 상기 저항 사이에 연결되는 제1 충전전류 제어부와 상기 제2 스위칭 소자와 상기 저항 사이에 연결되는 제2 충전전류 제어부를 포함하며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와; 상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과; 상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함할 수 있다.A light emitting diode driving apparatus according to another embodiment of the present invention includes a rectifier for rectifying by receiving an AC power voltage; A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and a second light emitting diode connected in series to emit light by receiving the rectified voltage from the rectifying unit; A first switching element and a second switching element controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels, and connected to a ground terminal are connected to the first and second switching elements. A current switching unit including a resistance determining a current flowing through the switching element; A first charging current control unit connected between the first switching element and the resistor, and a second charging current control unit connected between the second switching element and the resistor, wherein the first switching element and the second switching element A charging current control unit for generating a charging current synchronized with the current flowing through the device; A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current; An anode is connected to the charging current control unit and a cathode is connected to the reference voltage source, and may include a diode unit including a first diode and a second diode to flow the charging current from the charging current control unit to the reference voltage source.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고효율 및 고전류 공급이 가능한 기준전압원을 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a reference voltage source capable of supplying high efficiency and high current is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 역률 및 THD 특성 감소가 적은 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus with less reduction in power factor and THD characteristics.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고주파수의 스위칭 동작이 수반되지 않기 때문에 EMI 필터와 같은 노이즈 필터가 필요 없으므로 전체 시스템이 매우 간단하고 제조 원가를 절감할 수 있는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is no need for a noise filter such as an EMI filter because a high-frequency switching operation is not involved, so that the entire system is very simple and an AC direct-connected light emitting diode driving device is provided that can reduce manufacturing costs. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 전류 미러를 포함하는 충전 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an AC direct light emitting diode driving apparatus including a charging control unit including various current mirrors.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전류 전환부에 포함되는 스위칭 소자의 전압을 센싱하여 충전 전류를 제어할 수 있는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus capable of controlling a charging current by sensing a voltage of a switching element included in a current conversion unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비교기를 포함하여 충전 전류를 제어할 수 있는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, an AC direct-connected light emitting diode driving device capable of controlling a charging current including a comparator is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전계 효과 다이오드를 사용하여 충전 전류를 제어할 수 있는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus capable of controlling a charging current using a field effect diode.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 다이오드의 인가되는 최대 전압을 조절하고 충전 전류에 흐르는 전류를 발광 다이오드로 흐르게 할 수 있는 전류 전환부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a current switching unit capable of controlling a maximum voltage applied of the light emitting diode and flowing a current flowing in the charging current to the light emitting diode.

도 1a는 종래의 AC 입력에서 사용 가능한 간단한 형태의 리니어 기준전압원을 나타내는 회로도이다.
도 1b는 도 1a의 리니어 기준전압원 회로에 대한 입력전압 및 전류를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 종래의 AC 입력에서 사용 가능한 다른 리니어 기준전압원을 나타내는 회로도이다.
도 2a는 도 2a의 리니어 기준전압원 회로에 대한 입력전압 및 전류를 나타낸 그래프이다.
도 3a는 종래의 기준전압원을 적용한 2채널 리니어 방식의 구동 회로를 나타낸 도면이다.
도 3b는 도 3a의 2채널 리니어 기준전압원 회로에 대한 입력전압, 전류와 발광 다이오드 구동 전류를 나타낸 도면이다.
도 4a은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 4b은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치에서, 기준전압원에 공급되는 전류와 부하에서 소비되는 전류가 같을 경우 각 소자의 전류 및 전압의 파형을 나타낸 도면이다.
도 4c은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치에서, 기준전압원에 공급되는 전류가 부하에서 소비되는 전류보다 더 클 경우 각 소자의 전류 및 전압의 파형을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 4 채널의 발광 다이오드를 구동하는 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부에 포함되는 전류미러회로 사용될 수 있는 윌슨 전류미러를 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부에 포함되는 전류미러회로 사용될 수 있는 위들러 전류미러를 나타낸 도면이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부에 포함되는 전류미러회로 사용될 수 있는 피킹 전류미러를 나타낸 도면이다.
도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부에 포함되는 전류미러회로 사용될 수 있는 앰프를 나타낸 도면이다.
도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부에 포함되는 전류미러회로 사용될 수 있는 또 다른 피킹전류미러를 나타낸 도면이다.
도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부에 포함되는 전류미러회로 사용될 수 있는 저항과 PMOS를 사용한 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 발광 다이오드를 구동하는 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 9은 도 7의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 11은 도 10의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 비교기를 포함하는 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 13은 도 12의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 NMOS를 이용하는 비교기를 포함하는 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 15는 도 14의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.1A is a circuit diagram showing a simple linear reference voltage source usable in a conventional AC input.
1B is a graph showing the input voltage and current for the linear reference voltage source circuit of FIG. 1A.
2A is a circuit diagram showing another linear reference voltage source usable in a conventional AC input.
2A is a graph showing the input voltage and current for the linear reference voltage source circuit of FIG. 2A.
3A is a diagram showing a two-channel linear driving circuit to which a conventional reference voltage source is applied.
3B is a diagram showing an input voltage, a current, and a driving current of a light emitting diode for the two-channel linear reference voltage source circuit of FIG. 3A.
4A is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a view showing the waveforms of current and voltage of each element when the current supplied to the reference voltage source and the current consumed by the load are the same in the AC direct light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to an embodiment of the present invention. to be.
4C is an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to an embodiment of the present invention, showing waveforms of current and voltage of each element when the current supplied to the reference voltage source is greater than the current consumed by the load. It is a drawing.
5 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source for driving a 4-channel light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
6A is a view showing a Wilson current mirror that can be used as a current mirror circuit included in a charging current controller according to an embodiment of the present invention.
6B is a view showing a Widler current mirror that can be used as a current mirror circuit included in a charging current controller according to an embodiment of the present invention.
6C is a view showing a peaking current mirror that can be used as a current mirror circuit included in a charging current controller according to an embodiment of the present invention.
6D is a diagram showing an amplifier that can be used as a current mirror circuit included in a charging current controller according to an embodiment of the present invention.
6E is a diagram showing another peaking current mirror that can be used as a current mirror circuit included in a charging current controller according to an embodiment of the present invention.
6F is a diagram showing a circuit using a resistor and a PMOS that can be used as a current mirror circuit included in a charging current controller according to an embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a charging current control unit according to another embodiment of the present invention.
8 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source for driving the light emitting diode according to another embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 7.
10 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a charging current controller according to another embodiment of the present invention.
11 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 10.
12 is a circuit diagram of an AC direct light emitting diode driving apparatus including a charging current controller including a comparator according to another embodiment of the present invention.
13 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 12.
14 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a charging current control unit including a comparator using NMOS according to another embodiment of the present invention.
15 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 14.
16 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of terms described in the present application should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as "first" and "second" are used to distinguish one component from other components, and the scope of the rights is not limited by these terms. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.And throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only the case of being "directly connected", but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. In addition, when a part "includes" or "includes" a certain component, it means that other components are not excluded and other components may be further included or provided unless otherwise stated. .

도 4a은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.4A is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 정류부(100), 발광 다이오드부(200), 공통 게이트부(300), 충전전류 제어부(400), 다이오드부(600), 전류 절환부(500) 및 기준전압원(700)을 포함할 수 있다. As shown, the LED driving apparatus according to the present embodiment includes a rectifying unit 100, a light emitting diode unit 200, a common gate unit 300, a charging current control unit 400, a diode unit 600, and a current switching unit. 500 and a reference voltage source 700 may be included.

정류부(100)는 교류 전원(AC)으로부터 교류 전원 전압을 인가받고, 인가된 전압을 정류하며, 정류된 전류를 발광 다이오드부(200)로 공급하는 역할을 한다. 도시된 바와 같이, 정류부(100)는 브릿지(Bridge) 다이오드일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 양과 음 두 가지 방향으로 변화하는 교류 전류를 한 가지 방향만 갖는 전류로 변환시킬 수 있는 한 어떠한 회로로 구현될 수 있다.The rectifying unit 100 serves to receive an AC power voltage from the AC power supply AC, rectify the applied voltage, and supply the rectified current to the light emitting diode unit 200. As shown, the rectifier 100 may be a bridge diode, but is not limited thereto, and any circuit as long as it can convert an alternating current that changes in both positive and negative directions into a current having only one direction. Can be implemented.

발광 다이오드부(200)는 정류부(100)로부터 정류된 전압을 제공받아 발광하며, 직렬로 연결되어있는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드(210) 및 제2 발광 다이오드(220)를 포함할 수 있다. The light emitting diode unit 200 emits light by receiving a rectified voltage from the rectifying unit 100 and may include at least two first and second light emitting diodes 210 and 220 connected in series.

발광 다이오드부(200)가 N개(N은 2 이상의 자연수)의 발광 다이오드를 포함한다면, 각 발광 다이오드의 캐소드는 이에 대응하는 공통 게이트에 각각 연결될 수 있고, 이를 통하여 발광 다이오드에 흐르는 전류가 검출될 수 있다.If the light-emitting diode unit 200 includes N (N is a natural number of 2 or more) light-emitting diodes, the cathode of each light-emitting diode may be connected to a corresponding common gate, through which current flowing through the light-emitting diode can be detected. I can.

공통 게이트부(300)는 제1 발광 다이오드(210)와 제2 발광 다이오드(220)에 개별적으로 연결되어, 제1 발광 다이오드(210)와 상기 제2 발광 다이오드(220)에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트(310)와 제2 공통 게이트(320)를 포함한다. The common gate part 300 is individually connected to the first light emitting diode 210 and the second light emitting diode 220, so that the maximum amount that can be provided to the first light emitting diode 210 and the second light emitting diode 220 It includes a first common gate 310 and a second common gate 320 to limit voltage.

또한, 공통 게이트부(300)는 충전전류 제어부(400)와 전류 절환부(500)에 연결되어 전류 절환부(500)에 흐르는 전류와 이 전류에 동기되어 발생하는 충전 전류를 모두 발광 다이오드부(200)에 흐르게 하는 역할을 한다.In addition, the common gate unit 300 is connected to the charging current control unit 400 and the current switching unit 500 to provide both the current flowing through the current switching unit 500 and the charging current generated in synchronization with the light emitting diode unit ( 200).

도시된 바와 같이, 제1 공통 게이트(310)의 드레인은 제1 발광 다이오드(210)의 캐소드에 연결되고, 소오스는 제1 충전전류 제어부(410)에 연결되고, 게이트는 기설정된 입력전압원에 연결되어 제1 전류 절환부(500)에서 발생한 구동전류(I1)를 제1 발광 다이오드(210)로 제공한다. As shown, the drain of the first common gate 310 is connected to the cathode of the first light emitting diode 210, the source is connected to the first charging current controller 410, and the gate is connected to a preset input voltage source. As a result, the driving current I 1 generated by the first current switching unit 500 is provided to the first light emitting diode 210.

유사하게, 제2 공통 게이트(320)의 드레인은 제2 발광 다이오드(220)의 캐소드에 연결되고, 소오스는 제2 충전전류 제어부(420)에 연결되고, 게이트는 기설정된 입력전압원에 연결되어 제2 전류 절환부(500)에서 발생한 구동전류(I2)를 제2 발광 다이오드(220)로 제공한다.Similarly, the drain of the second common gate 320 is connected to the cathode of the second light emitting diode 220, the source is connected to the second charging current controller 420, and the gate is connected to a preset input voltage source. 2 Provides the driving current I 2 generated by the current switching unit 500 to the second light emitting diode 220.

공통 게이트(310. 320)에 연결된 기설정된 입력전압원은 기준전압원이 출력할 수 있는 최대 전압, 즉 발광 다이오드에 제공되는 최대 전압이 될 수 있다. 이러한 공통 게이트(310. 320)의 입력전압원은 임의로 설정되고, 발광 다이오드의 사양에 따라 변경될 수 있다. The preset input voltage source connected to the common gates 310 and 320 may be the maximum voltage that the reference voltage source can output, that is, the maximum voltage provided to the light emitting diode. The input voltage source of the common gates 310 and 320 is set arbitrarily and may be changed according to the specifications of the light emitting diode.

이러한 제1 공통 게이트(310) 및 제2 공통 게이트(320)는 NPN 트랜지스터 또는 IGBT로 구현될 수 있다. The first common gate 310 and the second common gate 320 may be implemented as an NPN transistor or an IGBT.

충전전류 제어부(400)는 공통 게이트부(300)와 전류 절환부(500) 사이에 연결되어 전류 절환부(500)에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시킨다.The charging current control unit 400 is connected between the common gate unit 300 and the current switching unit 500 to generate a charging current synchronized with the current flowing through the current switching unit 500.

충전전류 제어부(400)는 제1 공통 게이트(310)와 전류 절환부(500)의 제1 스위칭 소자(510)에 연결되며, 제1 스위칭 소자(510)에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 제1 충전전류 제어부(410), 제2 공통 게이트(320)와 전류 절환부(500)의 제2 스위칭 소자(520)에 연결되며, 제2 스위칭 소자(520)에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 제2 충전전류 제어부(420)를 포함할 수 있다. The charging current control unit 400 is connected to the first common gate 310 and the first switching element 510 of the current switching unit 500 and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first switching element 510 It is connected to the first charging current control unit 410, the second common gate 320, and the second switching element 520 of the current switching unit 500, and is charged in synchronization with the current flowing through the second switching element 520 It may include a second charging current control unit 420 for generating a current.

제1 충전전류 제어부(410)의 제1 단자는 제1 공통 게이트(310)에 연결되고, 제2 단자는 제1 스위칭 소자(510)에 연결되며, 제3 단자는 제1 다이오드(610)에 연결되고, 제2 충전전류 제어부(420)의 제1 단자는 제2 공통 게이트(320)에 연결되고, 제2 단자는 제2 스위칭 소자(520)에 연결되며, 제3 단자는 제2 다이오드(620)에 연결되어 있다.The first terminal of the first charging current controller 410 is connected to the first common gate 310, the second terminal is connected to the first switching element 510, and the third terminal is connected to the first diode 610. Is connected, the first terminal of the second charging current controller 420 is connected to the second common gate 320, the second terminal is connected to the second switching element 520, and the third terminal is a second diode ( 620).

전류 절환부(500)는 서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 제1 발광 다이오드(210) 및 제2 발광 다이오드(220)에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자(510) 및 제2 스위칭 소자(520), 접지단과 연결되어 제1 스위칭 소자(510)와 제2 스위칭 소자(520)에 흐르는 전류를 결정하는 저항(Rs)을 포함할 수 있다. The current switching unit 500 includes a first switching element 510 and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED 210 and the second LED 220 according to different input voltage levels. It may include a resistor Rs connected to the ground terminal 520 and determining a current flowing through the first and second switching elements 510 and 520.

제1 스위칭 소자(510)는, 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압(V1)을 입력 받고, 드레인 단자는 제1 충전전류 제어부(410)에 연결되며, 소오스 단자는 저항(Rs)에 연결되는 제1 MOSFET으로 구현될 수 있고, 이 때, 제1 MOSFET은 제1 레벨이 제1 발광 다이오드(210)의 구동 전압 이상이고 제1 발광 다이오드(210)의 구동 전압 및 제2 발광 다이오드(220)의 구동 전압의 합 이하인 경우 턴온된다.In the first switching element 510, a gate terminal receives an input voltage V1 of a first level, a drain terminal is connected to a first charging current control unit 410, and a source terminal is connected to a resistor Rs. It may be implemented as a first MOSFET, in which case, the first MOSFET has a first level equal to or greater than the driving voltage of the first LED 210 and the driving voltage of the first LED 210 and the second LED 220 It is turned on when it is less than the sum of the driving voltage of.

또한, 제2 스위칭 소자(520)는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압(V2)을 입력 받고, 드레인 단자는 제2 충전전류 제어부(420)에 연결되며, 소오스 단자는 저항(Rs)에 연결되는 제2 MOSFET으로 구현될 수 있고, 이 때, 제2 MOSFET은 제2 레벨이 제1 발광 다이오드(210)의 구동 전압 및 제2 발광 다이오드(220)의 구동 전압의 합을 초과하는 경우에 턴온될 수 있다. In addition, the second switching element 520, the gate terminal receives the input voltage (V2) of the second level, the drain terminal is connected to the second charging current control unit 420, the source terminal is connected to the resistor (Rs). It may be implemented as a second MOSFET to be connected, and in this case, when the second level of the second MOSFET exceeds the sum of the driving voltage of the first LED 210 and the driving voltage of the second LED 220 Can be turned on.

기준전압원(700)은 충전 전류를 받아 전압을 충전하고 이를 부하에 제공하는 역할을 한다. 본 실시예의 경우, 기준전압원(700)은 제1 발광 다이오드(210)와 제2 발광 다이오드(220)를 구동하는 전원으로 사용된다. The reference voltage source 700 serves to charge a voltage by receiving a charging current and provide it to a load. In this embodiment, the reference voltage source 700 is used as a power source for driving the first LED 210 and the second LED 220.

충전 전류의 전달을 위하여 다이오드부(600)는 제1 충전전류 제어부(410)에 아노드가 연결되고 기준전압원(700)에 캐소드가 연결되어 충전 전류를 제1 충전전류 제어부(400)로부터 기준전압원(700)으로 흐르게 하는 제1 다이오드(610)와 제2 충전전류 제어부(420)에 아노드가 연결되고 기준전압원(700)에 캐소드가 연결되어 충전 전류를 제2 충전전류 제어부(420)로부터 기준전압원(700)으로 흐르게 하는 제2 다이오드(620)를 포함할 수 있다.In order to transfer the charging current, the diode unit 600 has an anode connected to the first charging current control unit 410 and a cathode connected to the reference voltage source 700 to transfer the charging current from the first charging current control unit 400 to the reference voltage source. The anode is connected to the first diode 610 and the second charging current controller 420 to flow to 700, and the cathode is connected to the reference voltage source 700, so that the charging current is referenced from the second charging current controller 420 It may include a second diode 620 that flows to the voltage source 700.

도 4b은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치에서, 기준전압원에 공급되는 전류와 부하에서 소비되는 전류가 같을 경우 각 소자의 전류 및 전압의 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 4B is a view showing the waveforms of current and voltage of each element when the current supplied to the reference voltage source and the current consumed by the load are the same in the AC direct light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to an embodiment of the present invention. to be.

도 4b를 참조하여 본 실시예에 따른 각 소자의 전류 및 전압을 설명하면 다음과 같다. The current and voltage of each device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 4B as follows.

상술한 바와 같이, 전류 절환부(500)는 입력 전압 레벨(V1, V2)에 따라 발광 다이오드를 선택적으로 구동하는 역할을 하는데, 제1 발광 다이오드(210)가 턴온하기에 충분할 경우 제1 발광 다이오드(210)를 구동하는 전류를 발생시키고, 제 1 발광 다이오드(210)와 직렬로 연결된 제2 발광 다이오드(220)까지 턴온하기에 충분한 전압일 경우 제1 발광 다이오드(210)를 구동하는 제1 스위칭 소자(M1, 510)을 턴오프시키고 제2 발광 다이오드(220)를 구동하는 제2 스위칭 소자(M2, 520)를 턴온하여 직렬로 연결된 제1 발광 다이오드(210) 및 제2 발광 다이오드(220)를 구동한다.As described above, the current switching unit 500 serves to selectively drive the light emitting diode according to the input voltage level (V1, V2). When the first light emitting diode 210 is sufficient to turn on, the first light emitting diode First switching to drive the first LED 210 when the voltage is sufficient to generate a current driving 210 and turn on the second LED 220 connected in series with the first LED 210 Turning off the elements M 1 and 510 and turning on the second switching elements M 2 and 520 for driving the second light emitting diode 220, the first light emitting diode 210 and the second light emitting diode connected in series ( 220).

입력 전압이 제1 발광 다이오드(210)가 턴온하기에 충분할 경우(VLED1) 도 4b의 (a)와 같이 전류 절환부(500) 동작에 의해서 제1 스위칭 소자(M1, 510)에는 전류 I1 = (V1-VGS) / RS 의 전류가 흐르고 제2 스위칭 소자(M2, 520)에는 전류 I2 = 0A가 흐른다.When the input voltage is sufficient to turn on the first light emitting diode 210 (V LED1 ), the current I is applied to the first switching elements M 1 and 510 by the operation of the current switching unit 500 as shown in FIG. 4B (a). 1 = (V 1 -V GS ) / R S current flows, and current I 2 = 0A flows through the second switching elements (M 2 , 520 ).

이 경우 제1 충전전류 제어부(410)는 전류 미러의 동작에 의해서 I1에 동기화된 충전 전류 IC1를 생성한다. IC1은 도 4b의 (b)와 같이 I1에 비례하거나 일정한 전류값을 가질 수 있다.In this case, the first charging current controller 410 generates a charging current I C1 synchronized with I 1 by the operation of the current mirror. I C1 may have a current value proportional or constant to I 1 as shown in FIG. 4B (b).

후속적으로, 입력 전압이 제2 발광 다이오드(220)까지 턴온하기에 충분할 경우 (VLED1 + VLED2), 도 4b의 (c)와 같이 제1 스위칭 소자(M1, 510)에는 흐르는 전류는 I1 = 0A 가 되고, 제2 스위칭 소자(M2, 520)에는 전류 I2 = (V2-VGS) / RS 가 흐른다. Subsequently, when the input voltage is sufficient to turn on the second light emitting diode 220 (V LED1 + V LED2 ), the current flowing through the first switching elements M 1 and 510 as shown in (c) of FIG. 4B is I 1 = 0A, and current I 2 = (V 2 -V GS ) / R S in the second switching element (M 2 , 520) Flows.

이 때, 도 4b의 (d)와 같이 충전 전류 IC1 는 0 A가 되고 제2 충전전류 제어부(420)에는 I2에 동기화된 충전 전류 IC2가 생성 된다. At this time, as shown in (d) of FIG. 4B, the charging current I C1 becomes 0 A, and the charging current I C2 synchronized with I 2 is generated in the second charging current controller 420.

이와 같이 IC1 과 IC2는 각각 I1과 I2에 동기되어 생성되며, 대응되는 각 전류가 흐르지 않을 때에는 같이 흐르지 않게 동작한다.In this way, I C1 and I C2 are generated in synchronization with I 1 and I 2 , respectively, and when the corresponding current does not flow, they do not flow together.

도 4b의 (e) 및 도 4b의 (f)는 제2 스위칭 소자(520)가 턴온 되었을 때 LED 1에 흐르는 전류, 즉 입력 전류 및 이에 대응하여 생성된 충전 전류 도시한 것이고, (g)는 이러한 전류에 의하여 발생하는 기준전압을 도시한 것이다. 4b(e) and 4b(f) show the current flowing through LED 1 when the second switching element 520 is turned on, that is, the input current and the corresponding charging current, and (g) is The reference voltage generated by this current is shown.

또한, 각 공통 게이트에 흐르는 전류(IL)는 전류 절환부(500)에 흐르는 전류와 충전 전류의 합으로 표현되며, 제1 공통 게이트(310)에 흐르는 전류는 IL1 = I1 + IC1, 제2 공통 게이트(310)에 흐르는 전류는 IL2 = I2 + IC2 가 된다. 그 결과 충전 전류도 전류 절환부(500)의 전류와 동기되어 발광 다이오드(210, 220) 구동에 사용됨에 따라 기준전압원(700)의 효율이 높아지게 되며 역률이나 THD의 특성 감소가 적은 효과가 있다.In addition, the current I L flowing through each common gate is expressed as the sum of the current flowing through the current switching unit 500 and the charging current, and the current flowing through the first common gate 310 is I L1 = I 1 + I C1 , The current flowing through the second common gate 310 becomes I L2 = I 2 + I C2 . As a result, the charging current is also synchronized with the current of the current switching unit 500 to be used to drive the light emitting diodes 210 and 220, thereby increasing the efficiency of the reference voltage source 700 and reducing the power factor or THD characteristics.

정리하면, 충전 전류가 기준전압원(700)의 부하에서 사용되는 전류와 평균값이 같으면, 충전 전류 IC1과 IC2는 I1과 I2에 비례한 파형을 나타내고, 이 경우 발광 다이오드 구동장치는 역률이나 THD 의 감소 없이 동작될 수 있다.In summary, if the charging current is the same as the average value of the current used in the load of the reference voltage source 700, the charging currents I C1 and I C2 show waveforms proportional to I 1 and I 2 , and in this case, the LED driving device has a power factor. Or it can be operated without reducing the THD.

한편, 도 4c은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치에서, 기준전압원에 공급되는 전류가 부하에서 소비되는 전류보다 더 클 경우 각 소자의 전류 및 전압의 파형을 나타낸 도면이다.Meanwhile, FIG. 4C shows waveforms of current and voltage of each device when the current supplied to the reference voltage source is greater than the current consumed by the load in the AC direct light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source according to an embodiment of the present invention. It is a view showing.

일반적으로 부하에서 요구되는 전류보다 충전 전류가 크기 때문에 충전 전류 IC2가 IC1에 비해 전류값이 크고 동작 구간이 넓어 IC2가 동작하는 구간 동안 기준전압원(700)의 출력 전압(VOUT)은 최대값인 VOUT , MAX = VG - VGS - VOV로 상승하게 된다. 여기서, VOV는 제2 스위칭 소자(M2)의 오버드라이브 전압(overdrive voltage)을 의미하며, 스위칭 소자가 포화 상태일 때의 전압을 의미한다.In general, since the charging current is larger than the current required by the load, the charging current I C2 has a larger current value than I C1 and the operation section is wide. During the period of I C2 operation, the output voltage (V OUT ) of the reference voltage source 700 is It rises to the maximum value of V OUT , MAX = V G -V GS -V OV . Here, V OV means an overdrive voltage of the second switching element M 2 , and means a voltage when the switching element is in a saturated state.

이와 같이, 출력 전압이 최대값에 도달할 경우 충전 전류(IC2)는 도 4c의 (d)와 같이 감소하게 된다. 기준전압원(700)에서 필요한 전류는 발광 다이오드(210, 220) 구동 전류에 비해 작은 값이고 충분히 긴 시간 동안 충전되기 때문에 (도 4c의 (d)) 때문에 종래의 방식과 같은 짧은 시간에 충전시키는 것과는 달리 입력전류 파형 형태를 크게 왜곡하지 않는다. 이를 통해 부하에서 요구되는 전류보다 충전 전류가 크다 할지라도 역률이나 THD 특성의 변화는 최소화가 된다. In this way, when the output voltage reaches the maximum value, the charging current I C2 decreases as shown in (d) of FIG. 4C. The current required by the reference voltage source 700 is a small value compared to the driving current of the light emitting diodes 210 and 220 and is charged for a sufficiently long time (Fig. 4c (d)), so it is different from charging in a short time as in the conventional method. Otherwise, it does not significantly distort the shape of the input current waveform. Through this, even if the charging current is larger than the current required by the load, changes in the power factor or THD characteristics are minimized.

이와 같이, 본 실시예에 따르는 발광 다이오드 구동장치는 AC 입력 전압의 증감에 따라 발광 다이오드 전압에 맞게 전류를 구동하는 전류 절환부(500)에 동기되어 기준전압원(700)에 전류를 공급하고 동시에 이 전류가 발광 다이오드(210, 220)를 구동함으로써 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치가 갖는 고역률과 저 THD 특성은 유지하면서도 효율이 높고 고전류 구동이 가능한 기준전압원을 제공할 수 있다. As described above, the LED driving apparatus according to the present embodiment supplies current to the reference voltage source 700 in synchronization with the current switching unit 500 that drives the current according to the LED voltage according to the increase or decrease of the AC input voltage. As the current drives the LEDs 210 and 220, it is possible to provide a reference voltage source capable of driving a high current with high efficiency while maintaining high power factor and low THD characteristics of the AC direct-connected LED driving device.

또한, 이와 같은 기준전압원은 인덕터나 트랜스포머를 사용하지 않으면서도 조명의 효율과 역률을 증가시키고 THD 특성의 저하를 최소화할 수 있다.In addition, such a reference voltage source can increase lighting efficiency and power factor and minimize deterioration of THD characteristics without using an inductor or transformer.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 4 채널의 발광 다이오드를 구동하는 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.5 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source for driving a 4-channel light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예예 따른 발광 다이오드 구동장치는 4개의 발광 다이오드(200)를 구동하기 위하여 4개의 NMOS로 이루어진 공통 게이트부(300), 공통 게이트부(300)에 연결되어 있으며 4개의 발광 다이오드의 온/오프를 제어하는 전류 절환부(500), 전류 절환부(500)에 연결되어 이에 대응하는 개별적인 충전 전류를 생성하기 위한 충전전류 제어부(400), 4개의 다이오드를 포함하는 다이오드부(600)를 포함한다. As shown, the light emitting diode driving apparatus according to the present embodiment is connected to a common gate part 300 made of four NMOSs and a common gate part 300 to drive four light emitting diodes 200, A current switching unit 500 for controlling on/off of the diode, a charging current controller 400 connected to the current switching unit 500 to generate an individual charging current corresponding thereto, and a diode unit including four diodes ( 600).

본 실시예에 따를 경우, 도 4a의 2개의 발광 다이오드 구동에 비해 4 단계로 입력 전류가 형성되어 더 높은 역률과 더 낮은 값의 THD를 기대할 수 있다. 충전전류 제어부(400)의 동작이 4 단계로 나누어서 동작할 뿐 동작 원리는 2채널과 동일하다. 채널의 수가 많아질수록 구동 효율, 역률 및 THD 특성이 더 개선되기 때문에, 발광 다이오드 수가 증가할수록 기준전압원(700)의 충전 동작에 따른 THD의 특성 감소 현상은 더 작아지게 된다. According to the present embodiment, the input current is formed in four steps compared to driving the two LEDs of FIG. 4A, so that a higher power factor and a lower THD value can be expected. The operation of the charging current control unit 400 is divided into four steps and the operation principle is the same as that of the two channels. As the number of channels increases, driving efficiency, power factor, and THD characteristics are further improved. As the number of LEDs increases, the THD characteristics decrease due to the charging operation of the reference voltage source 700.

본 발명에 따라 복수의 채널, 즉 복수의 발광 다이오드 N개를 구동하는 발광 다이오드 구동장치의 구성을 정리하면 다음과 같다.The configuration of a light emitting diode driving apparatus driving a plurality of channels, that is, a plurality of N light emitting diodes according to the present invention, is as follows.

발광 다이오드 구동장치는 발광 다이오드를 N 개 사용할 경우, 각 발광 다이오드의 캐소드에 각각 연결되는 N 개의 공통 게이트, 각 공통 게이트의 소오스에 연결되는 N 개의 충전전류 제어부, N 개의 충전전류 제어부에 각 스위칭 소자의 드레인이 연결되는 전류 절환부, 각 충전전류 제어부에 아노드가 연결되는 N 개의 다이오드, N 개의 다이오드의 캐소드에 연결되는 기준전압원을 포함할 수 있다. When using N LEDs, the LED driving device includes N common gates each connected to the cathode of each LED, N charging current controllers connected to the sources of each common gate, and N charging current controllers each switching element. A current switching unit to which the drains of are connected, N diodes to which anodes are connected to each charging current controller, and a reference voltage source connected to cathodes of the N diodes may be included.

도 6a 내지 도 6c는 발명의 일 실시예에 따라 충전전류 제어부(400)에 포함되는 전류미러회로를 도시한 도면이다. 6A to 6C are views showing a current mirror circuit included in the charging current controller 400 according to an embodiment of the present invention.

도 6a는 전류 미러로 사용된 윌슨 전류미러를 도시하고 있고, 도 6b는 전류 미러로 사용된 위들러 전류미러, 도 6c는 피킹 전류미러를 도시하고 있다. 6A shows a Wilson current mirror used as a current mirror, FIG. 6B shows a Widler current mirror used as a current mirror, and FIG. 6C shows a peaking current mirror.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전전류 제어부(400)는 도 6d와 같이 앰프를 포함하여 구현될 수도 있고, 도 6e와 같이 또 다른 피킹 회로로 구현될 수 도 있다. In addition, the charging current control unit 400 according to another embodiment of the present invention may be implemented including an amplifier as shown in FIG. 6D, or may be implemented as another peaking circuit as shown in FIG. 6E.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 충전전류 제어부(410) 및 제2 충전전류 제어부(420)는 도 6f와 같이 저항과 PMOS 트랜지스터를 사용하여 충전 전류를 발생시키는 전류미러회로를 포함할 수도 있다.In addition, the first charging current controller 410 and the second charging current controller 420 according to another embodiment of the present invention include a current mirror circuit for generating a charging current using a resistor and a PMOS transistor as shown in FIG. 6F. You may.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다. 7 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a charging current control unit according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 구동장치는 도 4a에 도시되어 있는 정류부(100), 발광 다이오드부(200), 공통 게이트부(300), 다이오드부(600), 전류 절환부(500) 및 기준전압원(700)을 포함할 수 있다. As shown, the light emitting diode driving apparatus according to the present embodiment includes a rectifying unit 100, a light emitting diode unit 200, a common gate unit 300, a diode unit 600, and a current switching unit shown in FIG. 4A. 500) and a reference voltage source 700.

다만, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400a)는 도 4a의 충전전류 제어부(400)가 아닌 변형된 방식으로 충전 전류를 제어한다. 도 4a의 충전전류 제어부(400)는 전류 절환부(500)의 전류 절환을 감지하여 동기화된 충전 전류를 생성하는 반면 도 7의 충전전류 제어부(400a)는 전류 절환부(500)에 나타난 전압 변화를 감지하여 동기화된 충전 전류를 생성한다. However, the charging current control unit 400a according to the present embodiment controls the charging current in a modified manner other than the charging current control unit 400 of FIG. 4A. The charging current control unit 400 of FIG. 4A senses the current switching of the current switching unit 500 to generate a synchronized charging current, while the charging current control unit 400a of FIG. 7 generates a voltage change shown in the current switching unit 500. And generates a synchronized charging current.

이를 위하여 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400a)는 전류 절환부(500)에 포함되어 있는 저항(RS)에 의하여 발생하는 저항 전압(VS)과 기설정된 기준 전압(VREF)을 입력 받는 비교기(431)와, 비교기(431)의 출력에 연결되고, 비교기(431)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치(Mc1,433) 및 제2 스위치(Mc2 ,435)와, 제1 스위치(433)와 제1 다이오드(610) 사이에 연결되어 있는 제1 저항(R1 , 437)과 제2 스위치(435)와 제2 다이오드(620) 사이에 연결되어 있는 제2 저항(R2 , 439)을 포함할 수 있다.To this end, the charging current control unit 400a according to the present embodiment inputs a resistance voltage V S generated by a resistance R S included in the current switching unit 500 and a preset reference voltage V REF . The receiving comparator 431 and the first switch (Mc 1 , 433) and second switch (Mc 2 , 435) connected to the output of the comparator 431 and turned on or off according to the output of the comparator 431 , A first resistor (R 1 , 437) connected between the first switch 433 and the first diode 610 and a second resistor connected between the second switch 435 and the second diode 620 (R 2 , 439).

본 실시예에 따른 제1 스위치(433)와 제2 스위치(435)가 NMOS로 구현되는 경우, 제1 스위치(433)와 제2 스위치(435)의 게이트는 비교기(430)의 출력과 연결되고, 제1 스위치(433)와 제2 스위치(435)의 드레인에 공통 게이트(310, 320)의 소오스가 연결되고, 제1 스위치(433)와 제2 스위치(435)의 소오스에 제1저항(437) 및 제2 저항(439)이 각각 연결된다. When the first switch 433 and the second switch 435 according to the present embodiment are implemented as NMOS, the gates of the first switch 433 and the second switch 435 are connected to the output of the comparator 430 , The sources of the common gates 310 and 320 are connected to the drains of the first switch 433 and the second switch 435, and a first resistance is connected to the sources of the first switch 433 and the second switch 435. 437) and the second resistor 439 are respectively connected.

전류 전환부(500)에서 입력 전압의 크기가 제1 발광 다이오드(210)가 턴온하기에 충분하지만 제2 발광 다이오드(220)가 턴온하기에 충분하지 않을 경우, 제1 스위칭 소자(M1, 510)는 액티브(Active) 영역에서 동작하지만 제2 스위칭 소자(M2, 520)는 트라이드(Triode) 영역에서 동작한다. 따라서, 저항 전압(VS) 또는 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 소오스 전압은 제1 스위칭 소자(M1, 510)의 게이트 전압(V1)에서 제1 스위칭 소자(M1, 510)의 게이트-소오스 간 전압(VGS , M1)의 차로 표현될 수 있다(VS = V1 - VGS , M1 ). 한편, 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인 전압(VD2)은 저항 전압(VS)과 같기 때문에(VD2 = VS), 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인-소오스 간 전압(VDS2)은 0V가 된다. When the magnitude of the input voltage in the current switching unit 500 is sufficient for the first LED 210 to be turned on, but not enough for the second LED 220 to be turned on, the first switching elements M 1 and 510 ) Operates in an active region, but the second switching elements M 2 and 520 operate in a triode region. Accordingly, the withstand voltage (V S) or the second switching element (M 2, 520) the source voltage includes a first switching element a first switching element (M 1, 510 in the gate voltage (V 1) of the (M 1, 510) of the ) Can be expressed as the difference of the gate-source voltage (V GS , M1 ) of (V S = V 1 -V GS , M1 ). Meanwhile, since the drain voltage V D2 of the second switching elements M 2 and 520 is the same as the resistance voltage V S (V D2 = V S ), the drain of the second switching elements M 2 and 520- The voltage between sources (V DS2 ) becomes 0V.

이후, 입력 전압의 상승으로 제 1 발광 다이오드(210)와 제2 발광 다이오드(220)가 모두 턴온하기에 충분할 경우, V2>V1으로 설정되어 있기 때문에 제2 스위칭 소자(M2, 520)는 턴온하여 액티브 영역에서 동작하고 저항 전압(VS)의 상승으로 제1 스위칭 소자(M1, 510)는 턴오프된다. Thereafter, when the increase of the input voltage is sufficient to turn on both the first and second light emitting diodes 210 and 220, since V 2 >V 1 is set, the second switching elements M 2 and 520 Is turned on to operate in the active region, and the first switching elements M 1 and 510 are turned off as the resistance voltage V S increases.

이 경우, 저항 전압(VS) 또는 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 소오스 전압은 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 게이트 전압(V2)에서 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 게이트-소오스 간 전압(VGS , M2)의 차로 표현될 수 있다(VS = V2 - VGS , M2). In this case, the resistor voltage (V S) or the second switching element a second switching element in the gate voltage (V 2) of the source voltage of the (M 2, 520) has a second switching element (M 2, 520) (M 2, 520) can be expressed as a difference between the gate-source voltage (V GS , M2 ) (V S = V 2 -V GS , M2 ).

한편, 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인 전압(VD2)은 제2 공통 게이트(320)의 게이트 전압(VG)에서 제2 공통 게이트(320)의 게이트-소오스 간 전압(VGS)을 뺀 값이 될 수 있다(VD2 = VG -VGS).On the other hand, of the second switching element (M 2 , 520) The drain voltage V D2 may be a value obtained by subtracting the gate-source voltage V GS of the second common gate 320 from the gate voltage V G of the second common gate 320 (V D2 = V G -V GS ).

상기 VS = V2 - VGS , M2 과 VD2 = VG -VGS의 관계를 통하여 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인-소오스 간 전압(VDS2= VD2- VS)을 정리하면, VDS2 = VG - VGS - V2 + VGS,M2 로 표현할 수 있다. V S = V 2 -V GS , M2 And V D2 = V G -V GS To summarize the drain-source voltage (V DS2 = V D2 -V S ) of the second switching element (M 2 , 520 ), V DS2 = V G -V It can be expressed as GS -V 2 + V GS,M2 .

이 때, 제2 공통 게이트(320)의 게이트-소오스 간 전압(VGS)과 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 게이트-소오스 간 전압(VGS , M2)의 크기가 동일하다고 가정하고, 제2 공통 게이트(320)의 게이트 전압(VG)을 12V, 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 게이트 전압(V2)을 3V라고 가정하면, 대략적으로 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인-소오스 간 전압(VDS2)은 9V 가 된다. In this case, it is assumed that the gate-source voltage (V GS ) of the second common gate 320 and the gate-source voltage (V GS , M2 ) of the second switching elements (M 2 , 520) are the same. , Assuming that the gate voltage (V G ) of the second common gate 320 is 12 V and the gate voltage (V 2 ) of the second switching elements M 2 and 520 is 3 V, approximately the second switching element M 2 , The drain-source voltage (V DS2 ) of 520 is 9V.

이와 같이 전류가 절환될 때에는 저항 전압(VS), 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인 전압(VD2), 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인-소오스 간 전압(VDS2)이 변경되기 때문에 이를 충전전류 제어부(400a)에서 검출하여 발광 다이오드부(200)의 구동 전류와 기준전압원(700)의 충전 전류를 동기시키는 동작을 수행하게 된다. When the current is switched in this way, the resistance voltage (V S ) and the second switching elements (M 2 , 520) are Since the drain voltage V D2 and the drain-source voltage V DS2 of the second switching elements M 2 and 520 are changed, the charging current control unit 400a detects this and the driving current of the light emitting diode unit 200 And the charging current of the reference voltage source 700 are synchronized with each other.

이러한 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 전압 변화에 대응하여 제1 스위치(433)와 제2 스위치(435)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the first switch 433 and the second switch 435 in response to the voltage change of the second switching elements M 2 and 520 will be described as follows.

제1 발광 다이오드(210)만 턴온하여 저항 전압(VS)의 전압이 기설정된 기준 전압(VREF)보다 낮을 때 제1 스위칭 소자(M1, 510)가 턴온되고 제2 스위칭 소자(M2, 520)가 턴오프된 상태이기 때문에 비교기(431)에서 이를 검출하여 제1 스위치(Mc1,433)를 턴온시키고 제2 스위치(Mc2 ,435)를 턴오프 시킨다. 이 때 충전 전류(IC1)는 IC1 = (VG - VGS , MC1) / R1 로 표현될 수 있다. When only the first light emitting diode 210 is turned on and the voltage of the resistance voltage V S is lower than the preset reference voltage V REF , the first switching elements M 1 and 510 are turned on and the second switching element M 2 Since the, 520 is turned off, the comparator 431 detects this, turns on the first switches Mc 1 and 433 and turns off the second switches Mc 2 and 435. In this case, the charging current I C1 can be expressed as I C1 = (V G -V GS , MC1 ) / R 1 .

한편, 제 1 발광 다이오드(210) 및 제2 발광 다이오드(220)가 턴온 될 경우 제1 스위칭 소자(M1, 510)는 턴오프 되고 제2 스위칭 소자(M2, 520)는 턴온 되며 저항 전압(VS)이 기준 전압(VREF) 보다 높아져 제1 스위치(Mc1,433)는 턴오프되고 제2 스위치(Mc2 ,435)는 턴온 된다. 이 경우 충전 전류(IC2)는 IC2 = (VG - VGS , MC2) / R2 로 표현될 수 있다. Meanwhile, when the first LED 210 and the second LED 220 are turned on, the first switching elements M 1 and 510 are turned off, and the second switching elements M 2 and 520 are turned on, and the resistance voltage Since (V S ) is higher than the reference voltage (V REF ), the first switches Mc 1 and 433 are turned off and the second switches Mc 2 and 435 are turned on. In this case, the charging current I C2 can be expressed as I C2 = (V G -V GS , MC2 ) / R 2 .

한편, 2개의 발광 다이오드만 구동할 경우, 비교기(431)의 출력에 따라 제2 스위치(Mc2 ,435) 없이 제2 저항(R2) 만으로도 동작 가능하므로, 제2 스위치(Mc2 ,435)는 충전전류 제어부(400a)의 구성에서 생략될 수 있다.On the other hand, in the case of driving only two light-emitting diodes, since the operable with only the second resistor (R 2) without the second switch (Mc 2, 435) according to the output of the comparator 431, the second switch (Mc 2, 435) May be omitted from the configuration of the charging current controller 400a.

제1 스위치(Mc1,433)와 제2 스위치(Mc2 ,435)의 동작을 정리하면, 저항 전압(VS)이 기준 전압(VREF) 보다 낮으면 제1 스위치(Mc1,433)는 턴온 되고 제2 스위치(Mc2 ,435)는 턴오프 되고, 저항 전압(VS)이 기준 전압(VREF) 보다 높으면 제1 스위치(Mc1,433)는 턴오프 되고 제2 스위치(Mc2 ,435)는 턴온 된다.If the operation of the first switch (Mc 1 , 433) and the second switch (Mc 2 , 435) is summarized, when the resistance voltage (V S ) is lower than the reference voltage (V REF ), the first switch (Mc 1 , 433) Is turned on, the second switch (Mc 2 , 435) is turned off, and when the resistance voltage (V S ) is higher than the reference voltage (V REF ), the first switch (Mc 1 , 433) is turned off and the second switch (Mc 2 , 435) is turned on.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 발광 다이오드를 구동하는 기준전압원을 갖는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.8 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus having a reference voltage source for driving the light emitting diode according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 도 8은 도 7의 전압 변화 검출을 이용한 충전전류 제어부(400b)를 4개의 발광 다이오드 구동에 적용했을 경우를 나타내고 있다. 발광 다이오드가 4 채널이 되었으므로, 발광 다이오드 구동장치 도 5와 같이 4개의 NMOS로 이루어진 공통 게이트부(300), 공통 게이트부(300)에 연결되어 있으며 4개의 발광 다이오드의 온/오프를 제어하는 전류 절환부(500) 및 4개의 다이오드를 포함하는 다이오드부(600)를 포함한다.As shown, FIG. 8 shows a case in which the charging current controller 400b using the voltage change detection of FIG. 7 is applied to driving four light emitting diodes. Since the LED has 4 channels, the LED driving device is connected to the common gate unit 300 and the common gate unit 300 made of four NMOSs as shown in FIG. 5 and controls the on/off of the four LEDs. It includes a switching unit 500 and a diode unit 600 including four diodes.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400b)는 전류 절환부(500)에 포함되어 있는 저항(RS)에 의하여 발생하는 저항 전압(VS)과 기설정된 기준 전압(VREF)을 입력 받는 세 개의 비교기(431a, 431b, 431c)와, 비교기(431a, 431b, 431c)의 출력에 연결되고, 비교기(431a, 431b, 431c)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치(Mc1,434a) 내지 제4 스위치(Mc4 ,434d)와, 제1 스위치(Mc1,434a) 내지 제4 스위치(Mc4 ,434d)와 제1 다이오드(610) 내지 제4 다이오드(640) 사이에 개별적으로 연결되어 있는 제1 저항(R1 , 438a) 내지 제4 저항(R4 , 438d)을 포함할 수 있다. As shown, the charging current control unit 400b according to the present embodiment includes a resistance voltage V S generated by a resistance R S included in the current switching unit 500 and a preset reference voltage V REF. ), three comparators 431a, 431b, 431c, and the first switch connected to the outputs of the comparators 431a, 431b, 431c and turned on or off according to the outputs of the comparators 431a, 431b, 431c (Mc 1 ,434a) to fourth switches (Mc 4 , 434d), first switches (Mc 1 ,434a) to fourth switches (Mc 4 , 434d) and first diodes 610 to fourth diodes 640 ) May include first resistors R 1 and 438a to fourth resistors R 4 and 438d that are individually connected therebetween.

또한, 충전전류 제어부(400b)는 3개의 비교기(431a, 431b, 431c)의 출력에 따라 4개의 스위치(434a-434d)를 턴온 또는 턴오프하는 로직 블록(432)을 더 포함할 수 있다.In addition, the charging current controller 400b may further include a logic block 432 for turning on or off the four switches 434a-434d according to the outputs of the three comparators 431a, 431b, and 431c.

충전전류 제어부(400b)는, 3개의 비교기(431a, 431b, 431c)의 출력을 이용해서 전류 절환부(500)에 동기된 하나의 충전 경로만 턴온하게 구성된다. The charging current control unit 400b is configured to turn on only one charging path synchronized with the current switching unit 500 by using the outputs of the three comparators 431a, 431b, and 431c.

이러한 구동을 위한 조건을 정리하면 전류 절환부(500)의 스위칭 소자의 게이트 전압은 V1< V2< V3< V4 이며, 비교기(431a, 431b, 431c)의 기준 전압은 VREF1< VREF2< VREF3를 만족하며, 전류 절환부(500)의 제1 스위치(Mc1,434a) 내지 제4 스위치(Mc4 ,434d)는 순차적으로 턴온 하는 동작을 한다. When the conditions for such driving are summarized, the gate voltage of the switching element of the current switching unit 500 is V 1 <V 2 <V 3 <V 4 , and the reference voltage of the comparators 431a, 431b, 431c is V REF1 <V REF2 <V REF3 is satisfied, and the first switches Mc 1 and 434a to the fourth switches Mc 4 and 434d of the current switching unit 500 are sequentially turned on.

로직 블록(432)은 비교기(431a, 431b, 431c)의 출력 전압이 모두 하이 상태면 제1 스위치(Mc1,434a) 만을 턴온시키고, 제1 비교기(431a)만 로우 상태면 제2 스위치(Mc2,434b) 만을 턴온시키며, 제1 비교기(431a)와 제2 비교기(431b)가 로우 상태면 제3 스위치(Mc3,434c)만을 턴온시키며, 비교기(431a, 431b, 431c) 출력이 모두 로우 상태이면 제4 스위치(Mc4,434d)만 턴온시키는 동작을 수행한다. 그 결과 각 발광 다이오드 구동, 각 발광 다이오드의 턴온 및 턴 오프와 동기화된 충전 전류를 발생시킬 수 있다.The logic block 432 turns on only the first switches Mc 1 and 434a when the output voltages of the comparators 431a, 431b, and 431c are all high, and the second switch MC when only the first comparator 431a is in a low state. 2 , 434b) is turned on, and when the first comparator 431a and the second comparator 431b are in a low state, only the third switch (Mc 3 , 434c) is turned on, and the outputs of the comparators 431a, 431b, and 431c are all low. In this state, only the fourth switches Mc 4 and 434d are turned on. As a result, it is possible to generate a charging current synchronized with driving each light emitting diode and turning on and off each light emitting diode.

이와 같이, 채널이 복 수개일 때의 발광 다이오드 구동장치를 일반화하면 다음과 같다. 발광 다이오드부가 N개의 발광 다이오드를 포함하고, 공통 게이트부가 N개의 공통 게이트를 포함하고, 전류 절환부가 N개의 스위칭 소자를 포함하고, 다이오드부가 N개의 다이오드를 포함하면, 충전전류 제어부는 저항 전압과 각각 상이한 기설정된 N-1개의 기준 전압을 입력 받는 N-1개의 비교기와, N-1개의 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프 되는 N개의 스위치와, N-1개의 비교기의 출력에 따라 N개의 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 로직 블록과, N개의 스위치와 상기 N개의 다이오드 사이에 연결되어 있는 N개의 저항을 포함할 수 있다. As described above, the generalization of the LED driving device when the number of channels is plural is as follows. When the light emitting diode unit includes N light emitting diodes, the common gate unit includes N common gates, the current switching unit includes N switching elements, and the diode unit includes N diodes, the charging current control unit includes the resistance voltage and each N-1 comparators receiving different preset N-1 reference voltages, N switches turned on or off according to the outputs of N-1 comparators, and N switches according to the outputs of N-1 comparators A logic block that turns on or off is and N resistors connected between N switches and the N diodes.

도 9은 도 7의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.9 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 7.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400c)는 제1 스위치(433a) 및 제2 스위치(435a)로 NMOS 대신 PMOS를 포함하고 있다. 이 경우, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 게이트는 비교기(431)의 출력과 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 소오스에 공통 게이트(310, 320)의 소오스가 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 드레인에 제1저항(437) 및 제2 저항(439)이 각각 연결된다.As shown, the charging current controller 400c according to the present embodiment includes a PMOS instead of an NMOS as the first switch 433a and the second switch 435a. In this case, the gates of the first switch 433a and the second switch 435a are connected to the output of the comparator 431, and the common gate 310 is connected to the sources of the first switch 433a and the second switch 435a. The source of 320 is connected, and the first resistor 437 and the second resistor 439 are respectively connected to drains of the first switch 433a and the second switch 435a.

제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)가 NMOS 대신 PMOS로 구현되었으므로, 위상을 맞추기 위하여 비교기(431)의 플러스 및 마이너스 입력은 서로 바뀐다. 도 7에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400c)에서도 제2 스위치(435b)는 생략될 수 있다. Since the first switch 433a and the second switch 435a are implemented as PMOS instead of NMOS, the plus and minus inputs of the comparator 431 are interchanged to match the phase. As described in FIG. 7, the second switch 435b may be omitted in the charging current control unit 400c according to the present embodiment.

도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.10 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a charging current controller according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예예 따른 발광 다이오드 구동장치는 도 4a에 도시되어 있는 정류부(100), 발광 다이오드부(200), 공통 게이트부(300), 다이오드부(600), 전류 절환부(500) 및 기준전압원(700)을 포함할 수 있으며, 도 7과 같이 변형된 방식으로 충전 전류를 제어하는 충전전류 제어부(400d)를 포함한다. As shown, the LED driving apparatus according to the present embodiment includes a rectifying unit 100, a light emitting diode unit 200, a common gate unit 300, a diode unit 600, and a current switching unit 500 shown in FIG. 4A. ) And a reference voltage source 700, and includes a charging current controller 400d for controlling the charging current in a modified manner as shown in FIG. 7.

본 실시예에 따른 제1 스위칭 소자(M1, 510)는, 게이트 단자는 제1 레벨의 입력 전압을 입력 받고, 드레인 단자는 제1 공통 게이트(310)에 연결되며, 소오스 단자는 접지단에 연결되어 있는 저항(Rs)에 연결되는 제1 MOSFET으로 구성될 수 있고, 제2 스위칭 소자(M2, 520)는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 제2 공통 게이트(320)에 연결되며, 소오스 단자는 저항(Rs)에 연결되는 제2 MOSFET로 구성될 수 있다. In the first switching elements M 1 and 510 according to the present embodiment, a gate terminal receives an input voltage of a first level, a drain terminal is connected to the first common gate 310, and a source terminal is connected to the ground terminal. It may be composed of a first MOSFET connected to the connected resistor Rs, and the second switching elements M 2 and 520 have a gate terminal receiving an input voltage of a second level, and a drain terminal having a second common It is connected to the gate 320, and the source terminal may be composed of a second MOSFET connected to the resistor Rs.

본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400d)는 전류 절환부(500)에 나타난 전압 변화를 감지하기 위하여 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인-소오스 간 전압(VDS , M2)을 검출하고, 이를 통해 충전 전류를 동기화시킨다. 이를 위하여 충전전류 제어부(400d)는 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)과 제2 MOSFET의 소오스 전압(VS2)을 입력 받는 비교기(431)와, 비교기(431)의 출력에 연결되고, 비교기(431)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치(433) 및 제2 스위치(435)를 포함할 수 있다.The charging current control unit 400d according to the present embodiment detects the drain-source voltages V DS and M2 of the second switching elements M 2 and 520 in order to detect the voltage change shown in the current switching unit 500. And, through this, the charging current is synchronized. To this end, the charging current control unit 400d is connected to the comparator 431 receiving the drain voltage V D2 of the second MOSFET and the source voltage V S2 of the second MOSFET, and the output of the comparator 431, and A first switch 433 and a second switch 435 that are turned on or off according to the output of 431 may be included.

또한, 충전전류 제어부(400d)는 제1 스위치(433)와 제1 다이오드(610) 사이에 연결되어 있는 제1 저항(437)과 제2 스위치(435)와 제2 다이오드(620) 사이에 연결되어 있는 제2 저항(439)을 포함할 수 있다.In addition, the charging current controller 400d is connected between the first resistor 437 and the second switch 435 and the second diode 620 connected between the first switch 433 and the first diode 610 It may include a second resistor (439).

충전전류 제어부(400d)의 동작을 살펴보면, 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)이 제2 MOSFET의 소오스 전압(VS2) 보다 낮으면 제1 스위치(433)는 턴온되고 제2 스위치(435)는 턴오프 되고, 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)이 제2 MOSFET의 소오스 전압(VS2) 보다 높으면 제1 스위치(433)는 턴오프되고 제2 스위(435)치는 턴온 됨으로써, 충전 전류가 생성될 수 있다.Looking at the operation of the charging current controller 400d, when the drain voltage V D2 of the second MOSFET is lower than the source voltage V S2 of the second MOSFET, the first switch 433 is turned on and the second switch 435 Is turned off, and when the drain voltage (V D2 ) of the second MOSFET is higher than the source voltage (V S2 ) of the second MOSFET, the first switch 433 is turned off and the second switch 435 is turned on, thereby charging current Can be created.

한편, 도 7에서 설명한 바와 같이, 제2 스위치(Mc2 ,435)는 충전전류 제어부(400d)의 구성에서 생략될 수 있다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 7, the second switches Mc 2 and 435 may be omitted from the configuration of the charging current controller 400d.

도 11은 도 10의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.11 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 10.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400e)는 제1 스위치(433a) 및 제2 스위치(435a)로 NMOS 대신 PMOS를 포함하고 있다. 이 경우, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 게이트는 비교기(431)의 출력과 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 소오스에 공통 게이트(310, 320)의 소오스가 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 드레인에 제1저항(437) 및 제2 저항(439)이 각각 연결된다.As shown, the charging current controller 400e according to the present embodiment includes a PMOS instead of an NMOS as the first switch 433a and the second switch 435a. In this case, the gates of the first switch 433a and the second switch 435a are connected to the output of the comparator 431, and the common gate 310 is connected to the sources of the first switch 433a and the second switch 435a. The source of 320 is connected, and the first resistor 437 and the second resistor 439 are respectively connected to drains of the first switch 433a and the second switch 435a.

제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)가 NMOS 대신 PMOS로 구현되었으므로, 위상을 맞추기 위하여 비교기(431)의 플러스 및 마이너스 입력은 서로 바뀐다. 도 7에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400e)에서 제2 스위치(435a)는 생략될 수 있다.Since the first switch 433a and the second switch 435a are implemented as PMOS instead of NMOS, the plus and minus inputs of the comparator 431 are interchanged to match the phase. As described in FIG. 7, the second switch 435a may be omitted in the charging current controller 400e according to the present embodiment.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 비교기를 포함하는 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다. 12 is a circuit diagram of an AC direct-connected light-emitting diode driving apparatus including a charging current control unit including a comparator according to another embodiment of the present invention.

본 실시예예 따른 발광 다이오드 구동장치는 도 4a에 도시되어 있는 정류부(100), 발광 다이오드부(200), 공통 게이트부(300), 다이오드부(600), 전류 절환부(500) 및 기준전압원(700)을 포함할 수 있으며, 도 10과 같이 변형된 방식으로 충전 전류를 제어하는 충전전류 제어부(400f)를 포함한다. The LED driving apparatus according to the present embodiment includes a rectifying unit 100, a light emitting diode unit 200, a common gate unit 300, a diode unit 600, a current switching unit 500, and a reference voltage source shown in FIG. 4A. 700), and includes a charging current controller 400f for controlling the charging current in a modified manner as shown in FIG. 10.

본 실시예에 따른 제1 스위칭 소자(M1, 510)는, 게이트 단자는 제1 레벨의 입력 전압을 입력 받고, 드레인 단자는 제1 공통 게이트(310)에 연결되며, 소오스 단자는 접지단에 연결되어 있는 저항(Rs)에 연결되는 제1 MOSFET으로 구성될 수 있고, 제2 스위칭 소자(M2, 520)는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 제2 공통 게이트(320)에 연결되며, 소오스 단자는 저항(Rs)에 연결되는 제2 MOSFET로 구성될 수 있다.In the first switching elements M 1 and 510 according to the present embodiment, a gate terminal receives an input voltage of a first level, a drain terminal is connected to the first common gate 310, and a source terminal is connected to the ground terminal. It may be composed of a first MOSFET connected to the connected resistor Rs, and the second switching elements M 2 and 520 have a gate terminal receiving an input voltage of a second level, and a drain terminal having a second common It is connected to the gate 320, and the source terminal may be composed of a second MOSFET connected to the resistor Rs.

본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400f)는, 전류 절환부(500)에 나타난 전압 변화를 감지하기 위하여 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인 전압(VD2)을 검출하고, 이를 통해 충전 전류를 동기화시킨다. 이를 위하여 충전전류 제어부(400f)는 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)과 기설정된 전압(VREF)을 입력 받는 비교기(431)와, 비교기(431)의 출력에 연결되고 비교기(431)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치(433) 및 제2 스위치(435)를 포함할 수 있다.The charging current control unit 400f according to the present embodiment detects the drain voltage V D2 of the second switching elements M 2 and 520 in order to detect a voltage change appearing in the current switching unit 500, through which Synchronize the charging current. To this end, the charging current control unit 400f is connected to the comparator 431 receiving the drain voltage (V D2 ) and the preset voltage (V REF ) of the second MOSFET and the output of the comparator 431 and is connected to the output of the comparator 431. It may include a first switch 433 and a second switch 435 that are turned on or off depending on the output.

또한, 충전전류 제어부(400f)는 제1 스위치(433)와 제1 다이오드(610) 사이에 연결되어 있는 제1 저항(473)과 제2 스위치(435)와 제2 다이오드(620) 사이에 연결되어 있는 제2 저항(439)을 포함할 수 있다.In addition, the charging current controller 400f is connected between the first resistor 473 and the second switch 435 and the second diode 620 connected between the first switch 433 and the first diode 610 It may include a second resistor (439).

충전전류 제어부(400f)의 동작을 살펴보면, 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)이 기준 전압(VREF)을 보다 낮으면 제1 스위치(Mc1,433)는 턴온 되고 제2 스위치(Mc2 ,435)는 턴오프 되고, 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)이 기준 전압(VREF)을 보다 높으면 제1 스위치(Mc1,433)는 턴오프 되고 제2 스위치(Mc2 ,435)는 턴온 된다.Looking at the operation of the charging current controller 400f, when the drain voltage V D2 of the second MOSFET is lower than the reference voltage V REF , the first switches Mc 1 and 433 are turned on and the second switch Mc 2 , 435 is turned off, and when the drain voltage (V D2 ) of the second MOSFET is higher than the reference voltage (V REF ), the first switch (Mc 1 , 433) is turned off and the second switch (Mc 2 , 435) Turns on.

한편, 도 7에서 설명한 바와 같이, 제2 스위치(Mc2 ,435)는 충전전류 제어부(400f)의 구성에서 생략될 수 있다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 7, the second switches Mc 2 and 435 may be omitted from the configuration of the charging current controller 400f.

도 13은 도 12의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.13 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 12.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400g)는 제1 스위치(433a) 및 제2 스위치(435a)로 NMOS 대신 PMOS를 포함하고 있다. 이 경우, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 게이트는 비교기(431)의 출력과 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 소오스에 공통 게이트(310, 320)의 소오스가 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 드레인에 제1 저항(437) 및 제2 저항(439)이 각각 연결된다.As shown, the charging current controller 400g according to the present embodiment includes a PMOS instead of an NMOS as the first switch 433a and the second switch 435a. In this case, the gates of the first switch 433a and the second switch 435a are connected to the output of the comparator 431, and the common gate 310 is connected to the sources of the first switch 433a and the second switch 435a. The source of 320 is connected, and the first resistor 437 and the second resistor 439 are respectively connected to drains of the first switch 433a and the second switch 435a.

제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)가 NMOS 대신 PMOS로 구현되었으므로, 위상을 맞추기 위하여 비교기(431)의 플러스 및 마이너스 입력은 서로 바뀐다. 도 7에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400g)에서 제2 스위치(435a)는 생략될 수 있다.Since the first switch 433a and the second switch 435a are implemented as PMOS instead of NMOS, the plus and minus inputs of the comparator 431 are interchanged to match the phase. As described in FIG. 7, in the charging current controller 400g according to the present embodiment, the second switch 435a may be omitted.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 NMOS를 이용하는 비교기를 포함하는 충전전류 제어부를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.14 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a charging current control unit including a comparator using NMOS according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400h)는, 전류 절환부(500)에 나타난 전압 변화를 감지하기 위하여, 도 10의 실시예와 유사하게 제2 스위칭 소자(M2, 520)의 드레인-소오스 간 전압(VDS , M2)을 검출하고, 이를 통해 충전 전류를 동기화시킨다. 이를 위하여, 충전전류 제어부(400h)는 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)과 제2 MOSFET의 소오스 전압(VS2)을 검출하는 NMOS(432), NMOS(432)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치(433) 및 제2 스위치(435)를 포함할 수 있다.The charging current control unit 400h according to the present embodiment, in order to detect a voltage change appearing in the current switching unit 500, the drain-source of the second switching elements M 2 and 520, similar to the embodiment of FIG. It detects the inter-voltage (V DS , M2 ) and synchronizes the charging current through it. To this end, the charging current control unit 400h is turned on or turned on according to the output of the NMOS 432 and NMOS 432 for detecting the drain voltage V D2 of the second MOSFET and the source voltage V S2 of the second MOSFET. A first switch 433 and a second switch 435 that are turned off may be included.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 NMOS(432)는 NPN 트랜지스터로 구현될 수도 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the NMOS 432 may be implemented as an NPN transistor.

충전전류 제어부(400h)의 동작을 살펴보면, 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)이 제2 MOSFET의 소오스 전압(VS2) 보다 낮으면 제1 스위치(433)는 턴온되고 제2 스위치(435)는 턴오프 되고, 제2 MOSFET의 드레인 전압(VD2)이 제2 MOSFET의 소오스 전압(VS2) 보다 낮으면 제1 스위치(433)는 턴오프 되고 제2 스위치(435) 는 턴온 됨으로써, 충전 전류가 생성될 수 있다.Looking at the operation of the charging current controller 400h, when the drain voltage V D2 of the second MOSFET is lower than the source voltage V S2 of the second MOSFET, the first switch 433 is turned on and the second switch 435 Is turned off, and when the drain voltage (V D2 ) of the second MOSFET is lower than the source voltage (V S2 ) of the second MOSFET, the first switch 433 is turned off and the second switch 435 is turned on, thereby charging Current can be generated.

한편, 도 7에서 설명한 바와 같이, 제2 스위치(Mc2 ,435)는 충전전류 제어부(400h)의 구성에서 생략될 수 있다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 7, the second switches Mc 2 and 435 may be omitted from the configuration of the charging current controller 400h.

도 15는 도 14의 충전전류 제어부에 다른 스위칭 소자를 포함하는 AC 직결형 발광 다이오드 구동장치의 회로도이다.15 is a circuit diagram of an AC direct-connected light emitting diode driving apparatus including a switching element other than the charging current controller of FIG. 14.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400i)는 제1 스위치(433a) 및 제2 스위치(435a)로 NMOS 대신 PMOS를 포함하고 있다. 이 경우, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435b)의 게이트는 NMOS(432)의 출력과 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 소오스에 공통 게이트(310, 320)의 소오스가 연결되고, 제1 스위치(433a)와 제2 스위치(435a)의 드레인에 제1저항(437) 및 제2 저항(439)이 각각 연결된다. As shown, the charging current controller 400i according to the present embodiment includes a PMOS instead of an NMOS as the first switch 433a and the second switch 435a. In this case, the gates of the first switch 433a and the second switch 435b are connected to the output of the NMOS 432, and the common gate 310 is connected to the sources of the first switch 433a and the second switch 435a. The source of 320 is connected, and the first resistor 437 and the second resistor 439 are respectively connected to drains of the first switch 433a and the second switch 435a.

도 7에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전전류 제어부(400i)에서 제2 스위치(435a)는 생략될 수 있다.As described in FIG. 7, in the charging current controller 400i according to the present embodiment, the second switch 435a may be omitted.

도 16은 도 4에서 공통 게이트부를 사용하지 않고 전류절환부의 NMOS와 Rs 사이에 충전전류 제어부를 연결한 회로를 나타낸 도면이다.16 is a diagram showing a circuit in which a charging current controller is connected between an NMOS and Rs of a current switching unit without using a common gate unit in FIG. 4.

도시된 바와 같이, 도 16에 따른 발광 다이오드 구동장치는 선행된 실시예에서 사용되었던 공통 게이트부를 포함하지 않고 있다. 공통 게이트부를 대신하여 전류 절환부(500)의 스위칭 소자(510, 520)와 충전전류 제어부(400)를 연결하여 기준전압원(700)에 충전 전류를 공급한다. As shown, the light emitting diode driving apparatus according to FIG. 16 does not include the common gate portion used in the preceding embodiment. A charging current is supplied to the reference voltage source 700 by connecting the switching elements 510 and 520 of the current switching unit 500 and the charging current controller 400 in place of the common gate unit.

이러한 발광 다이오드 구동장치는 교류 전원 전압을 인가 받아 정류하는 정류부(100), 정류부(100)로부터 정류된 전압을 제공받아 발광하며 직렬로 연결되어있는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드(210) 및 제2 발광 다이오드(220)를 포함하는 발광 다이오드부(200), 서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드(210) 및 제2 발광 다이오드(220)에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자(510) 및 제2 스위칭 소자(520), 접지단과 연결되어 제1 스위칭 소자(510)와 제2 스위칭 소자(520)에 흐르는 전류를 결정하는 저항(RS)을 포함하는 전류 절환부(500), 제1 스위칭 소자(510)와 저항(RS) 사이에 연결되는 제1 충전전류 제어부(410)와 제2 스위칭 소자(520)와 저항(RS) 사이에 연결되는 제2 충전전류 제어부(420)를 포함하고 제1 스위칭 소자(510) 및 제2 스위칭 소자(520)에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부(400)와, 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원(700)과, 충전전류 제어부(400)에 아노드가 연결되고 기준전압원(700)에 캐소드가 연결되어 충전 전류를 충전전류 제어부(400)로부터 기준전압원(700)으로 흐르게 하는 제1 다이오드(610)와 제2 다이오드(620)를 포함하는 다이오드부(600)를 포함할 수 있다. Such a light emitting diode driving device includes a rectifier 100 that rectifies by receiving an AC power voltage, and emits light by receiving a rectified voltage from the rectifier 100, and at least two first light emitting diodes 210 and 2 connected in series. The light emitting diode unit 200 including the light emitting diode 220, a first switching for controlling the path of the driving current flowing through the first light emitting diode 210 and the second light emitting diode 220 according to different input voltage levels A current switching unit including a resistance (R S ) connected to the element 510 and the second switching element 520 and the ground terminal to determine a current flowing through the first switching element 510 and the second switching element 520 ( 500), a first charging current controller 410 connected between the first switching element 510 and the resistor R S and a second charging current connected between the second switching element 520 and the resistor R S The charging current control unit 400 including the control unit 420 and generating a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements 510 and 520, and a reference for charging a voltage by receiving the charging current The voltage source 700, the anode is connected to the charging current control unit 400, and the cathode is connected to the reference voltage source 700 to allow a charging current to flow from the charging current control unit 400 to the reference voltage source 700 ( A diode unit 600 including 610 and a second diode 620 may be included.

도 16에 도시되어 있는 발광 다이오드 구동장치의 구동 방법은 상술된 실시예에 따른 것과 대동 소이하므로 중복되는 설명은 생략된다.Since the driving method of the LED driving apparatus shown in FIG. 16 is substantially different from that according to the above-described embodiment, a redundant description is omitted.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지, 치환, 변경 및 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and it is common knowledge in the field to which the present invention pertains that any number of substitutions, changes and modifications are possible within the scope of the technical spirit of the present invention It will be obvious to those who have.

100: 정류부 200: 발광 다이오드부
300: 공통 게이트부 400: 충전전류 제어부
500: 전류 절환부 600: 다이오드부
700: 기준전압원100: rectifying unit 200: light emitting diode unit
300: common gate unit 400: charging current control unit
500: current switching unit 600: diode unit
700: reference voltage source

Claims (14)

전압을 제공받아 발광하는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부;
상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트와 제2 공통 게이트를 포함하는 공통 게이트부;
서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와;
상기 제1 공통 게이트와 상기 제2 공통게이트, 및 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와;
상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과;
상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함하고,
상기 충전전류 제어부는 상기 제1 공통 게이트와 상기 제1 스위칭 소자 사이에 연결되는 제1 충전전류 제어부와 상기 제2 공통 게이트와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되는 제2 충전전류 제어부를 포함하고,
상기 제1 공통 게이트의 드레인은 상기 제1 발광 다이오드의 캐소드에 연결되고, 상기 제1 공통 게이트의 소오스는 상기 제1 충전전류 제어부에 연결되고, 상기 제1 공통 게이트의 게이트는 기설정된 입력전압원에 연결되어 제1 전류 절환부에서 발생한 구동전류를 상기 제1 발광 다이오드로 제공하고,
상기 제2 공통 게이트의 드레인은 상기 제2 발광 다이오드의 캐소드에 연결되고, 상기 제2 공통 게이트의 소오스는 상기 제2 충전전류 제어부에 연결되고, 상기 제2 공통 게이트의 게이트는 기설정된 입력전압원에 연결되어 제2 전류 절환부에서 발생한 구동전류를 상기 제2 발광 다이오드로 제공하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and second light emitting diodes that emit light by receiving a voltage;
A common gate unit including a first common gate and a second common gate limiting a maximum voltage that can be provided to the first and second light emitting diodes;
A current switching unit including a first switching element and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels;
It is connected between the first common gate and the second common gate, and the first switching element and the second switching element, and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements. A charging current control unit that makes it possible to;
A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current;
And a diode unit including a first diode and a second diode through which an anode is connected to the charging current controller and a cathode is connected to the reference voltage source to flow the charging current from the charging current controller to the reference voltage source,
The charging current controller includes a first charging current controller connected between the first common gate and the first switching element and a second charging current controller connected between the second common gate and the second switching element,
The drain of the first common gate is connected to the cathode of the first light emitting diode, the source of the first common gate is connected to the first charging current controller, and the gate of the first common gate is connected to a preset input voltage source. Connected to provide a driving current generated in the first current switching unit to the first light emitting diode,
A drain of the second common gate is connected to a cathode of the second light emitting diode, a source of the second common gate is connected to the second charging current controller, and a gate of the second common gate is connected to a preset input voltage source. A light emitting diode driving device, characterized in that the connected to provide a driving current generated by the second current switching unit to the second light emitting diode. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 충전전류 제어부의 제1 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되고, 상기 제1 충전전류 제어부의 제2 단자는 상기 제1 스위칭 소자에 연결되며, 상기 제1 충전전류 제어부의 제3 단자는 상기 제1 다이오드에 연결되고,
상기 제2 충전전류 제어부의 제1 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되고, 상기 제2 충전전류 제어부의 제2 단자는 상기 제2 스위칭 소자에 연결되며, 상기 제2 충전전류 제어부의 제3 단자는 상기 제2 다이오드에 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.The method of claim 1,
A first terminal of the first charging current controller is connected to the first common gate, a second terminal of the first charging current controller is connected to the first switching element, and a third terminal of the first charging current controller Is connected to the first diode,
A first terminal of the second charging current controller is connected to the second common gate, a second terminal of the second charging current controller is connected to the second switching element, and a third terminal of the second charging current controller Is connected to the second diode. 제1항에 있어서,
상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고,
상기 제1 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 충전전류 제어부에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고,
상기 제1 MOSFET은 상기 제1 레벨이 상기 제1 발광 다이오드의 구동 전압 이상이고 상기 제1 발광 다이오드의 구동 전압 및 상기 제2 발광 다이오드의 구동 전압의 합 이하인 경우 턴온되고,
상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 충전전류 제어부에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고,
상기 제2 MOSFET는 상기 제2 레벨이 상기 제1 발광 다이오드의 구동 전압 및 상기 제2 발광 다이오드의 구동 전압의 합을 초과하는 경우에 턴온되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.The method of claim 1,
The current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element,
The first switching element includes a gate terminal receiving an input voltage of a first level, a drain terminal connected to the first charging current controller, and a source terminal including a first MOSFET connected to the resistor,
The first MOSFET is turned on when the first level is greater than or equal to the driving voltage of the first light emitting diode and less than or equal to the sum of the driving voltage of the first light emitting diode and the driving voltage of the second light emitting diode,
In the second switching element, a gate terminal receives an input voltage of a second level, a drain terminal is connected to the second charging current controller, and a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor,
And the second MOSFET is turned on when the second level exceeds a sum of the driving voltage of the first LED and the driving voltage of the second LED. 제1항에 있어서,
상기 제1 공통 게이트 및 상기 제2 공통 게이트는 NPN 트랜지스터 또는 IGBT를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.The method of claim 1,
The first common gate and the second common gate comprises an NPN transistor or an IGBT. 제1항에 있어서,
상기 제1 충전전류 제어부 및 상기 제2 충전전류 제어부는 캐스코드 전류미러, 윌슨 전류미러, 위들러 전류미러 및 피킹 전류미러 중 적어도 하나의 형태로 구현된 전류미러회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치. The method of claim 1,
The first charging current controller and the second charging current controller include a current mirror circuit implemented in at least one of a cascode current mirror, a Wilson current mirror, a Widler current mirror, and a peaking current mirror. Diode drive. 제1항에 있어서,
상기 제1 충전전류 제어부 및 상기 제2 충전전류 제어부는 앰프를 포함하여 충전 전류를 발생시키는 전류미러회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치. The method of claim 1,
Wherein the first charging current control unit and the second charging current control unit include a current mirror circuit including an amplifier and generating a charging current. 제1항에 있어서,
상기 제1 충전전류 제어부 및 상기 제2 충전전류 제어부는 저항과 PMOS 트랜지스터를 사용하여 충전 전류를 발생시키는 전류미러회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.The method of claim 1,
The first charging current controller and the second charging current controller include a current mirror circuit for generating a charging current using a resistor and a PMOS transistor. 전압을 제공받아 발광하는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부;
상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트와 제2 공통 게이트를 포함하는 공통 게이트부;
서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와;
상기 제1 공통 게이트와 상기 제2 공통게이트, 및 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와;
상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과;
상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함하고,
상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고,
상기 충전전류 제어부는,
상기 저항에 의하여 발생하는 저항 전압과 기설정된 기준 전압을 입력 받는 비교기와;
상기 비교기의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와,
상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고,
상기 저항 전압이 상기 기준 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고,
상기 저항 전압이 상기 기준 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and second light emitting diodes that emit light by receiving a voltage;
A common gate unit including a first common gate and a second common gate limiting a maximum voltage that can be provided to the first and second light emitting diodes;
A current switching unit including a first switching element and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels;
It is connected between the first common gate and the second common gate, and the first switching element and the second switching element, and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements. A charging current control unit that makes it possible to;
A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current;
And a diode unit including a first diode and a second diode through which an anode is connected to the charging current controller and a cathode is connected to the reference voltage source to flow the charging current from the charging current controller to the reference voltage source,
The current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element,
The charging current control unit,
A comparator for receiving a resistance voltage generated by the resistance and a preset reference voltage;
A first switch and a second switch connected to the output of the comparator and turned on or off according to the output of the comparator,
A first resistor connected between the first switch and the first diode and a second resistor connected between the second switch and the second diode,
When the resistance voltage is lower than the reference voltage, the first switch is turned on and the second switch is turned off,
When the resistance voltage is higher than the reference voltage, the first switch is turned off and the second switch is turned on. 제9항에 있어서,
상기 발광 다이오드부가 N개의 발광 다이오드를 포함하고,
상기 공통 게이트부가 N개의 공통 게이트를 포함하고,
상기 전류 절환부가 N개의 스위칭 소자를 포함하고,
상기 다이오드 부가 N개의 다이오드를 포함하고,
상기 충전전류 제어부는 상기 저항 전압과 각각 상이한 기설정된 N-1개의 기준 전압을 입력 받는 N-1개의 비교기와, 상기 N-1개의 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프 되는 N개의 스위치와, 상기 N-1개의 비교기의 출력에 따라 상기 N개의 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 로직 블록과, 상기 N개의 스위치와 상기 N개의 다이오드 사이에 연결되어 있는 N개의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.The method of claim 9,
The light emitting diode part includes N light emitting diodes,
The common gate portion includes N common gates,
The current switching unit includes N switching elements,
The diode addition includes N diodes,
The charging current control unit includes N-1 comparators receiving N-1 preset reference voltages different from the resistance voltage, N switches turned on or off according to the outputs of the N-1 comparators, and the A light-emitting diode drive comprising: a logic block that turns on or off the N switches according to the outputs of N-1 comparators, and N resistors connected between the N switches and the N diodes. Device. 전압을 제공받아 발광하는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부;
상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트와 제2 공통 게이트를 포함하는 공통 게이트부;
서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와;
상기 제1 공통 게이트와 상기 제2 공통게이트, 및 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와;
상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과;
상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함하고,
상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고,
상기 제1 스위칭 소자는 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고,
상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고,
상기 충전전류 제어부는,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압과 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압을 입력 받는 비교기와;
상기 비교기의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와,
상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and second light emitting diodes that emit light by receiving a voltage;
A common gate unit including a first common gate and a second common gate limiting a maximum voltage that can be provided to the first and second light emitting diodes;
A current switching unit including a first switching element and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels;
It is connected between the first common gate and the second common gate, and the first switching element and the second switching element, and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements. A charging current control unit that makes it possible to;
A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current;
And a diode unit including a first diode and a second diode through which an anode is connected to the charging current controller and a cathode is connected to the reference voltage source to flow the charging current from the charging current controller to the reference voltage source,
The current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element,
The first switching element includes a gate terminal receiving an input voltage of a first level, a drain terminal connected to the first common gate, and a source terminal including a first MOSFET connected to the resistor,
In the second switching element, a gate terminal receives an input voltage of a second level, a drain terminal is connected to the second common gate, and a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor,
The charging current control unit,
A comparator receiving a drain voltage of the second MOSFET and a source voltage of the second MOSFET;
A first switch and a second switch connected to the output of the comparator and turned on or off according to the output of the comparator,
A first resistor connected between the first switch and the first diode and a second resistor connected between the second switch and the second diode,
When the drain voltage of the second MOSFET is lower than the source voltage of the second MOSFET, the first switch is turned on and the second switch is turned off,
When the drain voltage of the second MOSFET is higher than the source voltage of the second MOSFET, the first switch is turned off and the second switch is turned on. 전압을 제공받아 발광하는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부;
상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트와 제2 공통 게이트를 포함하는 공통 게이트부;
서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와;
상기 제1 공통 게이트와 상기 제2 공통게이트, 및 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와;
상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과;
상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함하고,
상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고,
상기 제1 스위칭 소자는 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고,
상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고,
상기 충전전류 제어부는,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압과 기설정된 기준 전압을 입력 받는 비교기와;
상기 비교기의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와,
상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and second light emitting diodes that emit light by receiving a voltage;
A common gate unit including a first common gate and a second common gate limiting a maximum voltage that can be provided to the first and second light emitting diodes;
A current switching unit including a first switching element and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels;
It is connected between the first common gate and the second common gate, and the first switching element and the second switching element, and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements. A charging current control unit that makes it possible to;
A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current;
And a diode unit including a first diode and a second diode through which an anode is connected to the charging current controller and a cathode is connected to the reference voltage source to flow the charging current from the charging current controller to the reference voltage source,
The current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element,
The first switching element includes a gate terminal receiving an input voltage of a first level, a drain terminal connected to the first common gate, and a source terminal including a first MOSFET connected to the resistor,
In the second switching element, a gate terminal receives an input voltage of a second level, a drain terminal is connected to the second common gate, and a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor,
The charging current control unit,
A comparator receiving a drain voltage of the second MOSFET and a preset reference voltage;
A first switch and a second switch connected to the output of the comparator and turned on or off according to the output of the comparator,
A first resistor connected between the first switch and the first diode and a second resistor connected between the second switch and the second diode,
When the drain voltage of the second MOSFET is lower than the preset reference voltage, the first switch is turned on and the second switch is turned off,
When the drain voltage of the second MOSFET is higher than the preset reference voltage, the first switch is turned off and the second switch is turned on. 전압을 제공받아 발광하는 적어도 두 개의 제1 발광 다이오드 및 제2 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부;
상기 제1 발광 다이오드와 상기 제2 발광 다이오드에 제공될 수 있는 최대 전압을 제한하는 제1 공통 게이트와 제2 공통 게이트를 포함하는 공통 게이트부;
서로 다른 입력 전압 레벨에 따라 상기 제1 발광 다이오드 및 상기 제2 발광 다이오드에 흐르는 구동 전류의 경로를 제어하는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 포함하는 전류 절환부와;
상기 제1 공통 게이트와 상기 제2 공통게이트, 및 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에 연결되며, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류와 동기된 충전 전류를 발생시키는 충전전류 제어부와;
상기 충전 전류를 받아 전압을 충전하는 기준전압원과;
상기 충전전류 제어부에 아노드가 연결되고 상기 기준전압원에 캐소드가 연결되어 상기 충전 전류를 상기 충전전류 제어부로부터 상기 기준전압원으로 흐르게 하는 제1 다이오드와 제2 다이오드를 포함하는 다이오드부를 포함하고,
상기 전류 절환부는 접지단과 연결되어 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자에 흐르는 전류를 결정하는 저항을 더 포함하고,
상기 제1 스위칭 소자는 게이트 단자는 제1 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제1 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제1 MOSFET을 포함하고,
상기 제2 스위칭 소자는, 게이트 단자는 제2 레벨의 입력전압을 입력 받고, 드레인 단자는 상기 제2 공통 게이트에 연결되며, 소오스 단자는 상기 저항에 연결되는 제2 MOSFET을 포함하고,
상기 충전전류 제어부는,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압과 상기 제2 MOSFET의 소오스 전압을 검출하는 NMOS 또는 NPN 트랜지스터와;
상기 NMOS 또는 NPN 트랜지스터의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프되는 제1 스위치 및 제2 스위치와,
상기 제1 스위치와 상기 제1 다이오드 사이에 연결되어 있는 제1 저항과 상기 제2 스위치와 상기 제2 다이오드 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 포함하고,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 기설정된 기준 전압 보다 낮으면 상기 제1 스위치는 턴온되고 상기 제2 스위치는 턴오프 되고,
상기 제2 MOSFET의 드레인 전압이 상기 기설정된 기준 전압 보다 높으면 상기 제1 스위치는 턴오프되고 상기 제2 스위치는 턴온되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 구동장치.
A light emitting diode unit including at least two first light emitting diodes and second light emitting diodes that emit light by receiving a voltage;
A common gate unit including a first common gate and a second common gate limiting a maximum voltage that can be provided to the first and second light emitting diodes;
A current switching unit including a first switching element and a second switching element for controlling a path of a driving current flowing through the first LED and the second LED according to different input voltage levels;
It is connected between the first common gate and the second common gate, and the first switching element and the second switching element, and generates a charging current synchronized with the current flowing through the first and second switching elements. A charging current control unit that makes it possible to;
A reference voltage source for charging a voltage by receiving the charging current;
And a diode unit including a first diode and a second diode through which an anode is connected to the charging current controller and a cathode is connected to the reference voltage source to flow the charging current from the charging current controller to the reference voltage source,
The current switching unit further includes a resistor connected to a ground terminal to determine a current flowing through the first switching element and the second switching element,
The first switching element includes a gate terminal receiving an input voltage of a first level, a drain terminal connected to the first common gate, and a source terminal including a first MOSFET connected to the resistor,
In the second switching element, a gate terminal receives an input voltage of a second level, a drain terminal is connected to the second common gate, and a source terminal includes a second MOSFET connected to the resistor,
The charging current control unit,
An NMOS or NPN transistor for detecting a drain voltage of the second MOSFET and a source voltage of the second MOSFET;
A first switch and a second switch turned on or off according to the output of the NMOS or NPN transistor,
A first resistor connected between the first switch and the first diode and a second resistor connected between the second switch and the second diode,
When the drain voltage of the second MOSFET is lower than a preset reference voltage, the first switch is turned on and the second switch is turned off,
When the drain voltage of the second MOSFET is higher than the preset reference voltage, the first switch is turned off and the second switch is turned on.
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